吴 迪，胡亚欣，李 进

（中国航发哈尔滨轴承有限公司 信息档案中心，哈尔滨 150025）

1 前言

随着“中国制造 2025”战略的提出，智慧工厂、智能制造将成为国内航空轴承领域未来发展的一个重要方向。为全面推进数字化转型当前高端轴承供应商已经开始逐步搭建企业内数字化质量检验平台，对质量检验过程、检测任务安排、检验数据记录、检验报告审批及输出、检验数据分析等进行信息化管理。但是独立质量检验系统或是MES系统中标准的质量检验功能模块，都存在与生产订单适应性差、功能单一、信息获取不完整、获取难度大、匹配度低的情况，造成质量检验系统缺乏与MES系统有效深度融合，对MES系统支撑能力不足等问题则较为突出。由于上述原因，需要设计一种基于MES系统能够符合航空轴承制造过程特点的质量检验平台。该平台搭建能有效提升航空轴承质量实时综合管控能力与质量检验工作效率，同时为后续在工控网内布局检验采集系统提供检验订单支撑，加速以数据为初始切入点，打造质量数据驱动的智能管理系统。

2 基于MES系统的航空轴承质量检验平台建设逻辑

2.1 可行性分析

依据航空轴承制造过程核心业务流，以典型质量检验过程为模板，以制造及检验高度融合匹配为主线，确定以MES中的生产订单与检验工艺路线为中心，覆盖生产及检验管理的相关过程。实现检验工作计划管理、计量检测监控、检验技术状态管控、返厂情况跟踪、首件鉴定统计、质量履历追溯等功能[1]。建设要求应充分做到高度融合、先进性、开放性、高性能、高可扩展性、高可靠性、安全性及易操作性，重点解决质量信息独立分散交互不足、管理信息滞后及不完整等问题。本研究重点以检测实验室为建设蓝本进行系统规划及建设研究。

2.2 需求分析

2.2.1 需求概述

项目总体的建设目标将依据前期MES局部实施和应用经验，按照数据采集、分析展示、平台化管理和系统集成等多方面进行全面的规划和部署。结合MES相关系统的综合应用，以产品质量及保障过程全面提升为基础，以质量实时综合管控为初始切入点，融合业务流程与IT建设相结合。质量检验平台具有任务流转流程清晰，任务输入、输出量较大，数据追溯准确性要求高，数据存储量大等特点[2]，质量检验平台框架参见图1。由此，MES系统建立质量检验平台的重点在于实现任务、数据、资源和相关系统接口的管理。

图1 质量检验平台

2.2.2 功能需求

（1）建立完善的产品质量检测信息数据平台，实现可有效追溯的产品质量管理。

（2）实现轴承成品的检测数据采集、结构存储和输出，实现对过程进行质量数据统计评价控制[3]。

（3）实现全过程质量信息透明化、可视化管理，全面显著提升生产质量信息传递效率。

（4）实现成品验收计划、成品检验工序报表、成品检验验收完成等方面的数字化管理。

（5）实现几何量计量、计量校准、返厂情况统计、检验执行通知单、质量履历等信息统计管理。

（6）实现产品检测、计量信息快速查找、不合格品追踪，为设备计量校准周期提供预警提示，加强设备过程管控，为后续质量信息数据在线分析提供基础[4]。

2.3 数据流图

本系统数据流图参见图 2。

图2 顶层数据流图

3 基于MES系统的航空轴承质量检验平台具体功能开发与实现

本系统支持 B/S 及 C/S 两种架构访问方式，系统语言以 java/c/c++/c#/pb/.net 等主流开发语言为主，数据库采用 ORACLE，同时支持国产化主流数据库，可进行快速数据库切换。系统支持windows 7 等主流操作系统及国产化操作系统运行。系统支持二次开发，采用成熟的数据库开放平台，保证基于.NET 的网络系统的可靠性和兼容性。

3.1 顶层搭建

应用层逻辑图示参见图 3。

图3 图示应用层逻辑

3.2 功能搭建

根据质量检验平台相关业务需求，以业务主线作为功能模块的划分，下面对质量检验平台的主要模块进行详细介绍。

成品检验验收完成情况包含产品信息，验收情况，成品轴承产品合格证检测数据、检测记录、验收材料等质量信息的数字化归档等方面,参见图 4。完成成品轴承检验验收完成情况与检测记录、验收材料等质量档案的关联，可以直接查阅检验验收进度及验收合格后成品轴承的相关质量档案。质量档案的数字化归档可以实时调阅，极大地方便了后续相关产品的质量清查、首件鉴定等相关工作。

图4 成品检验完成情况报表

成品检验工序报表主要含产品信息、在制品状态、产品状态、检验验收信息等，参见图 5。成品检验工序报表的数字化展现后，管理人员可以及时了解现场状态，生产、检验排产计划更加合理高效；工艺人员可以及时发现现场检验状况，及时解决现场检验问题；验收提交人员可以合理安排验收提交工作。成品检验整个流程更加清晰、顺畅，保证了检验工作的进行。

计量检验管理模块包括几何量计量，热、力、电校准计量单元，管理单元统计检测尺寸信息、零件信息、检验数量、检测日期等信息，参见图 6。为后续质量信息数据在线分析、产品检测信息快速查找、不合格品信息追踪提供基础。

成品轴承返厂管理单元包含产品信息、返厂原因、复检情况反馈及进度情况，参见图 7。便于返厂质量信息跟踪，过程控制。

图7 返厂情况统计

3.3 系统拓展性与安全性要求

3.3.1 拓展性要求

MES系统中搭建质量检验平台是一个长期的建设过程，在建设过程中需要不断地对系统进行完善。系统可以根据在实际使用中的负载情况，对各相关软件的部署进行调整，所有应用模块均基于同一数据库实例，并能够根据企业的要求进行有效的扩充。服务器端能够很好地支持Windows 和 Linux 等多操作系统平台。在数据存储方面应能够支持 Oracle 10g 及以上企业版和标准版，并支持非结构化大内容数据的外部存储，以满足不断增加的业务需求和访问量。

3.3.2 安全性要求

数据安全要求:系统开发遵循编写安全代码的规范进行设计开发，最大限度地避免安全漏洞；软件系统运行应稳定、可靠。应用系统及数据库能够支持备份机制和灾难恢复，从而避免因机器硬件或支撑软件出现问题而系统无法使用的情况发生。能够备份整个数据库到不同的存储媒体，并能够进行方便的系统和数据的恢复[5]。

用户安全要求：应用程序和数据的安全除了要满足 BMB17 和 BMB20 所规定的三员管理、登录、日志等安全手段外，还要能够对常见的 Web攻击进行防范，以实现平台的最高安全性。系统用户实行集中统一管理，支持 Windows 域用户账户授权机制。

4 结束语

通过在 MES 系统中搭建质量检验平台是为生产过程质量监控与质量管理的信息采集工具。强调控制和协调，实现企业质量管控与质量执行层的双向信息流交互，覆盖航空轴承产品从原材料到成品的质量管控过程，从开立工单生产到最后的成品入库，提供制造执行的现场实时质量控制、质量管理，以及全过程产品质量与制造工艺追溯。实现检验计划与生产计划之间承上启下的实时信息通道，使生产质量过程变得透明并可以追溯。