梁 丹 劉 輝 李世龍

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面向航天產(chǎn)品質(zhì)量保證的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)總體設(shè)計(jì)

梁 丹1劉 輝1李世龍2

（1. 首都航天機(jī)械有限公司，北京 100076；2. 北京八一學(xué)校，北京 100080）

在當(dāng)前制造業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，研究分析了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的定義與內(nèi)涵，闡述了航天質(zhì)量數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀，提出了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的總體設(shè)計(jì)方案，給出了基于BOM的數(shù)據(jù)規(guī)劃及構(gòu)建質(zhì)量管理平臺(tái)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑。

航天產(chǎn)品質(zhì)量；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)；質(zhì)量管理平臺(tái)

1 引言

隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)的融合發(fā)展，形成了基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的云制造[1]、制造物聯(lián)[2]等新型智能制造模式，《中國(guó)制造2025》規(guī)劃的發(fā)布，將進(jìn)一步推動(dòng)制造業(yè)向基于大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用基礎(chǔ)上的智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)[3]。智能制造技術(shù)也將給航天制造業(yè)帶來(lái)翻天覆地的改變。在航天產(chǎn)品的研制過(guò)程中，產(chǎn)生包含設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、檢驗(yàn)等過(guò)程的海量數(shù)據(jù)，研究如何應(yīng)用航天產(chǎn)品數(shù)據(jù)對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)科學(xué)性、制造工藝過(guò)程穩(wěn)定性、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，通過(guò)開展面向航天產(chǎn)品質(zhì)量保證的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工程，帶動(dòng)工作方式和工作思維的變革，推動(dòng)航天產(chǎn)品質(zhì)量管控模式由流程驅(qū)動(dòng)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式轉(zhuǎn)變。

2 對(duì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的認(rèn)識(shí)

2.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的定義與內(nèi)涵

工信部2015年發(fā)布《智能制造能力成熟度模型白皮書（1.0）》中對(duì)“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的描述為：制造過(guò)程中的各類數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)采集、加工及分析，形成可用的知識(shí)、模型，用于對(duì)各制造環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià)、監(jiān)控、預(yù)測(cè)、控制以及決策優(yōu)化[4]?？梢园选皵?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”簡(jiǎn)單理解為“利用源于制造過(guò)程的數(shù)據(jù)及提煉的知識(shí)，反過(guò)來(lái)對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行評(píng)估、控制和優(yōu)化的活動(dòng)”。

在實(shí)際制造活動(dòng)中，制造過(guò)程的數(shù)據(jù)主要包括機(jī)器類數(shù)據(jù)、管理類數(shù)據(jù)以及工廠外部數(shù)據(jù)。通過(guò)多種方式采集貫穿產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)等各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，運(yùn)用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)，為制造過(guò)程提供基于數(shù)據(jù)的分析和決策基礎(chǔ)。

2.2 面向航天產(chǎn)品質(zhì)量保證的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)

產(chǎn)品質(zhì)量是指產(chǎn)品滿足規(guī)定需要和潛在需要的特征和特性的總和。產(chǎn)品質(zhì)量采用質(zhì)量特性或特征（質(zhì)量指標(biāo)）描述，一般包括性能、耐用性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等方面。質(zhì)量數(shù)據(jù)既包括由個(gè)體產(chǎn)品質(zhì)量特性值組成的個(gè)體質(zhì)量數(shù)據(jù)（樣本），也包括對(duì)樣本數(shù)據(jù)分析后形成的表征總體產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的集中位置、分散程度、分布規(guī)律等的總體產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)。

與產(chǎn)品質(zhì)量（或與產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)）相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以劃分為三大類。一是表征產(chǎn)品質(zhì)量要求、質(zhì)量保證目標(biāo)的數(shù)據(jù)，包括：設(shè)計(jì)部門提出的產(chǎn)品質(zhì)量特性（產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)）、產(chǎn)品質(zhì)量特性組合（產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)體系）等產(chǎn)品質(zhì)量要求數(shù)據(jù)，工廠提出的合格率、返修率等質(zhì)量控制目標(biāo)數(shù)據(jù)；二是與產(chǎn)品形成過(guò)程質(zhì)量保證相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括：工藝部門（或設(shè)計(jì)部門）提出的工藝參數(shù)、制造資源、制造環(huán)境、過(guò)程檢測(cè)等所有與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的過(guò)程控制要求及執(zhí)行結(jié)果數(shù)據(jù)；三是表征產(chǎn)品實(shí)際質(zhì)量、制造質(zhì)量結(jié)果的數(shù)據(jù)，包括個(gè)體產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的檢驗(yàn)（檢測(cè)、試驗(yàn)）結(jié)果數(shù)據(jù)，也包括基于個(gè)體產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析后形成的合格率、分散程度等計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)。

與產(chǎn)品質(zhì)量保證和質(zhì)量改進(jìn)相關(guān)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)，主要包括兩個(gè)方面：對(duì)形成產(chǎn)品質(zhì)量的全過(guò)程所有原始實(shí)做數(shù)據(jù)的采集、記錄、存儲(chǔ)、傳遞活動(dòng)，及基于原始實(shí)做數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品制造質(zhì)量分析、評(píng)價(jià)的活動(dòng)；對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉，形成可用知識(shí)、模型，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程優(yōu)化、改進(jìn)，利用優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案，控制（驅(qū)動(dòng)）制造過(guò)程的活動(dòng)。

2.3 開展面向產(chǎn)品質(zhì)量保證的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的意義

a. 驅(qū)動(dòng)企業(yè)主動(dòng)變革生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式

通過(guò)主動(dòng)開展數(shù)據(jù)采集、分析、利用，將數(shù)據(jù)作為制造系統(tǒng)的輸入，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，支持生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、業(yè)務(wù)流程優(yōu)化、企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策，使企業(yè)由被動(dòng)采集數(shù)據(jù)向主動(dòng)采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，由被動(dòng)展示數(shù)據(jù)向主動(dòng)透明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，由被動(dòng)管理數(shù)據(jù)向主動(dòng)管理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，由被動(dòng)分析支持決策向主動(dòng)分析支持決策轉(zhuǎn)變。

b. 驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量保證

通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)作業(yè)、物資管控、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)品使用等過(guò)程數(shù)據(jù)分析與挖掘驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研制迭代優(yōu)化，面向產(chǎn)品質(zhì)量，依據(jù)全系統(tǒng)→分系統(tǒng)→單機(jī)→部組件→元器件原材料的研制路徑，逐級(jí)收集航天產(chǎn)品研制結(jié)果數(shù)據(jù)和關(guān)鍵過(guò)程數(shù)據(jù)，形成“縱向貫通”的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，打通產(chǎn)品數(shù)據(jù)交互通道。

c. 驅(qū)動(dòng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造、智慧管理

數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)智能制造、智慧管理的核心支撐，通過(guò)對(duì)各類數(shù)據(jù)的采集、分析和利用，通過(guò)信息化手段自動(dòng)實(shí)行智能化管控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控以及經(jīng)營(yíng)管理的智能化，為企業(yè)管理提供智能決策支持，實(shí)現(xiàn)智慧管理。

3 航天質(zhì)量數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

3.1 航天質(zhì)量管理的差距分析

中國(guó)航天取得過(guò)輝煌的成績(jī)，但發(fā)展進(jìn)程并非一帆風(fēng)順。航天產(chǎn)品質(zhì)量管理在質(zhì)量問(wèn)題雙歸零五條等一系列強(qiáng)化產(chǎn)品研制和質(zhì)量管理的措施下，加強(qiáng)產(chǎn)品保證能力的建設(shè)。隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)家重大工程、重點(diǎn)任務(wù)十分繁重，在新的形勢(shì)和任務(wù)面前，航天質(zhì)量管理能力還有很大差距。

在以某航天產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題故障分析過(guò)程中，暴露出的關(guān)鍵環(huán)節(jié)質(zhì)量數(shù)據(jù)缺失、大量數(shù)據(jù)未實(shí)現(xiàn)電子化等問(wèn)題，也真實(shí)反映出了目前在航天產(chǎn)品研制生產(chǎn)過(guò)程中數(shù)據(jù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面存在薄弱環(huán)節(jié)，很難實(shí)現(xiàn)用“數(shù)據(jù)說(shuō)話”。

現(xiàn)階段，現(xiàn)役產(chǎn)品制造過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)的測(cè)量和記錄方式自動(dòng)化程度不高，數(shù)據(jù)采集效率低，很多線性尺寸采用工人測(cè)量的方式，大量數(shù)據(jù)依靠手工記錄。同時(shí)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)之間，業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)與數(shù)字化檢測(cè)設(shè)備、生產(chǎn)線之間尚未打通，存在信息孤島，數(shù)據(jù)集成能力薄弱，難以形成以產(chǎn)品實(shí)物樹為基礎(chǔ)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)包，支撐設(shè)計(jì)到交付、單機(jī)到總體的數(shù)據(jù)流動(dòng)。對(duì)于低價(jià)值密度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)、工藝優(yōu)化等數(shù)據(jù)挖掘工作尚處于起步階段。

3.2 質(zhì)量數(shù)據(jù)的分類

以4種典型產(chǎn)品為對(duì)象，梳理分析產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)據(jù)，與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)分為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、物資數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)4大類共26小類。以工藝數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)兩大類進(jìn)行細(xì)化分類，包括工藝路線、工藝參數(shù)、生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)、產(chǎn)品實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、裝配數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)等共13小類。具體示例如表1所示。

表1 質(zhì)量數(shù)據(jù)分類示例

4 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的總體方案

4.1 實(shí)施思路

以產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程為主線，針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)，圍繞數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘等環(huán)節(jié)，覆蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、物資管控、生產(chǎn)作業(yè)、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)品使用過(guò)程，在技術(shù)方法、工作平臺(tái)、能力建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面開展研究、應(yīng)用和建設(shè)工作，最終實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造過(guò)程，實(shí)做數(shù)據(jù)支撐設(shè)計(jì)改進(jìn)”的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)覆蓋產(chǎn)品研制生產(chǎn)使用全流程質(zhì)量“數(shù)據(jù)”的閉環(huán)管理，形成基于制造數(shù)據(jù)的更為完整有效的產(chǎn)品質(zhì)量保證和質(zhì)量改善體系。

4.2 總體建設(shè)方案

按照航天產(chǎn)品研制生產(chǎn)流程，主要涵蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、物資管控、生產(chǎn)作業(yè)、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)品使用六個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示。

圖1 質(zhì)量保證數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)總體建設(shè)方案

4.2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

建立產(chǎn)品集成協(xié)同研制等信息化軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)、模型、數(shù)據(jù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化、協(xié)同仿真、性能綜合預(yù)測(cè)評(píng)估及驗(yàn)證等；進(jìn)行基于MBD的全三維關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)信息和制造信息共同定義到模型中，保證數(shù)據(jù)的唯一性。

4.2.2 工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

建立航天產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)和軟件系統(tǒng)平臺(tái)，構(gòu)建基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)全過(guò)程的并行協(xié)同環(huán)境，實(shí)現(xiàn)基于協(xié)同、流程、知識(shí)、仿真的智能化工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)庫(kù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的輔助工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)在多領(lǐng)域、跨平臺(tái)的全面協(xié)同。

4.2.3 物資管控環(huán)節(jié)

建立航天產(chǎn)品物資質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件平臺(tái)，完成對(duì)物資交付、驗(yàn)收、使用等環(huán)節(jié)物資質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)質(zhì)量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等單位或部門的共享和按需推送，支撐原材料質(zhì)量包絡(luò)分析、產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題分析及優(yōu)化改進(jìn)等工作順利完成。

4.2.4 生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)

采集航天產(chǎn)品制造過(guò)程的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)，利用標(biāo)識(shí)等信息化手段實(shí)現(xiàn)原材料、產(chǎn)品、半成品的自動(dòng)配送和制造過(guò)程信息的實(shí)時(shí)反饋，基于在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析和模型預(yù)測(cè)，支撐相關(guān)設(shè)備參數(shù)和工藝參數(shù)的調(diào)整，確保產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和一致性。

4.2.5 試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)

建立航天產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)，建立設(shè)計(jì)-仿真-虛實(shí)結(jié)合的試驗(yàn)驗(yàn)證體系，采用“虛實(shí)結(jié)合”的手段輔助實(shí)物驗(yàn)證、提高實(shí)物驗(yàn)證效率、補(bǔ)充試驗(yàn)工況，促進(jìn)實(shí)物試驗(yàn)水平優(yōu)化并降低試驗(yàn)成本。

4.2.6 產(chǎn)品使用環(huán)節(jié)

建立完整的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和軟件系統(tǒng)平臺(tái)，完成對(duì)航天產(chǎn)品使用環(huán)節(jié)質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和統(tǒng)一管理，具備歷史數(shù)據(jù)的快速查詢、比對(duì)和分析的能力；可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程工具提供產(chǎn)品服務(wù)，反饋產(chǎn)品使用數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)和新產(chǎn)品的研發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐。

4.3 工作流程

遵循“摸清基礎(chǔ)，找準(zhǔn)定位，一次規(guī)劃，階段實(shí)施，不斷實(shí)踐，不斷完善”的工作原則，按照數(shù)據(jù)調(diào)研預(yù)分析、數(shù)據(jù)規(guī)范與采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享、數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用四部分內(nèi)容，推進(jìn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工程應(yīng)用，工作流程如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工程工作流程

數(shù)據(jù)調(diào)研與分析：選取典型試點(diǎn)產(chǎn)品，開展產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)調(diào)研，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)輸入、輸出數(shù)據(jù)開始，到原材料、元器件數(shù)據(jù)、零件制造工藝、過(guò)程以及結(jié)果數(shù)據(jù)，最后到部組件裝配和試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，分析質(zhì)量數(shù)據(jù)的種類、產(chǎn)生的環(huán)節(jié)、檢測(cè)、記錄、流程以及用途等，進(jìn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)分析。

數(shù)據(jù)規(guī)范與采集：針對(duì)海量的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)，開展數(shù)據(jù)規(guī)劃研究和分析；優(yōu)化檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?，研究制定不同種類數(shù)據(jù)的采集模式、方法等；規(guī)范工藝規(guī)程，在工藝規(guī)程中明確各類數(shù)據(jù)的采集方法、記錄格式要求等；結(jié)合智能制造數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)，調(diào)研檢測(cè)能力需求，研究自動(dòng)化采集各類數(shù)據(jù)的技術(shù)以及能力需求。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享：研究適應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)需求的產(chǎn)品編碼方案并推動(dòng)實(shí)施；優(yōu)化升級(jí)工藝規(guī)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)、制造過(guò)程管理系統(tǒng)，開發(fā)適應(yīng)于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新功能模塊，建立基于BOM的數(shù)據(jù)源統(tǒng)一、架構(gòu)統(tǒng)一、覆蓋產(chǎn)品全生命周期的工程制造數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。

數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用：基于產(chǎn)品應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)自動(dòng)包絡(luò)分析、產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)示和問(wèn)題診斷以及各類驗(yàn)收評(píng)審報(bào)表的自動(dòng)生成等，支撐產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)、工藝和設(shè)計(jì)優(yōu)化和管理效率提升。

5 支撐數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)

5.1 面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程的數(shù)據(jù)規(guī)劃

圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、物資管控、生產(chǎn)作業(yè)、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)品使用全流程，詳細(xì)分析各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)所需的輸入輸出數(shù)據(jù)，明確數(shù)據(jù)需求、數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)流向、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化傳遞等內(nèi)容或要求，建立各類數(shù)據(jù)模型。同時(shí)，基于數(shù)據(jù)規(guī)劃提出軟硬件條件需求，逐步形成基于單一數(shù)據(jù)源的一系列軟件平臺(tái)，保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性、有效性、完整性，為配置數(shù)據(jù)采集手段等軟硬件條件提供支撐。

5.2 航天產(chǎn)品質(zhì)量保證數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能力成熟度模型構(gòu)建

“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”其本質(zhì)是實(shí)施“智能制造”的一個(gè)基礎(chǔ)工作，為確保工作有序推進(jìn)，擬借鑒“智能制造能力成熟度模型”概念，構(gòu)建“航天產(chǎn)品質(zhì)量保證數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能力成熟度模型”，形成制造維、產(chǎn)品維和管理維三個(gè)維度，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、物資管控、生產(chǎn)作業(yè)、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)品使用六個(gè)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)與產(chǎn)品質(zhì)量性能提升的關(guān)系體系，指導(dǎo)制造過(guò)程的精細(xì)化控制，在提升效率、效益的同時(shí)，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

5.3 基于BOM的產(chǎn)品數(shù)據(jù)關(guān)系構(gòu)建與數(shù)據(jù)追溯

通過(guò)實(shí)做BOM與設(shè)計(jì)BOM、工藝BOM、制造BOM等的關(guān)聯(lián)關(guān)系、數(shù)據(jù)繼承關(guān)系，使每個(gè)實(shí)物對(duì)象均具有各過(guò)程BOM的基本信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)物制造信息的可視化。實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)源、統(tǒng)一架構(gòu)、覆蓋產(chǎn)品全生命周期的工程制造數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)狀態(tài)控制并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量追溯和變更影響分析，具體過(guò)程示意如圖3所示。

圖3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)BOM演化與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程示意

5.4 面向產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量管理平臺(tái)構(gòu)建

依據(jù)產(chǎn)品研制各環(huán)節(jié)對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的需求，建立以BOM為核心的貫通設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、物資、使用的產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量數(shù)據(jù)管理集成平臺(tái)，平臺(tái)構(gòu)建架構(gòu)如圖4所示，包括產(chǎn)品裝機(jī)信息、測(cè)試信息、履歷信息的集成管理，形成航天產(chǎn)品完整的質(zhì)量數(shù)據(jù)包。隨著數(shù)據(jù)采集、管理、存儲(chǔ)、分析和展現(xiàn)的逐步實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步挖掘各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)潛在的價(jià)值，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品驗(yàn)收數(shù)據(jù)包自動(dòng)生成、同類產(chǎn)品的橫向數(shù)據(jù)自動(dòng)比對(duì)與一致性評(píng)價(jià)，通過(guò)知識(shí)和數(shù)據(jù)的重用、共享，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行剖析和精細(xì)建模，建立數(shù)字孿生模型，通過(guò)仿真分析確保設(shè)計(jì)和制造準(zhǔn)確執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)面向產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析、故障診斷、質(zhì)量溯源、質(zhì)量評(píng)價(jià)等。

圖4 面向產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)據(jù)應(yīng)用

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著對(duì)數(shù)據(jù)需求的梳理和對(duì)現(xiàn)狀的再認(rèn)識(shí)，“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”工作不單是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)收集、整理和分析，是一種科學(xué)管理方法和理念的變革，具有長(zhǎng)期性、持續(xù)性和必要性的特點(diǎn)。通過(guò)實(shí)施數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，從以人為中心的研制模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅Ｐ蜑橹行牡难兄颇Ｊ?，從面向?qū)嵨锂a(chǎn)品質(zhì)量管控的管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)面向虛體（數(shù)據(jù)）和實(shí)物進(jìn)行質(zhì)量管控的管理模式?！皵?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”作為數(shù)字化工廠建設(shè)的核心任務(wù)，是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，是一種管理方法和理念的變革。

1 李伯虎，張霖，王時(shí)龍，等. 云制造——面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化制造新模式[J]. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2010，16(1)：1～7，16

2 姚錫凡，于淼，陳勇，等. 制造物聯(lián)的內(nèi)涵體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2014，20(1)：1～10

3 姚錫凡，練肇通，楊屹，等. 智慧制造——面向未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的人機(jī)物協(xié)同制造新模式[J]. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2014，20(6)：1490～1498

4 趙波，郭楠，胡靜宜，等. 智能制造能力成熟度模型白皮書（1.0）[M]. 2016

Data Driven Overall Design for Aerospace Product Quality Management

Liang Dan1Liu Hui1Li Shilong2

(1. Capital Aerospace Machinery Co., Ltd., Beijing 100076；2. Beijing Bayi School, Beijing 100080)

Based on the development of current manufacturing information technology, the concept of data driven was analyzed. The present situation of aerospace quality data management was discussed, and the overall design was put forward. The technical way of data design based on BOM and quality management platform was also proposed.

aerospace product quality；data driven；quality management platform

2018-11-14

梁丹（1981），碩士，工業(yè)與制造系統(tǒng)工程專業(yè)；研究方向：數(shù)字化制造。