电脑的屏幕上,一行行实时数据不停跳动,一排排产品进入最后的老化、温度循环、稳定性测试等试验流程。偌大的惯性产品试验厂房里,试验技师刘震安静地坐在一隅轻敲键盘,用一台电脑监控着所有试验设备和试验产品。这是航天三江红峰公司数字“智造”的新场景。
数字经济已多次写入政府工作报告,2023年政府工作报告中再次强调,打造数字经济新优势,加快传统产业与中小企业数字化转型。红峰公司自主研发的全新惯性产品智能测试产线,让生产力成倍提升,数字化与实体制造的有机融合,赋予产线巨大活力和潜力。
该产线100%覆盖了批量惯性产品的老化、温循、稳测等试验场景,12道测试工序全过程无人值守,实现了全试验周期数据信息化归集和产品质量数据包的构建。负责产线开发的副主任设计师邹力自豪地说:“这是我们结合自身实际需求,量身定制的全自动测试产线,核心技术拥有自主知识产权,红峰特色明显。”
统型:从点对点到一拖四
航天产品对可靠性的要求极高,产品测试项目繁多,是最重要也最耗时最费人力的环节,有的测试流程长达24小时以上。为了改进这一问题,红峰的数字化改造就从测试环节入手,“测试数据要真实可靠,核心技术就得掌握在自己手上,我们要自主开发出一套低成本、低门槛、低人力资源需求、可信任、更精准的数字化平台。”测试智能化改造项目组成立时,团队成员目标清晰,信心十足。
年轻的团队“软硬兼施、软硬同步”,多方协同,按照测试产线数字化转型规划的“路线图”,在智能装备和信息化两个专业方向同步开展研发。
副主任工艺师邓世恒最初的工作,是对五花八门的测试仪进行统型,他介绍说:“统型就是把多种测试仪统一成一两个型号,便于规模化生产管理和操作。”然而现实与他想象相差甚远,现有的测试方法多样、测试仪种类繁多,不同的产品要用不同的测试仪,每台测试仪间又不能信息互通。
▲邓世恒(左二)、陈地(左三)与团队同事开展头脑风暴
“测试系统硬件平台架构迭代4个版本,软件架构迭代10版以上。” 研发全新的测试设备,老旧工装改造,实现主要产品的测试设备统型,邹力和邓世恒带着团队努力跟上中国工业数字化的进程。
测试软件的开发,先从“点”上突破。邓世恒从惯性产品温循试验工序着手,对试验条件、要求、特点进行总结归纳,针对性地开展试验工序通用测试软件架构搭建。“要熟悉产品性能及各个试验细节,打通各个专业。”邓世恒天天跟产品和试验大纲打交道,他说,“闭上眼睛,满脑子都是试验数据。”
环境试验通用测试软件架构的成功开发,打开了统型测试系统软件的大门,极大地减少了测试软件开发工作量。软件工程师龚小进佩服地说:“这个框架好像一个毛坯房,框架中的试验条件可通过配置文件灵活修改,后续试验测试软件的开发人员只需要构思装修方案,就可以设计出针对不同产品温循试验的自动化测试软件,方便快捷,而且可靠性高。”
老化、温循、温补、稳测,统型系统将一个工序扩展到多个工序、一个产品扩展到多个产品,从最初的一拖一,到一拖四,即一台主机,可同时测试四台产品。艰难的统型后,全部测试设备统型为三种,一键式自动化测试,数据自动上传归集,硬件成本为原系统的1/5,一拖多模式,测试效率提升了4倍,故障识别实现100%覆盖。
后台:“简单!好用!省事!”
与统型系统同步开发的,是智能测试装备开发和生产信息化系统,这是产业化和信息化的真正融合。学科打通、知识融合,是开发的关键。
年轻的徐灿负责信息化系统开发,他一头扎进产线,充分了解测试产品和测试过程,他说:“构建统一平台架构,就是建造生产制造与信息化平台之间的桥梁。”研讨会的头脑风暴后,团队得出了一个金点子:“数据太繁复,那就把异构数据抽象成一个数据模型,写一个通用接口。”
“上传成功,数据过来了,测试结果也能在系统里直接打开了!”2021年11月,在徐灿万分激动的呼喊中,上传接口联调首次成功,测试数据结构化与集中管理功能运行顺畅。徐灿和同事们打造出了稳定可靠的“后台”,生产设备信息在线采集与监控管理、产线数据归集与分析得以实现。
▲徐灿(左一)与红峰公司副总师彭志强、邹力(右一)研讨技术
“简单!好用!省事!这是我们自己的后台!”产线师傅对信息化系统给出了极高的评价。徐灿用一串数字为“好用”注释:“生产设备数字化率达到83%,测试全过程数字化管控,设备有效利用率提升30%,实现产线数据自动归集、存储、构建分析报表,业务交检、质量数据包自动生成,大批量产品数字编码覆盖率达到100%,生产现场无纸化率达到90%。” 专家评审时对信息化系统高度评价:“构建测试数据集成接口规范,满足公司生产数据自主可控和快速迭代的要求。”
无人值守“最优解”
惯性产品智能测试产线最终是要实现测试环节无人值守。邹力和同事们构建的无人值守平台方案,就是要 “通过自主开发的测试系统,实现产品一键式自动化测试,并且测试数据要真实、可靠。”
全工序自动化测试,就是要实现公司产品全工序测试试验无人值守,解决“测试无人化、监控离散化、数据碎片化”等生产痛点。目前各自为阵的试验测试设备如温箱、真空箱、转台等能不能联动?各种测试数据结果能不能互通?邹力带着团队奋力前行,破解一个个难题。
邹力和团队成员没日没夜地查资料、看文献、写方案,却进展缓慢。智能制造专业组总师周承平的一句话给了他思路:“航天产品品种多、批量小,很难套用成熟的行业方案,可以到兄弟单位去取取经。”邹力和团队成员带着自己的方案,前往北京、南京等地的兄弟单位实地调研,参观行业顶尖企业的智能生产线,向行业专家请教,技术理念持续碰撞。
邹力在学习理论的同时,扎根一线,力求让这套数字化系统接地气、本土化,让师傅们爱用。他找准需求,白天用场景、模型,与一线师傅们直观交流。晚上安静下来,他拆解架构,分解技术难点,让产业与信息化充分融合。
▲科研团队连夜论证技术可行性
攻关中,邹力时常带着感动,在办公室和同事们迎来一个个黎明。在攻关最艰难的时刻,没有人放弃,他感动地说:“并力一向,团结奋斗,最难忘!”工程师陈地患上了急性阑尾炎,面对开发节点在即,她白天赶开发进度,晚上医院挂吊针,如期完成了自动化软件第一个版本的设计。
数实结合才是“最优解”,几年的付出得到了回报。几台电脑,几个大屏,再加上分布在各个生产区域的各种试验设备,就是新的惯性产品智能测试产线的全部。测试自动化、监控集中化、数据数字化,无人值守却井然有序的测试现场背后,是惯性产品智能测试产线在多型号、多批次的产品生产、试验测试工序中的全面覆盖。
“量身定做的,顺手!”“试验不用再熬夜了!”“海量数据不再担心会丢了!”上线试用期间,产线收到的是一片点赞和比心。(文/邓顺英 图/邓顺英 叶梦梅 胡杨)