某型飛機(jī)整體油箱裝配工藝流程優(yōu)化方案研究

陳 韋，熊世能，趙 爽，蔡燕平

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌 330024）

某型飛機(jī)整體油箱裝配工藝流程優(yōu)化方案研究

陳 韋，熊世能，趙 爽，蔡燕平

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌 330024）

以某型飛機(jī)的機(jī)身整體油箱裝配線為研究改善的對(duì)象，運(yùn)用工業(yè)工程的相關(guān)理論結(jié)合分廠實(shí)際情況，以程序分析為切入點(diǎn)，運(yùn)用“5W1H”提問法和“ECRSI”原則，分析、診斷整體油箱裝配線上存在的問題，并提出改進(jìn)方案優(yōu)化整體油箱工藝流程，以解決該型飛機(jī)關(guān)鍵部件的技術(shù)、生產(chǎn)瓶頸。

機(jī)身整體油箱；程序分析；5W1H；ECRSI

0 引言

由于受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸的制約，機(jī)身整體油箱結(jié)構(gòu)工藝性較差、裝配關(guān)系復(fù)雜、開敞性差、產(chǎn)品性能（主要指密封性）要求高，工藝流程復(fù)雜，因此加大了產(chǎn)品的制造難度。另外，作為機(jī)身重要結(jié)構(gòu)部件，無論是零件還是連接件，其數(shù)量也最多、最密集，零件數(shù)量約500件，占機(jī)身約17%，同時(shí)，裝配周期也最長，約占整個(gè)機(jī)身裝配周期一半，成為型號(hào)研制的關(guān)鍵瓶頸之一。本文以程序分析為切入點(diǎn)，通過5W1H提問法和ECRSI，分析診斷整體油箱裝配工藝流程有無多余或重復(fù)的作業(yè)、工藝程序是否合理，以及遲延或等待時(shí)間是否恰當(dāng)?shù)?，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出該工藝流程的優(yōu)化方案。

1 機(jī)身整體油箱介紹

1.1 結(jié)構(gòu)介紹

機(jī)身整體油箱位于機(jī)身中部，長約6米，寬約2.4米，高約2.2米。由1號(hào)、2號(hào)和左右3號(hào)油箱組成。其中后進(jìn)氣道內(nèi)嵌在2#、3#油箱之間，分布了機(jī)翼、主起落架等重要安裝交點(diǎn)，結(jié)構(gòu)布局緊湊，工藝分離面多，零件外形、裝配關(guān)系復(fù)雜，密封面多。如圖1所示。

1.2 裝配線簡介

該生產(chǎn)線是根據(jù)油箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)有的制造技術(shù)能力建立而成的，以手工裝配為主的固定式流水裝配，適用于小批量生產(chǎn)。廣泛采用專用的設(shè)備和工具，手工操作比重大，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求較高。其工藝路線主要是上架定位制孔→架上鉚接裝配→試驗(yàn)清洗→交付。整體油箱裝配線工藝布置和工藝路線見圖2。

1.3 工藝方案介紹

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、當(dāng)前制造技術(shù)，將整體油箱設(shè)計(jì)了三大工藝分離面，將整體油箱分為油箱前段、左右3#油箱側(cè)壁三個(gè)裝配單元，并以此形成三位一體，但又相對(duì)獨(dú)立的“品”型裝配格局。見圖3。

按照密封鉚接標(biāo)準(zhǔn)工藝方法制定了機(jī)身整體油箱裝配工藝流程：定位制孔、分解及去毛刺、清洗、涂縫內(nèi)密封膠、密封鉚接、涂縫外密封膠、結(jié)構(gòu)氣密試驗(yàn)、系統(tǒng)安裝及試驗(yàn)、油箱清洗。

按照工作場地和專業(yè)不同，結(jié)合機(jī)身整體油箱裝配工藝流程，將整體油箱裝配共分為定位制孔ws1、密封鉚接ws2和試驗(yàn)清洗ws3三大裝配工作站。定位制孔工作站主要完成整體油箱的所有零、組件架上定位、制孔工序；密封鉚接工作站主要完成零、組件架上和架下密封鉚接，油箱內(nèi)燃油管路氣密試驗(yàn)；試驗(yàn)清洗工作站主要完成整體油箱滲油試驗(yàn)和整體油箱清洗工作。

在三大工作站位的基礎(chǔ)上，按照上述三大工藝分離面將整體油箱進(jìn)一步細(xì)劃分了46個(gè)裝配程序和3處檢查程序，見表1。

2 工藝流程分析

根據(jù)整體油箱生產(chǎn)現(xiàn)狀的分析，目前的生產(chǎn)能力無法滿足該型號(hào)批量生產(chǎn)的需求，勞動(dòng)力、成本、效率、生產(chǎn)周期、質(zhì)量等都有較大的波動(dòng)，而導(dǎo)致這些生產(chǎn)過程波動(dòng)的源頭在于工藝流程合理性。為此，對(duì)其是否存在不合理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；是否存在不合理的工藝內(nèi)容、工藝方法、工藝程序和工作地配置；是否存在多余重復(fù)的作業(yè)，是否存在不經(jīng)濟(jì)的操作方法等進(jìn)行了分析，并找出工藝流程中關(guān)鍵、典型問題，為后續(xù)制定改善措施提供依據(jù)。

2.1 工藝程序圖繪制

按照程序分析方法，根據(jù)現(xiàn)行的裝配工藝流程（見表1）和生產(chǎn)現(xiàn)狀，繪制出機(jī)身整體油箱工藝流程圖（見圖4）

2.2 工藝程序分析

通過對(duì)現(xiàn)行整體油箱工藝流程梳理可以看到，整體油箱的工藝流程復(fù)雜，制造路線長，涉及工藝內(nèi)容多，參與裝配的人員也非常多，給整個(gè)程序分析帶來一定難度。

為此，按照程序分析的步驟，依照現(xiàn)有的工藝流程，從第一個(gè)站位第一個(gè)程序到最后一個(gè)站位的最后程序逐一進(jìn)行研究分析，運(yùn)用“5W1H”提問技術(shù)，對(duì)記錄的事實(shí)進(jìn)行逐項(xiàng)提問。

表1 機(jī)身整體油箱工藝流程（改進(jìn)前）

通過對(duì)整體油箱工藝程序逐個(gè)進(jìn)行提問，得出以下提問結(jié)論，見表2。

從表2統(tǒng)計(jì)可知，整體油箱46個(gè)工藝程序中有13個(gè)存在可以改進(jìn)完善的可能，其中程序21、22、23、24、26、29、32、35、36可以進(jìn)行工序的調(diào)整，程序42、43、44、45需要增加控制手段。列舉上述13個(gè)有疑問的程序具體提問情況見表3～表6。

表2 機(jī)身整體油箱工藝程序分析

表3 對(duì)程序22、23進(jìn)行提問

表4 對(duì)程序21、35、36進(jìn)行提問

表5 對(duì)程序24、26、29進(jìn)行提問

表6 對(duì)程序32進(jìn)行提問

對(duì)上述程序提問匯總、歸納，機(jī)身整體油箱工藝流程主要存在以下兩個(gè)方面的問題：

1）串行作業(yè)，關(guān)鍵路徑過長

油箱密封鉚接是整個(gè)整體油箱裝配工藝流程的關(guān)鍵路徑，是生產(chǎn)瓶頸所在。1#油箱密封鉚接（22）及1#油箱縫外涂膠（23）與3#油箱對(duì)接設(shè)置為并沒有直接裝配關(guān)系，可以獨(dú)立完成，不會(huì)對(duì)3#油箱對(duì)接產(chǎn)生影響。但現(xiàn)工藝流程將其設(shè)置為一種串行作業(yè)的關(guān)系，而非并行作業(yè)。

2）工藝流程設(shè)置不連續(xù)，存在停滯等待

油箱系統(tǒng)管路安裝及試驗(yàn)程序21、24、26、29、32、35、36原本設(shè)置在型架上待相應(yīng)油箱結(jié)構(gòu)鉚接完后立即進(jìn)行安裝、試驗(yàn)，這種安排導(dǎo)致其他鉚接工作都必須停下來等待，造成本該連續(xù)鉚接操作由此停滯，嚴(yán)重影響鉚接工序持續(xù)性。

3 工藝流程優(yōu)化

按照工藝程序分析的結(jié)論，在原基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)身整體油箱工藝流程進(jìn)行調(diào)整和轉(zhuǎn)移。

1）1#油箱密封鉚接及涂縫外膠程序22、23與3#油箱密封鉚接屬于并行作業(yè)，其裝配任務(wù)可以安排在油箱下架前完成，既縮短裝配路線，又縮短生產(chǎn)周期。故將程序22、23與3#油箱密封鉚接流程調(diào)整至并行作業(yè)；

2）2#、3#油箱縫外涂膠程序21、35、36本身不需要型架就可以實(shí)施，同時(shí)在型架上施工又受到型架通路的影響。故將其安排至整體油箱架下補(bǔ)鉚程序38之后；

3）系統(tǒng)管路安裝及試驗(yàn)程序24、26、29本身不需要型架就可以實(shí)施，可以移至架外集中進(jìn)行，故將其安排至整體油箱加溫硫化、涂防護(hù)膠程序40之后；

4）3#油箱上側(cè)壁密封鉚接程序32既可以在型架上實(shí)施也可以在架外實(shí)施，為減少型架的占用時(shí)間，提高型架利用率。故將其調(diào)整至整體油箱下架程序37之后；

5）將架下系統(tǒng)組件裝配程序1、2重復(fù)性作業(yè)多操作、檢驗(yàn)工序進(jìn)行合并、簡化。

通過上述流程的優(yōu)化，共合并了4程序，重排了9程序，增加4程序，使整體油箱的工藝流程結(jié)構(gòu)更加合理、更加精簡，具體見圖5。

從圖5可以看出，在原工藝流程基礎(chǔ)上，油箱密封鉚接站位ws2內(nèi)部分程序調(diào)整至油箱試驗(yàn)清洗站位ws3中，減少了油箱密封鉚接站位ws2工作量，緩解了整體油箱裝配線上的瓶頸。

4 結(jié)語

本文運(yùn)用工業(yè)工程方法研究的相關(guān)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀，按照程序分析的步驟對(duì)機(jī)身整體油箱裝配流程進(jìn)行了全面記錄，并將生產(chǎn)流程繪制成工藝程序圖，運(yùn)用5W1H提問技術(shù)對(duì)其工藝流程進(jìn)行了診斷、分析，查找其深層次問題，同時(shí)，還根據(jù)ECRSI原則對(duì)有關(guān)程序進(jìn)行了刪除、合并、重排、簡化和增加，建立了一套實(shí)用、合理的新工藝流程，使生產(chǎn)組織更加簡潔、流暢，更利于精益化生產(chǎn)。通過工藝流程優(yōu)化改進(jìn)，生產(chǎn)流程更加順暢，且使生產(chǎn)周期縮短了約5天。

[1]蔡啟明.張慶.莊品.基礎(chǔ)工業(yè)工程[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2]張正祥.工業(yè)工程基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2006,2.

[3]石宇強(qiáng).基于IE的生產(chǎn)線改善研究.機(jī)械制造[J].2009，47（3）.

[4]陳麗霞，若敏，孟波.精益生產(chǎn)[M]:現(xiàn)代IE.北京：兵器工業(yè)出版社，2009，7.

[5]張玉麟.工業(yè)工程在波音[J].工業(yè)工程與管理，1997，6.

>>>作者簡介

陳韋，男，1977年7月出生，2015年畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)，工程師，現(xiàn)從事飛機(jī)制造系統(tǒng)質(zhì)量控制研究。

熊世能，男，1989年6月出生，2010年畢業(yè)于南昌航空大學(xué)，工程師，現(xiàn)從事飛機(jī)裝配工藝技術(shù)和精益生產(chǎn)線研究。

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《教練機(jī)》編輯部

Research on Assembly Technical Process Optimization of the Integral

Fuel Tank for a Certain Type of Airplane
Chen Wei，Xiong Shineng，Zhao shuang，Cai yanping (AVIC-HONGDU，Nanchang，Jiangxi 330024)

Regarding the assembly line of fuselage integral fuel tank as research object,apply related theory of industrial engineering according to actual situation.So,within the guidance of“5W1H”method and“ECRSI”principle,analyze and diagnose the problems of the tank assembly line,and put forward improvement to optimize the process so using the production line which has the technological and productive bottleneck as to solve the technical and productive bottleneck for critical parts of the aircraft.

Fuselage integral tank；Procedure analysis；5W1H；ECRSI

2017-05-07）