模塊化柔性飛機(jī)裝配生產(chǎn)線設(shè)計(jì)研究

欒忠雷

摘要：在常規(guī)飛機(jī)裝配生產(chǎn)過程中，由于本身自動(dòng)化程度不高，再加上生產(chǎn)成本居高不下，導(dǎo)致生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性無法滿足實(shí)際需求。隨著模塊化柔性飛機(jī)裝配生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前采用模塊化柔性裝配生產(chǎn)工藝進(jìn)行飛機(jī)生產(chǎn)也成為行業(yè)發(fā)展的新選擇。立足于現(xiàn)狀，文章首先介紹了裝配生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)流程，其次對(duì)裝配生產(chǎn)線的構(gòu)成進(jìn)行了分析，并在最后對(duì)裝配生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)研究途徑進(jìn)行了解讀。

關(guān)鍵詞：模塊化；柔性裝配生產(chǎn)；飛機(jī)機(jī)艙

引言

飛機(jī)裝配生產(chǎn)線的效能直接影響到企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益與生產(chǎn)質(zhì)量水平。相比之下，高質(zhì)量的裝配生產(chǎn)線在效能以及自動(dòng)化水平等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。特別是隨著近些年來波音與空客兩家公司帶頭采用了數(shù)字化的裝配技術(shù)，使得模塊化柔性飛機(jī)裝配生產(chǎn)技術(shù)得到了跨越式的發(fā)展，并為形成移動(dòng)生產(chǎn)線創(chuàng)造了條件。為了進(jìn)一步介紹柔性飛機(jī)裝配生產(chǎn)線，現(xiàn)就飛機(jī)裝配生產(chǎn)線相關(guān)特征介紹如下。

一、飛機(jī)裝配生產(chǎn)線概述

所謂飛機(jī)裝配生產(chǎn)線，實(shí)際上就是根據(jù)飛機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行裝配與生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是一個(gè)將零部件組成成組件并通過總裝配最終形成產(chǎn)品的過程。在飛機(jī)裝配生產(chǎn)線當(dāng)中，飛機(jī)的不同裝配站位會(huì)串聯(lián)在一起，不同的裝配站位都會(huì)經(jīng)歷裝配與加工等環(huán)節(jié)，一般裝配工作主要包括有定位、檢測(cè)、調(diào)整、分解、定位等部分，加工工作則包括有制孔、涂膠以及連接等工藝。為了進(jìn)一步提升飛機(jī)裝配生產(chǎn)線的整體效能，需要采用自動(dòng)化的裝配技術(shù)來更好的適應(yīng)工作需求，所以模塊化生產(chǎn)線應(yīng)運(yùn)而生。

二、飛機(jī)裝配生產(chǎn)線流程設(shè)計(jì)

1.組件裝配

組件是指零件車間生產(chǎn)的各種產(chǎn)品，包括復(fù)材壁板、焦點(diǎn)零件以及梁等各種類型的組件。由于飛機(jī)本身的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，所以組件的類型也十分多樣。一般來說，根據(jù)機(jī)型不同，飛機(jī)的組件一般都會(huì)超過300多件，其中飛機(jī)的機(jī)身以及機(jī)翼的強(qiáng)度要求較高，裝配過程中需要給與更多的關(guān)注。

2.部件裝配

在進(jìn)行部件裝配時(shí)，主要講組件裝配好后各個(gè)站位的艙門、天窗、梁、后緣等多個(gè)部分進(jìn)行調(diào)整后進(jìn)行裝配，裝配過程中需要調(diào)整好各個(gè)位置之間的站位距離與工序，確保能夠在相對(duì)一致的條件下完成，為總裝配提供良好的裝配空間。

3.總裝配

總裝配主要涉及到多個(gè)站位的分配，一般來說，第一個(gè)站位是大部件的裝配站位，這個(gè)部分主要進(jìn)行機(jī)頭以及機(jī)身等重要部件的安裝，而第二三站位主要包括系統(tǒng)件的安裝以及相關(guān)系統(tǒng)的檢測(cè)工作，第四個(gè)站位則用于試驗(yàn)或者交付，在完成第四個(gè)站位的檢測(cè)后，飛機(jī)就可以進(jìn)入到試飛階段了。

三、飛機(jī)裝配生產(chǎn)線組成

目前飛機(jī)裝配生產(chǎn)線主要包括有裝配工裝、設(shè)備的加工以及設(shè)備測(cè)量等，同時(shí)做好工作平臺(tái)以及運(yùn)輸車輛的管理維護(hù)工作。在飛機(jī)裝配生產(chǎn)線規(guī)劃時(shí)，首先應(yīng)該根據(jù)飛機(jī)的具體型號(hào)做好裝配工藝的選擇工作，根據(jù)廠房的尺寸與吊車的實(shí)際參數(shù)來進(jìn)行寬度、地面平整度的調(diào)整，并做好大門的設(shè)計(jì)與裝飾工作。在進(jìn)行裝配工裝組件的分配時(shí)，需要明確不同類型的工裝的特點(diǎn)，包括臨時(shí)放置的結(jié)構(gòu)以及所需的幾何尺寸。根據(jù)裝配站位的技術(shù)要求規(guī)劃加工設(shè)備的形式，選擇相應(yīng)的制孔設(shè)備，比如說可以選擇機(jī)床類型的制孔設(shè)備，也可以選擇機(jī)器人式、柔性軌道式以及爬行等多種類型。根據(jù)裝配站位的實(shí)際要求來進(jìn)行接口位置的調(diào)整，選擇舵輪式移動(dòng)以及手推式移動(dòng)車來配合完成裝配任務(wù)。為了確保生產(chǎn)線的技術(shù)流暢性，還需要考慮到廠房的設(shè)計(jì)要求，做好裝配、制孔以及工作平臺(tái)方案的選取工作。重點(diǎn)對(duì)移動(dòng)運(yùn)輸車方案進(jìn)行布局，結(jié)合能源布局的實(shí)際要求來進(jìn)行規(guī)劃與建設(shè)。能源柱一般包括有廠房空調(diào)設(shè)備、配電設(shè)備以及弱電設(shè)施，這些設(shè)備共同構(gòu)成了飛機(jī)裝配生產(chǎn)線的框架。模塊化柔型飛機(jī)裝配生產(chǎn)線包括有廠房、裝配工裝、加工設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、工作平臺(tái)以及運(yùn)輸車和能源設(shè)施等多個(gè)方面，通過協(xié)調(diào)各方面的關(guān)系可以有效提升模塊化設(shè)計(jì)水平，通過標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)來實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)的技術(shù)穩(wěn)定性。

四、模塊化柔性飛機(jī)裝配生產(chǎn)線設(shè)計(jì)研究

1.廠房模塊化

所謂廠房模塊化，實(shí)際上就是通過組件、部件以及總裝配在同一個(gè)廠房?jī)?nèi)進(jìn)行集約化管理的方式進(jìn)行管控，以此來根據(jù)零件、部件以及總裝等技術(shù)流程，根據(jù)總裝的要求來適應(yīng)跑道技術(shù)需求，根據(jù)流水線的生產(chǎn)裝配要求來確定好最佳部件的位置與裝配區(qū)間。這樣一來，整個(gè)總裝配可以在大部件對(duì)接完成后進(jìn)入到起落架的安裝部分，這個(gè)時(shí)候飛機(jī)可以向站位進(jìn)行移動(dòng)，整個(gè)過程中需要結(jié)合自身的起落架輪組進(jìn)行移動(dòng)，從而形成總裝配生產(chǎn)線不同站位的直線排列。在部裝生產(chǎn)規(guī)劃方面為了盡可能確保不同的部件都能夠在最接近的位置做好對(duì)接工作，所有的部件裝配站位都要進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，這樣才能夠盡可能的讓所有的總裝大部件一次性對(duì)接。在進(jìn)行組件裝配生產(chǎn)線的規(guī)劃時(shí)，需要做好機(jī)身、機(jī)翼以及其他結(jié)構(gòu)部件的管理，其中要做好分類集中規(guī)劃，特別是機(jī)身部分的組件在進(jìn)行裝配時(shí)應(yīng)該做好區(qū)域管理，從而確保機(jī)翼組件能夠在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行管控。根據(jù)上述模塊化規(guī)范要求，廠房的規(guī)劃流程與模塊化要求可以實(shí)現(xiàn)。

2.模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)主要包括移動(dòng)接口模塊化設(shè)計(jì)以及能源信息接口模塊化設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。其中移動(dòng)接口的模塊化主要是指飛機(jī)產(chǎn)品從組件的組裝裝配到總裝配的過程中需要做好的移動(dòng)部分的工裝設(shè)備準(zhǔn)備工作，這個(gè)部分需要用到的工裝包括有骨架定位器、輔助裝置以及結(jié)構(gòu)組成設(shè)備等，其中傳統(tǒng)的裝配工裝采用了專用設(shè)備，而連接時(shí)也會(huì)選擇永久或者半永久模式，所以在安裝后就不用進(jìn)行移動(dòng)與分離了。在能源信息接口的模塊化方面，本身能源信息接口主要包括有吸塵接口、網(wǎng)絡(luò)接口以及電源接口等部分組成，這些接口也屬于安裝后不會(huì)輕易拆卸的部分，所以在裝配過程中如果將其設(shè)計(jì)成整個(gè)裝配生產(chǎn)線通用的模式，那么久需要進(jìn)行模塊化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，從而確保設(shè)計(jì)的實(shí)際效果。

3.生產(chǎn)效能分析

模塊化柔型飛機(jī)裝配生產(chǎn)線的效能主要包括有廠房效能以及設(shè)備效能等方面。在廠房方面，由于采用了模塊化集約生產(chǎn)模式，傳統(tǒng)的生產(chǎn)線的廠房進(jìn)行了合并，所以整個(gè)生產(chǎn)線由兩個(gè)車間合并為一個(gè)車間，整體占地面積有效縮減同時(shí)廠房的配套設(shè)施也降低，成本控制的較好，此時(shí)裝配生產(chǎn)線的效能十分顯著。在設(shè)備效能方面，由于加工設(shè)備的整體數(shù)量沒有變化，傳統(tǒng)的裝配環(huán)節(jié)中加工設(shè)備都屬于專用設(shè)備，在進(jìn)行單一處理后設(shè)備就會(huì)處于閑置狀態(tài)，綜合利用效率不高。但是，采用了模塊化柔性裝配生產(chǎn)線之后，整個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化水平提升，設(shè)備的通用性有所提升，所以設(shè)備閑置率有效降低，方案的整體設(shè)備效能更為顯著。

總結(jié)

綜上所述，模塊化柔性生產(chǎn)線不但能夠有效降低廠房的面積，提升生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，同時(shí)也可以提升各種加工設(shè)備的綜合利用率，通過自動(dòng)化裝配與加工相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)一體化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)精益化裝配與高質(zhì)量裝配。除此之外，模塊化柔性生產(chǎn)線還具有縮短裝配周期以及更高生產(chǎn)效能的特征，十分適應(yīng)現(xiàn)階段的飛機(jī)制造需求，所以可以作為未來行業(yè)技術(shù)改革發(fā)展的主要方向。

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