基于特種車(chē)的脈動(dòng)式裝配線構(gòu)建技術(shù)研究

李國(guó)慶 李旭光 郝玉亭 劉 鵬 馬 健 張中元 申國(guó)慶 王海麗

基于特種車(chē)的脈動(dòng)式裝配線構(gòu)建技術(shù)研究

李國(guó)慶 李旭光 郝玉亭 劉 鵬 馬 健 張中元 申國(guó)慶 王海麗

（山西航天清華裝備有限責(zé)任公司，長(zhǎng)治 046012）

從特種車(chē)裝配的特點(diǎn)及需求入手，分析其與飛機(jī)裝配的相似性，借鑒飛機(jī)脈動(dòng)式裝配理念，提出了特種車(chē)的脈動(dòng)式生產(chǎn)線裝配模式，初步研究特種車(chē)脈動(dòng)式裝配涉及的脈動(dòng)主體、物流配套及信息化管控三個(gè)方面。通過(guò)分析特種車(chē)裝配工藝流程與生產(chǎn)節(jié)拍的關(guān)系，結(jié)合特種車(chē)裝配現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行過(guò)程精細(xì)化控制與管理的需求，提出優(yōu)化工藝流程的方法，完成三級(jí)庫(kù)房物流配套規(guī)劃及特種車(chē)脈動(dòng)式裝配線信息化管控架構(gòu)。

特種車(chē)；脈動(dòng)式裝配線；信息化管控

1 引言

特種車(chē)的裝配涵蓋了液壓、控制、供電、溫控等系統(tǒng)，是一項(xiàng)集成度較高的總裝工作。因研制階段特種車(chē)產(chǎn)量少，采用機(jī)庫(kù)式裝配模式，由多組工人穿插并行作業(yè)，以專(zhuān)業(yè)為導(dǎo)向分工管理和布局配置，雖能夠滿足小產(chǎn)量裝配需要，但該裝配模式生產(chǎn)資源分散，管理流程復(fù)雜，產(chǎn)品裝配周期長(zhǎng)。

隨著特種車(chē)生產(chǎn)當(dāng)量提高，傳統(tǒng)機(jī)庫(kù)式裝配模式逐漸不能滿足要求。特種車(chē)具有產(chǎn)量少、品種多、需求多變的特點(diǎn)；特種車(chē)的裝配具有多學(xué)科、高技術(shù)的特點(diǎn)，比較發(fā)現(xiàn)，飛機(jī)裝配與特種車(chē)具有極高相似性。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸大、外形復(fù)雜，總裝技術(shù)難度大、涉及學(xué)科廣。隨著飛機(jī)的需求量急劇增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的機(jī)庫(kù)式（停車(chē)場(chǎng)式）飛機(jī)裝配模式無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代飛機(jī)制造的要求[1]。從20世紀(jì)90年代起，波音、空客等飛機(jī)制造商吸取豐田公司的精益生產(chǎn)制造理論，完成了生產(chǎn)線流程再造，實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)生產(chǎn)線的探索性構(gòu)建并成功，縮短了總裝時(shí)間，提高了裝配質(zhì)量[2]。

借鑒飛機(jī)脈動(dòng)式裝配理念，結(jié)合特種車(chē)自身特點(diǎn)，梳理特種車(chē)裝配過(guò)程，建立由總裝按一定節(jié)拍拉動(dòng)整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)的新生產(chǎn)秩序，實(shí)現(xiàn)裝配生產(chǎn)的精準(zhǔn)、高質(zhì)量協(xié)同工作[3]。針對(duì)特種車(chē)脈動(dòng)裝配線的構(gòu)建，研究了三部分內(nèi)容：脈動(dòng)主體、物流配套及信息化管控。

2 脈動(dòng)主體

特種車(chē)裝配作為脈動(dòng)主體，為實(shí)現(xiàn)不同工位的移動(dòng)，分析裝配工藝流程，根據(jù)節(jié)拍要求重新排列組合，形成適合脈動(dòng)式裝配線的工藝流程和工位節(jié)拍。

首先梳理優(yōu)化特種車(chē)工藝流程在此基礎(chǔ)上，部件拆分工藝流程，按照頂層裝配組件的方式，重新優(yōu)化再造現(xiàn)有工藝流程，形成各部件的裝配邏輯關(guān)系。然后根據(jù)脈動(dòng)式節(jié)拍，將并行作業(yè)的部件依據(jù)節(jié)拍及對(duì)資源需求的相似性劃分至同一工位中實(shí)現(xiàn)裝配，優(yōu)化整合，科學(xué)合并工序，重新組合部件裝配，設(shè)計(jì)出適用于脈動(dòng)式生產(chǎn)線的總裝工藝流程。

圖1 工藝流程與工位節(jié)拍匹配設(shè)計(jì)邏輯圖

根據(jù)任務(wù)需求，計(jì)算脈動(dòng)式生產(chǎn)線目標(biāo)節(jié)拍；統(tǒng)計(jì)出每一個(gè)裝配組件的主裝配時(shí)間和輔助裝配時(shí)間，結(jié)合場(chǎng)地等資源約束，得出脈動(dòng)式裝配工位；裝配工藝流程與裝配工位優(yōu)化匹配，實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)式裝配線的節(jié)拍匹配設(shè)計(jì)及工位劃分。脈動(dòng)主體中工藝流程與工位節(jié)拍匹配設(shè)計(jì)邏輯圖見(jiàn)圖1。脈動(dòng)式裝配各工位間順利流轉(zhuǎn)的關(guān)鍵在于工位節(jié)拍均衡，需要每個(gè)工位的工作量均勻，避免造成裝配線斷線積壓，平衡瓶頸裝配環(huán)節(jié)，平均化全部裝配環(huán)節(jié)，調(diào)整每個(gè)工位的負(fù)荷，不斷合理設(shè)計(jì)與再造工藝流程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線節(jié)拍平衡[4]。

3 物流配套

物料準(zhǔn)時(shí)配套是物流設(shè)計(jì)的根本目的，計(jì)劃部門(mén)下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)后，裝配單位生成物料配套要求，物料配送信息發(fā)送庫(kù)房，收到信息后出庫(kù)與配送物料，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)物料的配送。

特種車(chē)因存在部分裝配組件體積大的特點(diǎn)，物料的存儲(chǔ)分為齊套庫(kù)、成品庫(kù)以及線邊庫(kù)三級(jí)存放，通常情況下，齊套庫(kù)主要存放裝配所需的小型自制件及標(biāo)準(zhǔn)件，成品庫(kù)主要存放裝配所需的大型部裝件，線邊庫(kù)優(yōu)先存放各待裝零部件。

線邊庫(kù)在工位縱向側(cè)面，裝配計(jì)劃開(kāi)始后，各組件按規(guī)定數(shù)量、路線由齊套庫(kù)、成品庫(kù)向線邊庫(kù)配送所需物料并裝配。線邊庫(kù)從靠近物流通道一側(cè)供貨，此方式可以降低安全風(fēng)險(xiǎn)，隔離供貨人員與操作人員，不存在交叉干擾，最大限度地減少作業(yè)人員在作業(yè)過(guò)程中的動(dòng)作浪費(fèi)。物流配套結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 物流配套結(jié)構(gòu)圖

物流路徑的規(guī)劃應(yīng)根據(jù)實(shí)際廠內(nèi)場(chǎng)地，合理劃出各功能區(qū)布局，結(jié)合工位內(nèi)裝配實(shí)際，實(shí)現(xiàn)各工位裝配設(shè)備、物料運(yùn)輸設(shè)備、工作單元和通道走廊等資源合理放置在一個(gè)有限的工位工作空間里面的目標(biāo)[5]。

4 信息化管控

裝配脈動(dòng)式生產(chǎn)線執(zhí)行過(guò)程中需要全過(guò)程、全方面、全狀態(tài)的信息控制與管理現(xiàn)場(chǎng)，整個(gè)裝配過(guò)程中的信息流包含技術(shù)、管理兩個(gè)方面，根據(jù)特種車(chē)裝配現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行過(guò)程精細(xì)化控制與管理的需求。

技術(shù)方面主要管控裝配過(guò)程中的技術(shù)信息，包括圖紙資料、工藝文件等；同時(shí)以數(shù)字化質(zhì)量跟蹤卡為載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)脈動(dòng)線裝配過(guò)程的工單執(zhí)行、作業(yè)指導(dǎo)、質(zhì)量檢驗(yàn)和裝配檔案、追溯分析、看板報(bào)表等功能，展示現(xiàn)場(chǎng)裝配的進(jìn)度信息和狀態(tài)信息。

管理方面主要管控裝配過(guò)程中需要的生產(chǎn)管理信息，包含生產(chǎn)計(jì)劃管理和齊套資源管理。通過(guò)生產(chǎn)計(jì)劃管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)總裝計(jì)劃的接收、分解和進(jìn)度計(jì)劃監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃制定與計(jì)劃執(zhí)行的互聯(lián)互通，并根據(jù)總裝車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行情況反饋信息調(diào)整計(jì)劃，保證計(jì)劃對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行始終具有指導(dǎo)性。實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)物料、工裝、資源的生產(chǎn)準(zhǔn)備和齊套性管理，通過(guò)總裝工藝流程分析，以總裝工序需求作為拉動(dòng)自制件和外購(gòu)件配套節(jié)點(diǎn)的核心，分離出自制件、外購(gòu)件、外供件等，提出工序級(jí)的物質(zhì)配套需求，計(jì)劃部門(mén)按照各工序的工時(shí)由交貨時(shí)間逆推整個(gè)生產(chǎn)周期的任務(wù)節(jié)點(diǎn)。

特種車(chē)脈動(dòng)式裝配線信息化管控架構(gòu)[6]見(jiàn)圖3。

圖3 脈動(dòng)式裝配線信息化管控總體架構(gòu)

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著特種車(chē)需求的不斷增加，傳統(tǒng)機(jī)庫(kù)式裝配逐漸不能滿足需要，打破傳統(tǒng)裝配方法成為必然。借鑒具有高度相似性的飛機(jī)脈動(dòng)式裝配線模式，建立特種車(chē)脈動(dòng)式裝配線，幫助裝配線滿足特種車(chē)的需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的提升，是特種車(chē)裝配的發(fā)展方向。

1 李金龍. 脈動(dòng)裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 航空制造技術(shù)，2013(17)：58～60

2 何建新. 基于通用飛機(jī)的總裝脈動(dòng)生產(chǎn)線技術(shù)研究[J]. 電子機(jī)械工程，2018，34(2)：56～60

3 周根然. 生產(chǎn)運(yùn)作與管理[M]. 北京：科學(xué)出版社，2010

4 劉立雙. 脈動(dòng)式生產(chǎn)線在空空導(dǎo)彈總裝中的應(yīng)用探索[J]. 航空制造技術(shù)， 2013(20)：116～117

5 李國(guó)叢. 全自動(dòng)柔性噴漆生產(chǎn)線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 航天制造技術(shù)，2015(5)：44～46

6 蔣丹鼎. 航天復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)線的研究與應(yīng)用[J]. 航天制造技術(shù)，2011(6)：33～36

Research on Construction of Pulsating Assembly Line Based on Special Cars

Li Guoqing Li Xuguang Hao Yuting Liu Peng Ma Jian Zhang Zhongyuan Shen Guoqing Wang Haili

(Shanxi Aerospace Qinghua Equipment Co., Ltd., Changzhi 046012)

This paper starts with the characteristics and requirements of special car assembly. The similaritybetween special car assembly and aircraft assembly is analyzed. Based on the concept of aircraft pulsating assembly, the assembly mode of pulsating production line for special car is put forward. The three aspects of pulsating main body, logistics matching and information management and control involved in special car pulsating assembly are preliminarily studied. Based on the analysis of the relationship between assembly process and production rhythm of special car and the requirement of fine control and management of assembly process on special car, the method of optimizing process flow is put forward to complete three-level warehouse logistics supporting planning and special car pulsating assembly line information management and control framework.

special car；pulsating assembly line；information management and control

李國(guó)慶（1989），工程師，材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)；研究方向：數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)。

2019-01-14