航天地面產(chǎn)品制造過程中的工裝設(shè)計(jì)管理

呂 濤， 李旭光， 牛王剛

（山西航天清華裝備有限責(zé)任公司， 山西 長治 046000）

引言

“工裝”即生產(chǎn)過程工藝裝備，指制造過程中所用的各種工具的總稱，包括刀具、夾具、模具、量具、檢具、輔具、鉗工工具、工位器具等。在山西航天清華裝備有限責(zé)任公司又將工裝的含義進(jìn)行擴(kuò)大，由于在焊接過程中易變形，又提出防焊接變形工裝等，設(shè)計(jì)生產(chǎn)工裝最終的目的都是提高產(chǎn)品加工效率，符合生產(chǎn)實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)工裝，將會(huì)減少生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品生產(chǎn)制造效率。

1 工裝設(shè)計(jì)及管理現(xiàn)狀分析

山西航天清華裝備有限責(zé)任公司是中國航天科技集團(tuán)公司中最大的航天地面設(shè)備制造單位，近年來，公司以“產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程中的統(tǒng)一數(shù)據(jù)源與信息閉環(huán)”為核心，以“虛擬裝配與物理制造融合與統(tǒng)一”為目標(biāo)，大力推進(jìn)精益管理，優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)流程和生產(chǎn)模式，實(shí)施設(shè)計(jì)工藝協(xié)同、結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)與仿真、企業(yè)資源計(jì)劃管理、車間制造執(zhí)行、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理和數(shù)控聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)，形成了數(shù)字化設(shè)計(jì)工藝協(xié)同能力、三維結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)及仿真能力、生產(chǎn)管控能力和基礎(chǔ)保障能力。

對(duì)工裝使用情況進(jìn)行總結(jié)，現(xiàn)行的工裝設(shè)計(jì)和管理方式整理如下（如圖1 所示）：

圖1 工裝流程圖

1）由工藝人員根據(jù)產(chǎn)品需要提出工裝任務(wù)書；

2）工藝和工裝設(shè)計(jì)人員對(duì)工裝進(jìn)行溝通，確認(rèn)該工裝可進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按工裝分類申請(qǐng)工裝編號(hào)；

3）管理組下達(dá)工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書；

4）工裝設(shè)計(jì)人員按工裝任務(wù)書進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)；

5）工裝設(shè)計(jì)人員將工裝圖紙按工裝編號(hào)進(jìn)行歸檔，下發(fā)車間進(jìn)行投產(chǎn)。

由于工裝是按工裝編號(hào)進(jìn)行分類存檔的，無具體的工裝特征，在申請(qǐng)新工裝時(shí)，查閱相關(guān)類型的工裝難度較大，工藝人員只對(duì)相關(guān)的產(chǎn)品工裝比較了解。在對(duì)產(chǎn)品的工裝需求進(jìn)行分析時(shí)，對(duì)前期工裝不了解，就會(huì)申請(qǐng)相似以及相同特征的工裝。工裝是基于產(chǎn)品需要而產(chǎn)生的，工裝又分為工裝油源、工裝模擬件、吊裝工裝、加載工裝等，相同或相似的工裝的比例就會(huì)比較大。

大多數(shù)航天機(jī)械產(chǎn)品多為小批量，導(dǎo)致工裝的使用率不高，如果還按上述方式進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)，就會(huì)出現(xiàn)工裝的重復(fù)設(shè)計(jì)，造成資源的浪費(fèi)，而企業(yè)不對(duì)工裝進(jìn)行整合，就會(huì)加大工裝的準(zhǔn)備周期，影響產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度。

2 解決辦法

2.1 利用成組技術(shù)進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)和管理

在工裝設(shè)計(jì)管理中應(yīng)用成組技術(shù)，是將多種類型產(chǎn)品中的部件和零件，按照一定的相似性準(zhǔn)則，分類編組，并以這些組為準(zhǔn)則，組織生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)多品種中小批量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和管理的合理化。當(dāng)設(shè)計(jì)人員根據(jù)工裝任務(wù)書設(shè)計(jì)新工裝時(shí)，要對(duì)工裝中的關(guān)鍵特征進(jìn)行提取，并和圖紙上傳到系統(tǒng)上，工藝人員可根據(jù)工裝編號(hào)以及關(guān)鍵特征找到此工裝，在新申請(qǐng)工裝時(shí)，可先在工裝庫中進(jìn)行查找，是否有相同關(guān)鍵特征的工裝，如果有，便可采用現(xiàn)有工裝進(jìn)行使用。當(dāng)未查到有相同關(guān)鍵特征的工裝時(shí)，需重新提出工裝需求，進(jìn)行工裝的重新設(shè)計(jì)，這就使得工裝的使用率大大增加，也減少了設(shè)計(jì)工裝量。

如何在工裝設(shè)計(jì)管理中應(yīng)用成組技術(shù)，應(yīng)先了解現(xiàn)有工裝的用途和工裝的特征。工裝的特征是區(qū)別于其他工裝的關(guān)鍵參數(shù)，比如工裝油源的參數(shù)是壓力、流量以及可實(shí)現(xiàn)的功能。因此，可以按工裝的用途、工裝的關(guān)鍵特征制定工裝分組系統(tǒng)，將企業(yè)中現(xiàn)行的工裝按該分組系統(tǒng)進(jìn)行編碼分組，建立工裝圖紙和資料的信息庫，同時(shí)，將工裝中的零部件按生產(chǎn)件、標(biāo)準(zhǔn)件等分別進(jìn)行編碼分組存入零部件信息庫；此外，還對(duì)各類零部件進(jìn)行必要的標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件信息庫，以備檢索使用。

2.2 建立一種完善的工裝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)管理系統(tǒng)

根據(jù)以上分析，如何更好地運(yùn)用成組技術(shù)進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)及管理，最重要的問題是建立網(wǎng)上工裝信息庫，工裝按分類進(jìn)行編碼，將工裝信息錄入到信息庫中，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編碼和搜索。

網(wǎng)上工裝信息庫包括下面幾個(gè)系統(tǒng)：

1）工裝類型及資料系統(tǒng)，包括建立工裝現(xiàn)有資料信息庫，將企業(yè)中已有和在制的工裝、元部件和標(biāo)準(zhǔn)件圖紙進(jìn)行編碼分組，分別存入工裝信息庫。

2）零部件圖紙及資料系統(tǒng)。

3）標(biāo)準(zhǔn)件圖紙及資料系統(tǒng)。

4）工裝的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括工裝的生產(chǎn)情況、使用情況等。

2.3 改進(jìn)效果

根據(jù)工裝網(wǎng)上信息庫，改進(jìn)以后的流程如圖2 所示。工藝人員根據(jù)產(chǎn)品圖紙和車間實(shí)際操作需求進(jìn)行分析，是否采用工裝以及采用什么類型的工裝，并從工裝庫中進(jìn)行查找，如有工裝符合，則可重復(fù)使用或按圖進(jìn)行投產(chǎn)，如未有合適的工裝符合，則再提出工裝需求。此過程不僅可以節(jié)省工裝設(shè)計(jì)的時(shí)間，也可以將工裝進(jìn)行繼承并改進(jìn)[1-3]。

圖2 改進(jìn)后的工裝流程圖

3 結(jié)語

改進(jìn)后的工裝設(shè)計(jì)將會(huì)減少工裝的再次返工，加快產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度，給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。如果網(wǎng)上信息工裝庫在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行信息共享，即可實(shí)現(xiàn)工裝的最大使用率，節(jié)省工裝設(shè)計(jì)時(shí)間，減少生產(chǎn)成本。