飛機裝配的生產計劃優化及執行過程監控

倪維丹

摘 要：當前，航空制造業發展速度快，飛機制造企業的生產組織模式正向批產、研制和維修生產的共存模式轉變。在新的形勢下，優化飛機裝配生產計劃，并加強對執行過程的監控，對于提升企業的市場競爭力意義重大。文章從不確定信息環境下的飛機裝配生產計劃優化和執行過程監控兩方面進行了分析。

關鍵詞：飛機裝配；生產計劃；優化；過程監控

中圖分類號：V262.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）11-0112-01

飛機制造行業的市場需求量逐步攀升，給飛機制造企業的發展提供了良好的外部環境，為了適應新形勢的需要，企業的生產組織形式也逐步過渡到中、小批量和多任務生產共存的形式。為了保證飛機裝配質量，優化裝配生產計劃及加強裝配過程的監控，顯得尤為重要。本文即對該命題進行了有益的探究。

1 信息環境不確定下飛機裝配主生產計劃的優化

飛機的制造的組織生產與裝配，通常是由訂單和歷史數據預測決定的，在制定裝配計劃時，必須根據架次來管理，以訂單、需求預測、構型BOM清單，還有工藝文件、工裝狀態和零部件庫存等信息作為依據。而在裝配時，制造信息貫穿于計劃制定、執行過程之中。

不過由于飛機裝配復雜，計劃、生產類型、預測和訂單等因素均會對主生產計劃（MPS）產生影響。為了解決上述問題，需要在考慮生產能力、需求和成本等不確定因素后，制定不確定理論隨機模糊擴展模型，通過其來制定優化的MPS。

比如某家飛機制造企業計劃在一季度內裝配A1、B1、C1三種信號飛機，生產能力為2 400 min/月。現在假定系統需求凍結期，三月末需要高成本來維持庫存量。同時，假設在裝配中可適當延長生產期限，根據下面的運行結構，如圖1所示。

運行結果顯示，置信因子α、β對生產水平有較大的影響，且α、β越大時，裝配生產的成本研究越高，且后者比前者對生產成本的影響率更高。因此，在實際生產中，為了在滿足生產能力的同時，減少生產成本，可采取的措施就是控制生產能力消耗置信水平。在實際生產過程中，給定能力置信水平β、費用置信水平α及滿足需求置信水平γ時，便可制定一個準確的主生產計劃。

2 基于網絡技術的飛機裝配生產作業計劃的優化

制定飛機裝配主生產計劃后，還需根據生產能力、作業順序等制定閱讀、周生產計劃。從整體來看，裝配車間具有交叉作業、裝配工作量大、對物料配套要求嚴格和效率高等特點。為了更好進行飛機裝配生產，需要不斷優化月度、周生產裝配計劃。如圖2所示。

比如某型號的飛機機身裝配項目，又尾翼裝配和襟副翼裝配兩個子項目組成，通過添加虛擬的任務及代號網絡圖，可將兩級裝配項目合并為同一個裝配計劃項目，編號為1，合并后的裝配開始時間與約束條件等，不發生改變。其中，襟副翼裝配優化后的流程如下：

后腹板裝配→翼梁裝配→鉚接上下壁板、裝配上壁板→安裝尾部型材→安裝前肋。

經過優化之后的組織生產裝配計劃，根據粒子群算法計算得到，尾翼裝配優化后的工期為25 d，襟副翼優化后的裝配工期為16 d，加權后，兩個子項目的總裝配工期為23 d。不但節約了成本，而且還縮短了裝配工期。

因此，在優化飛機裝配主生產計劃后，還應建立飛機裝配作業多級網絡計劃模型，制定最底層車間裝配作業計劃的優化方法，為裝配執行提供理論依據，以在實際的裝配過程中盡可能縮短裝配時間。

3 基于工作流技術的飛機裝配執行監控

計劃不落實無異于空頭支票，為了真正產生價值與效益，應對飛機裝配車間的裝配作業進行有效的監控，加強對執行過程的監控。筆者主要探討的是基于工作流技術的飛機裝配執行過程監控。

工作流技術是指在計算機技術支持下，實現整個生產過程的半自動或全自動化。在日常業務活動中，受計算機控制的過程均可被視為工作流。隨著計算機技術的不斷提高，工作流技術的應用范圍也越來越廣。飛機裝配生產工作流分為裝配準備階段、執行階段，在這兩個階段內有包括眾多的環節。飛機裝配業務流程的特點為生產信息實時反饋、信息的動態變更及制造資源的實時調度分配等。

基于工作流技術的飛機生產裝配，可實現業務過程建模、仿真分析、過程優化和管理及集成等：首先，創建飛機裝配工位流程圖，反映與產品的裝配關系；其次，下發及接受生產裝配指令。為了更好對飛機生產裝配進行控制，需要實時采集工位信息，并將采集的生產數據與計劃數據進行動態比較，了解和掌握執行和處理過程中出現的問題，為后續計劃的優化提供基礎數據支撐。操作流程為：檢驗員接到裝配指令后，進入頁面，并在頁面上查找負責的裝配任務，并按照裝配指令，完成裝配作業，并填寫檢驗結果或工序參數。裝配操作流程為：工序開工→工序檢驗→工序保留或進入下一道工序。對于裝配中出現的問題，裝配工人應填寫問題記錄，確保裝配流程順利完成。

在裝配執行監控中，獲取的裝配任務完成率、質量信息等數據，可為生產統計、質量問題分析和糾正措施的制定提供基礎數據，以改進后續裝配，降低生產成本，并縮短了裝配生產周期，且能確保裝配質量。

4 結 語

飛機裝配過程是一個非常復雜的過程，設計多個環節、多個子項目，需要制定完善優化的裝配優化方案，并加強對執行過程的監控，以保證裝配的質量。本文結合自身經驗，從飛機裝配主生產計劃優化、裝配作業優化和生產裝配過程監控等三個方面進行了分析總結。

參考文獻：

[1] 董慧博，徐建新.面向飛機裝配的MES系統研究[J].航空制造技術，2010，（18）.

[2] 吳峰，馬麗麗.面向MES的裝配作業調度系統研究[J].杭州電子科技大學學報，2011，（30）.

[3] 周小波，劉元.基于層次時間Petri網的飛機部件裝配過程建模方法[J].計算機應用，2012，（4）.