模塊化柔性飛機裝配生產線設計研究

欒忠雷

摘要：在常規飛機裝配生產過程中，由于本身自動化程度不高，再加上生產成本居高不下，導致生產經濟性無法滿足實際需求。隨著模塊化柔性飛機裝配生產技術的不斷發展，目前采用模塊化柔性裝配生產工藝進行飛機生產也成為行業發展的新選擇。立足于現狀，文章首先介紹了裝配生產線的設計流程，其次對裝配生產線的構成進行了分析，并在最后對裝配生產線的設計研究途徑進行了解讀。

關鍵詞：模塊化；柔性裝配生產；飛機機艙

引言

飛機裝配生產線的效能直接影響到企業綜合經濟效益與生產質量水平。相比之下，高質量的裝配生產線在效能以及自動化水平等方面具有顯著的優勢。特別是隨著近些年來波音與空客兩家公司帶頭采用了數字化的裝配技術，使得模塊化柔性飛機裝配生產技術得到了跨越式的發展，并為形成移動生產線創造了條件。為了進一步介紹柔性飛機裝配生產線，現就飛機裝配生產線相關特征介紹如下。

一、飛機裝配生產線概述

所謂飛機裝配生產線，實際上就是根據飛機的參數設計要求進行裝配與生產環節，是一個將零部件組成成組件并通過總裝配最終形成產品的過程。在飛機裝配生產線當中，飛機的不同裝配站位會串聯在一起，不同的裝配站位都會經歷裝配與加工等環節，一般裝配工作主要包括有定位、檢測、調整、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。為了進一步提升飛機裝配生產線的整體效能，需要采用自動化的裝配技術來更好的適應工作需求，所以模塊化生產線應運而生。

二、飛機裝配生產線流程設計

1.組件裝配

組件是指零件車間生產的各種產品，包括復材壁板、焦點零件以及梁等各種類型的組件。由于飛機本身的結構十分復雜，所以組件的類型也十分多樣。一般來說，根據機型不同，飛機的組件一般都會超過300多件，其中飛機的機身以及機翼的強度要求較高，裝配過程中需要給與更多的關注。

2.部件裝配

在進行部件裝配時，主要講組件裝配好后各個站位的艙門、天窗、梁、后緣等多個部分進行調整后進行裝配，裝配過程中需要調整好各個位置之間的站位距離與工序，確保能夠在相對一致的條件下完成，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站位的分配，一般來說，第一個站位是大部件的裝配站位，這個部分主要進行機頭以及機身等重要部件的安裝，而第二三站位主要包括系統件的安裝以及相關系統的檢測工作，第四個站位則用于試驗或者交付，在完成第四個站位的檢測后，飛機就可以進入到試飛階段了。

三、飛機裝配生產線組成

目前飛機裝配生產線主要包括有裝配工裝、設備的加工以及設備測量等，同時做好工作平臺以及運輸車輛的管理維護工作。在飛機裝配生產線規劃時，首先應該根據飛機的具體型號做好裝配工藝的選擇工作，根據廠房的尺寸與吊車的實際參數來進行寬度、地面平整度的調整，并做好大門的設計與裝飾工作。在進行裝配工裝組件的分配時，需要明確不同類型的工裝的特點，包括臨時放置的結構以及所需的幾何尺寸。根據裝配站位的技術要求規劃加工設備的形式，選擇相應的制孔設備，比如說可以選擇機床類型的制孔設備，也可以選擇機器人式、柔性軌道式以及爬行等多種類型。根據裝配站位的實際要求來進行接口位置的調整，選擇舵輪式移動以及手推式移動車來配合完成裝配任務。為了確保生產線的技術流暢性，還需要考慮到廠房的設計要求，做好裝配、制孔以及工作平臺方案的選取工作。重點對移動運輸車方案進行布局，結合能源布局的實際要求來進行規劃與建設。能源柱一般包括有廠房空調設備、配電設備以及弱電設施，這些設備共同構成了飛機裝配生產線的框架。模塊化柔型飛機裝配生產線包括有廠房、裝配工裝、加工設備、測量設備、工作平臺以及運輸車和能源設施等多個方面，通過協調各方面的關系可以有效提升模塊化設計水平，通過標準化作業來實現整體生產的技術穩定性。

四、模塊化柔性飛機裝配生產線設計研究

1.廠房模塊化

所謂廠房模塊化，實際上就是通過組件、部件以及總裝配在同一個廠房內進行集約化管理的方式進行管控，以此來根據零件、部件以及總裝等技術流程，根據總裝的要求來適應跑道技術需求，根據流水線的生產裝配要求來確定好最佳部件的位置與裝配區間。這樣一來，整個總裝配可以在大部件對接完成后進入到起落架的安裝部分，這個時候飛機可以向站位進行移動，整個過程中需要結合自身的起落架輪組進行移動，從而形成總裝配生產線不同站位的直線排列。在部裝生產規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接工作，所有的部件裝配站位都要進行統一規劃，這樣才能夠盡可能的讓所有的總裝大部件一次性對接。在進行組件裝配生產線的規劃時，需要做好機身、機翼以及其他結構部件的管理，其中要做好分類集中規劃，特別是機身部分的組件在進行裝配時應該做好區域管理，從而確保機翼組件能夠在同一個區域內進行管控。根據上述模塊化規范要求，廠房的規劃流程與模塊化要求可以實現。

2.模塊化設計

模塊化設計主要包括移動接口模塊化設計以及能源信息接口模塊化設計兩個部分。其中移動接口的模塊化主要是指飛機產品從組件的組裝裝配到總裝配的過程中需要做好的移動部分的工裝設備準備工作，這個部分需要用到的工裝包括有骨架定位器、輔助裝置以及結構組成設備等，其中傳統的裝配工裝采用了專用設備，而連接時也會選擇永久或者半永久模式，所以在安裝后就不用進行移動與分離了。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、網絡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輕易拆卸的部分，所以在裝配過程中如果將其設計成整個裝配生產線通用的模式，那么久需要進行模塊化標準設計，從而確保設計的實際效果。

3.生產效能分析

模塊化柔型飛機裝配生產線的效能主要包括有廠房效能以及設備效能等方面。在廠房方面，由于采用了模塊化集約生產模式，傳統的生產線的廠房進行了合并，所以整個生產線由兩個車間合并為一個車間，整體占地面積有效縮減同時廠房的配套設施也降低，成本控制的較好，此時裝配生產線的效能十分顯著。在設備效能方面，由于加工設備的整體數量沒有變化，傳統的裝配環節中加工設備都屬于專用設備，在進行單一處理后設備就會處于閑置狀態，綜合利用效率不高。但是，采用了模塊化柔性裝配生產線之后，整個產品的標準化水平提升，設備的通用性有所提升，所以設備閑置率有效降低，方案的整體設備效能更為顯著。

總結

綜上所述，模塊化柔性生產線不但能夠有效降低廠房的面積，提升生產線的生產效率，同時也可以提升各種加工設備的綜合利用率，通過自動化裝配與加工相結合來實現一體化生產，實現精益化裝配與高質量裝配。除此之外，模塊化柔性生產線還具有縮短裝配周期以及更高生產效能的特征，十分適應現階段的飛機制造需求，所以可以作為未來行業技術改革發展的主要方向。

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