基于模塊的飛機裝配工藝技術研究

陳冬梅

摘 要：現階段飛機生產制造已經步入模塊化發展階段，為從根本上提高飛機裝配效率，控制生產成本，需著重開發出模塊化飛機裝配系統，從根本上提升裝配環節協調精準度，保障飛機生產工作高質高效開展。針對此，本文簡述了現有飛機裝配工藝技術，提出模塊化飛機裝配工藝重點，構建模塊化飛機裝配結構數，制定裝配工藝指令庫管理體系，以供參考。

關鍵詞：模塊化;飛機裝配;工藝技術

通過使用模塊化裝配工藝技術，能夠切實提高飛機制造環節的管理水平，從根本上降低飛機制造質量問題發生幾率。

1.飛機裝配工藝技術種類

飛機裝配工作具有產品結構數量多、結構內協調關系復雜等特征。現有航空行業市場競爭壓力逐步增大，僅在飛機裝配環節使用傳統理念及技術無法滿足現有市場需求，應積極使用模塊化設計理念，為飛機模塊化裝配工藝的研發及推廣提供充足的人力及物力資源。

1.1非模塊化飛機裝配工藝技術

在傳統飛機生產制造活動開展期間，產品設計及裝配環節并沒有體現出模塊化理念。非模塊化下的飛機裝配工作各工位劃分不對應，需加強各部裝車間協同管控力度，從而形成物理部組建件，交付給總裝裝配。因部件與部件之間的關系不同，在以單件形式裝配到飛機上時，極容易出現裝配位置矛盾、裝配占位較多、故障發生幾率較高問題。

1.2模塊化飛機裝配工藝技術

模塊化飛機裝配工藝貫穿于飛機設計、生產、制造全過程，要求設計人員需要結合裝配工藝流程開展產品模塊劃分工作，確保設計部組件與實物部組件定義一致，符合裝配模塊定義原則。借助裝配結構數定義各裝配模塊在實際生產活動中的各工序關系，并為飛機生產管理、成本管理、質量管理等工作提供重要理論依據。裝配模塊在生產結構中較為獨立，可實現獨立裝配目標，通過更新自身性能，對產品進行整體升級與優化。

裝配模塊中還具備相同的幾何連接口、輸入及輸出端口，可實現產品生產期間的重用與互換目標。由于裝配模塊的獨立性顯著，也可被更好的應用在公益設計活動中的裝配指令執行中。

設計人員可依照實際設計要求對構型進行靈活配置，梳理，配置令與生產對象之間的關系，并利用裝配指令庫匹配與構型裝置匹配指令，對生產全過程進行嚴格管控，

通過在飛機裝配環節使用模塊化理念，能夠從根本上控制零散零件數量，借助變串型裝配手段，使飛機裝配環節更加有序、整潔，從根本上提高飛機裝配效率。

2.模塊化飛機裝配工藝的應用要點

在飛機設計生產期間，需要工藝設計人員承擔起模塊化產品設計職責。具體而言，產品數據發布后，設計人員應當針對產品數據編制工藝總方案，規劃裝配定站、定義裝配模塊、結合裝配模塊交付關系，構建裝配結構樹。

要求裝配結構數應當以裝配模塊為單位，對飛機展開模塊化裝配工藝設計，確保模塊化設計理念能夠更好落實在飛機裝配工藝中。

首先，模塊化設計環節需要飛機制造行業能夠切實滿足多元化產品需求，對產品結構進行扁平化處理，從根本上提高產品數據的重用性。飛機研發及生產制造環節，設計模塊應當以最小操作單元展現出來，通過對設計、工藝及生產等各環節進行簡化處理，從根本上提高各環節協同水平。

定義裝配模塊設計工作主要就是要求設計人員能夠參與到裝配工藝流程產品模塊的劃分中，確保飛機裝配期間的實物部組件與設計部組件定義相同。制定出完善的工藝生產方案，確定裝配流程以及裝配全過程的工作內容。將裝配占位所需資源設定為裝配模塊，并使裝配模塊能夠更加全面的反映出飛機制造環節的資源與數據，明確裝配模塊與零件生產要求，為后續裝配模塊的運行提供必要條件。在裝配模塊定義過程中，需確保模塊能夠與飛機產品生產工藝、產品運輸、各生產環節的平衡性一致。產品制造流程需要滿足企業現有制造資源特征，使飛機生產加工、裝配與測量工作能夠有機融合在一起。切實提升產品生產模塊完整性，要求裝配模塊的集合工作應當包括各設計模塊。綜合考量裝配模塊之間的協調關系，確保裝配模塊工作始終保持前移狀態。

定義裝配模塊也需要著重考慮定義工作周期、單位信息，在通過模塊審批后，使用ERP系統對裝配模塊的交付關系、裝配模塊定義工作周期、單位信息等快速收集與處理。

3.飛機裝配結構樹設計

定義裝配模塊工作完成后，應當構建裝配結構樹，確保該結構樹能夠切實反映裝配站扁平化結構。裝配結構樹內部安裝裝配模塊定義，直觀展現出各制造資源、制造過程，幫助管理部門及時發現與解決存在于飛機裝配之間的各類問題。

飛機裝配結構樹還需要直觀展現出裝配模塊的交付關系，通過將裝配站進行模塊化處理，從根本上提升各部門協同水平。

在飛機裝配結構樹設計環節采用自上而下的消耗分配手段，確定裝配結構樹上各站位、裝配指令中裝配對象。依靠目標裝配模塊職能，設置多個目標裝配模塊，并在裝配模塊節點處記錄下各類信息，反映出裝配模塊之間的影射關系。在裝配模塊下創建裝配指令清單，通過分析清單內容，合理劃分裝配期間的制造資源，建立起各模塊間的影映射關系。

注重在飛機裝配結構樹設計環節建立表空間，存儲裝配工作映射關系，并將映射關系作為裝配指令的匹配條件。基于裝配結構樹工作，相關設計人員還需要理清飛機裝配環節的定義工藝路線、分工路線，規劃工藝數據、裝配模塊工藝數據，開展工藝仿真驗證工作。

4.飛機裝配工藝指令庫

當前飛機制造環節的裝配工作指令管理依然采用有效加版本的方式開展，在出現設計變更問題時，需要對工藝指令全面更改，導致實際設計環節周期長，在設計制造工作開展期間極易出現漏洞問題。借助模塊化裝配工藝，可以利用裝配工藝指令庫協調管理裝配指令庫，通過儲備裝配之間的映射關系、裝配指令，提升實際裝配效率。如在裝配工藝設計環節出現變更問題，設計人員則可以通過升級定義模塊，快速更改零件或部件之間的映射關系。

結束語

總而言之，采用模塊化設計理念能夠進一步優化傳統飛機裝配流程，借助裝配模塊組織飛機生產制造環節的成本、生產流程管理工作，改善飛機生產制造之間的協調關系，促進多地協同制造模式開展。

參考文獻：

[1]龍青.飛機數字化裝配生產系統可靠性評價研究[D].哈爾濱工程大學，2020.

[2]徐海峰.基于MBD的飛機數字化裝配工藝協同設計研究[D].南京航空航天大學，2019.

[3]潘絮微.典型飛機壁板先進裝配方法研究與仿真[D].沈陽航空航天大學，2018.