飛機自動化裝配過程數據集成與實現

祝太福

摘要：為了實現飛機裝配過程中的數字化、自動化和柔性化，設計架構了面向某型號飛機大部件調姿、對和及加工的裝配過程數據管理系統。該系統實現了數據的高效存儲，詳細闡述了過程數據集成的若干技術。包括設備維護、加工BOM管理裝配可視化及數據的分析統計。優化了裝配流程、改進了裝配工藝、提高了生產效率。

關鍵詞：飛機;自動化;裝配;數據

引言

近些年來，國外的飛機裝配技術迅猛發展，裝配實現了精準化、自動化、高效化。與之前的技術相比，是對裝配過程的高質量優化。而目前，我國的飛機裝配技術仍停留在上世紀，沒有太大的改觀。多采用學習與原蘇聯的傳統方法。基于模擬量的傳遞方式。數字化尚未完全適用于第一生產線。傳統方法各環節信息交流不順暢，工藝的協調方面難以做到極致。結構性差，不易調節。進而拖延工作進程。耗時耗工，但是產品卻不如國外。所以，飛機裝配過程的自動化、數字化成為工藝改進的重中之重。通過飛機裝配過程的數字化、自動化，提高生產的飛機的性能，減少工藝損耗，縮短研發周期，進而達到降低成本的計劃。

飛機裝配過程的自動化、數字化，不是編寫一個程序就能基本實現的。它涉及飛機裝配的各個工藝流程。各個單元數據要第一時間收集、提交，以適應及時反饋。及時做出相應的調理措施。通過數據的采集、計算，合理分配資源，優化任務調度。

1過程數據的管理設計

數據庫是飛機裝配流程的數據記錄中心以及數據源。記錄了裝配過程的所有數據。數據庫的作用是方便數據調用，整合資源，記錄流程。從而，在對流程進行優化時能夠有足夠的數字證據作為依據。而不是憑空臆造，或者停留于理論。

飛機裝配的自動化的核心就是數據。所有的工作都要有數據的參與，根據已有的數據，進行加工利用，實現各單位、各車間協同工作，增加施工效率。

數據不加以分析永遠都只是數字，而非信息。所以，在數據全面的基礎下，對數據進行分析、理解成為關鍵。一臺處理數據分配任務的中心計算器成為關鍵。它將成為整個飛機裝配流程的大腦。首先，它會根據下達的工作實現任務調度。其次，會對收集上來的數據做出及時反饋，確保任務不會錯或者停止。基于中心計算機的任務條例，能夠更加精準、迅速、規范。而且能夠及時糾錯，最少能快速知道哪里出了問題。

2裝配過程中的數據存取原則

為了保證在工作過程中數據不會出錯。從而確保處理過程的可靠性、準確性以及及時性和效率性。制定了一系列具有約束性的蘇劇存取原則：

1）采用在線存儲與離線存儲兩種方式。在整個流程里，我們已經有對數據源的可靠與安全性的保障措施。但是任然可能出現不可預料的問題。基于此種考慮，在在線存取的基礎上，我們加入了離線存取模式，進一步確保數據的真實性、穩定性。

2）對于大塊數據進行分塊處理。數據越大，消耗的內存也就越大。內存消耗大會使得程序運行效率變差。而且，一次性的寫入大量數據也許會造成一定的不穩定，甚至時癱瘓現象。所以，這種處理方式就是避免出現類似情況。將數據打標分塊，變大塊數據為一個個小的數據塊，減少出現不穩定的可能性。

3）參數的標準化。飛機的型號各有不同，裝配部件可能不能通用或者裝配技術存在差異。這樣，不同型號的飛機裝配是的參數會出現較大差別。而且，新老版本的工藝參數也不盡相同，所以，對工藝參數暗戰不同版本整合分類，可以保證數據的正確性。

3數據的測量與記錄

飛機自動化裝配過程是多個單元協調工作的一個過程。在如此一個多元復雜的工藝流程里，如何對工作對象進行實時的測量與記錄，并反饋給中心計算機，完成裝配工作是一個難點。

數字化測量系統就可以很好的完成測量任務。它能夠及時、正確的跟蹤測量。而且，能夠快速的反饋，保證整個工藝流程的正確性，不會發生錯誤。

4設備的維護

飛機裝配所用到的各種設備，都有著精準度的嚴格要求。所以，為了保證設備的安全性與可靠性，對設備進行定時定期的維護與保養必不可少。而且，還要配備對突發狀況的監控系統，已及時發現出現的各種設備問題。設備維修人員要嚴格按照維修標準進行維護。問題出現的狀況以及可能的緣由要記錄在案。

5加工BOM管理

信息的傳遞會不可避免地存在或者出現誤差。這種誤差會在一環又一環的工藝流程中積累甚至于放大。最終會導致生產的原件外形不達標或者是部件與部件之間的鏈接不協調。所以需要加工BOM管理。

加工BOM管理涉及的方面有：對加工元件進行編號，并記錄其名稱及技術要求等描述性信息。尺寸、孔位位置、物理結構、斷面參數等幾何信息。還有用什么加工工具、加工時的尺寸要求等工藝信息。最后，要對元件加工前后的參數進行全面記錄，為加工質量的改進與評價做出有利支撐。

6裝配過程的可視化

可視化分為兩個方面。虛擬場景與現場實況。兩種可視化都有其存在的意義。都是輔助人工工作的。只有結合使用，才能更好的提供視覺信息。

首先，是現場實況監控體系。就是建立飛機裝配現場的實況檢測系統，輔助人工，達到人力不可級之處。確保飛機裝配的流暢性、安全性。及時獲取錯誤的情報，并及時改進。

其次，是虛擬場景。有別于現場實況監控系統。虛擬場景的監控數據化做得更好。并且能對裝配過程進行預演，提前發現可能出現的問題。而且，虛擬場景的反饋更加直觀于詳細具體。

7統計分析

通過數據統計分析模塊，可對飛機裝配系統的數據進行查詢、整合、處理、挖掘，利用可視化技術生成各種統計報表。并通過計算機個主要統計參數直觀的顯示非用戶。以便做進一步的分析。從而實現優化的目的。

結語

這套飛機自動化裝配過程數據集成與實現的系統盡管只涉及了幾何外形與一些基本的運動學要求。但是仍然具有很高的參考價值。如果能夠深入挖掘，使其能夠考慮到飛機設計生產的各個層面，這無疑是一個極具誘惑力的方向。

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