基于結構化工序的總裝站位式修理線的實現

王瑋 張忠潔 郭海利 胡烽

摘要：總裝修理線是影響飛機大修周期的關鍵環節?；诮Y構化工藝的推進，利用工序作為生產的基本單元，可以實現總裝站位式修理線的作業模式，能較好的提高管控效率、提高作業透明度。

關鍵詞：結構化工序；站位式修理線；生產流程

1 引言

傳統飛機修理行業的車間級技術文件基礎，是以工藝規程為指導文件，以修理記錄為質量記錄。生產組織上則以部位作為最小組織單元，技術文件與生產管控之間沒有必然的一一映射關系。結構化工序，作為工業4.0時代提出的一個新的概念，通過其包含的工藝方法，設備，工裝，產品，器材等要素，可作為技術、生產的最小基礎單元，利用結構化工序的生產流程再組織，能有效提升組織生產效率，控制物流、設備、人員，減少過程管控浪費，實現飛機修理模式的跨越式提升。

2 當前總裝修理線模式

飛機總裝修理線是影響飛機大修作業周期的關鍵環節。其主要工作是將拆離飛機的各類成品重新裝機，將機身、發動機、外翼、雷達罩、水平尾翼、垂直尾翼等結構大部件進行組合，并對完整的飛機進行各項功能測試，確保飛機性能滿足大修后的標準，如圖1。

總裝修理線主要工作分兩部分，整機裝配和整機調試，操作者的職種分機械裝配、特設裝配、機械調試、特設調試四類，在使用紙質工藝文件時，受技術制約，無法將生產工作內容劃分到很小單元，以整機裝配為例，作業單元按飛機框位及職種分為“座艙機械裝配”“座艙特設裝配”“發動機艙機械裝配”“發動機艙特設裝配”等。組織生產時，一般將某個作業單元指派1-2名操作者，在全部生產周期中，具體作業內容由操作者自行安排，進度情況需要操作者自行反饋。這樣的生產模式導致存在以下問題。

2.1 過程不顯性

飛機大修時遵循的基本原則是原機裝回，沒有批量的成品備件供選擇安裝，單架次產品近萬項。成品附件修理周期有限，在修理單位的修理進展需調度或工段長人工詢問，對于已明顯不能按時交付的產品，管理者難以提前獲知信息，影響后續工作安排。

若不能在飛機裝配需求時提供產品，正常的裝配工作則受到干擾，操作者需要自行調整作業內容，直到無法調整為止，此時其需求才由操作者上報管理者，信息傳遞環節多且不及時。

管理者對操作者每日作業內容也難以快速掌控，只能獲知下級反饋內容。過程的不顯性，也易導致最后整機交付時問題集中暴露，解決時間極其有限。

2.2 作業過程難以管控

作業分工不精益，導致裝配周期拉長，管控難度加大。按工藝規程為基礎的工藝分工，使得幾個空間狹小的部位機械裝配與特設裝配不能同時工作，在有限人力資源條件下，整機進度不能同步前進。目前生產排產這幾個部位機械裝配作業領先開工，特設裝配在其合格后開展成品件裝配，作業周期有限導致特設裝配必須集中較多加班才能完成進度。

作業過程不可控因素也較多，如設備損壞檢修、人員排故、當前作業未按時完成等，出現意外時難以迅速調整作業內容予以響應。

基于上述現象，修理線急需一種管理方法和工具，能以裝配對象為最小單元，管控裝配對象、工藝方法、設備、工裝、器材等，利用數字化手段進行管理，以其單個或多個的組合作為操作者每日作業內容，按日完成量作為進度完成標記，則能有效消除上述不利影響。

3 結構化工序的實現

IETM（Interactive Electronic Technical Manual）即交互式電子技術手冊，是一種將技術文件的內容轉換為數字化模塊的技術，通過對技術文件的重新編制，使其能以交互方式進行查閱，并可以通過計算機等設備把所查閱內容展現給維修技術人員。

IETM結構下，技術文件的作業對象都是規范的數據，而不僅僅是文字，因此，一個工序除了包括操作方法、圖樣外，還可以從物資管理系統中引入零件，從設備管理系統中引入工裝設備，從人力管理系統中引入人員信息、工時信息等等，作業過程中，通過人機交互技術，還可以將作業結果記錄在工序中，作為質量記錄存檔。

利用IETM技術，將工藝規程轉換為一個個工序，通過工序的下發，管理者可以提前獲知資源需求。工序本身的工作量較小，通過工序的靈活組合，可以應對各種不同意外干擾因素。

按此策略，將某型機原有紙質文檔為工序，單份工序對應約2-3工時，劃分較為合理，能較好地作為生產組織基礎。

4 站位式修理線的實現

基于上述結構化工序的基礎，根據部門需求對現有工藝流程重新分析與設計，一是減少操作者無效等待時間；二是作業過程顯性可控；三是利于精準監控作業進度，迅速響應答復。因此從“機電一體化的工藝分工”“工序為對象的生產組織模式”“站位式修理的作業模式”三個方面開展研究，以達到上述目的。

4.1 機電一體化的工藝分工

當前的作業分工以部位專業為主，兼顧考慮工時，分工區域邏輯性不強，尤其部分部位專業界限明顯，導致作業排產困難，因人力因素難以全機協調同步開展作業。

因此裝配提出機電一體化裝配概念，不再區分機械特設裝配差異。操作者可固定在某個小部位，負責該部位所有裝配工作，熟練后可逐漸增加其他部位，最終達到大部位所有作業均能完成的目標。

該工藝變革成熟后，所有作業由單元長統一分工，輪換作業，最大程度減小瓶頸影響，此外，操作者每架次飛機的實際作業限定在一個部位內，作業內容也會減少，能更好提高操作者技能。

4.2 工序為對象的生產組織模式

改變以裝配部位為對象，實施以結構工序為基本對象的作業分工模式，工序除包含作業對象、作業方法、檢驗方式、關重特性等作業內容外，還包含物料需求、人員資質、設備需求等所有作業必須元素，以工序為核心組織生產，能更好的拉動各方面資源，實現每日進度及時下發、實時監控的功能，是實現精準排產的工藝基礎。

4.3 站位式修理的作業模式

現行的固定式裝配模式由于空間限制，只允許有限人員進行作業。同時工作內容之間存在先后的邏輯關系，所以只能順序作業，即使人員充足也不能提前工作，存在作業不均衡、等待浪費的現象。因此需對工藝流程進行優化，最大限度地保證并行工作，通過流程再設計，運用精益生產的思想，達到優化和平衡工作內容的作用，能夠較好地解決部門作業周期不協調、作業過程不顯性的問題，有效縮短裝配周期，提高工作效率。

目前國內外航空領域先進的飛機制造總裝線均采用脈動式裝配線，即飛機裝配調試按站位劃分，站位施工內容完全封閉并進行轉站檢查，合格后方可執行站位移動，實現總裝連續均衡生產。

脈動式作業理念的核心思想是最大限度地保證并行工作，因此，可以借鑒脈動式理念，應用于飛機修理行業。據此提出站位式修理理念，對飛機的裝配周期按照站位進行統一規劃，改變單一的串行作業，實行并行交叉作業。重點控制影響飛機裝配進度和質量的關鍵工序，按節拍運作拉動飛機裝配進程，對每個節拍內的工序進行合理的調整、拆分、合并，減少各專業工序間的影響和等待時間。

采用站位式修理理念對裝配調試整體規劃后，整個作業周期分為多個站位，機體必須在規定時間內完成作業內容，節點到必須轉移場地，促使飛機裝配過程顯性化，生產進度節拍化。

按上述原則，綜合場地、周期、人員等因素，對某型機的總裝修理線劃分為五個站位，主要內容如下：

4.4 優勢

相對于傳統作業模式，新修理線具備以下幾點優勢。

4.4.1操作者作業內容減少，更加專業化

通過對工作內容的分解，每個站位內單個操作者的實際作業內容減少。改變了當前單一飛機作業時間長、內容多的情形，有利于提高操作者對作業內容的熟悉程度，提高工作效率，也有助于質量的穩定；

4.4.2站位之間周期減少，有利于管理者掌控生產進度

站位之間固定工作日，到期必須移位，若問題不能及時處理，則無法轉移工作場地，問題提前暴露，有利于集中精力解決；

4.4.3站位作業內容的固化，有利于設備的規范定位

如站位一集中裝配作業中的液壓清洗，不需將設備轉移場地，定置更加規范；

4.4.4飛機的工作節點更加細致，能給操作者傳遞進度壓力

新模式將能提升操作人員主動關注節點的意識，改進部門的管理方式。之前作業模式下，操作者只關注裝配結束和調試結束兩個節點，導致在節點交付前部分部位仍未結束的情形，過程控制不精細。節點增多后，將有利于消除此類現象。

目前，以上述三項為主要特點的總裝站位式修理線已在某型機大修中實施，操作者作業效率明顯提升，過程監控更顯性，為后續數字化車間的建設奠定了良好的基礎。

5 結束語

站位式修理線凸顯節拍的重要性，通過站位上飛機的移動，更加顯性的拉動作業的及時開展，是未來飛機修理行業發展的一個趨勢。

參考文獻

[1] 宋利康.飛機脈動總裝智能生產線構建技術[J].航空制造技術.2018第61卷：28-32.

[2] 萇書梅，楊根軍，陳軍.飛機總裝脈動生產線智能制造技術研究與應用[J].航空制造技術.2016 No.16：41-47.

（作者單位：國營蕪湖機械廠）