航天地面產品制造過程中的工裝設計管理

呂 濤， 李旭光， 牛王剛

（山西航天清華裝備有限責任公司， 山西 長治 046000）

引言

“工裝”即生產過程工藝裝備，指制造過程中所用的各種工具的總稱，包括刀具、夾具、模具、量具、檢具、輔具、鉗工工具、工位器具等。在山西航天清華裝備有限責任公司又將工裝的含義進行擴大，由于在焊接過程中易變形，又提出防焊接變形工裝等，設計生產工裝最終的目的都是提高產品加工效率，符合生產實際情況合理設計工裝，將會減少生產成本，提高產品生產制造效率。

1 工裝設計及管理現狀分析

山西航天清華裝備有限責任公司是中國航天科技集團公司中最大的航天地面設備制造單位，近年來，公司以“產品研制生產過程中的統一數據源與信息閉環”為核心，以“虛擬裝配與物理制造融合與統一”為目標，大力推進精益管理，優化組織結構、業務流程和生產模式，實施設計工藝協同、結構化工藝設計與仿真、企業資源計劃管理、車間制造執行、實驗數據管理和數控聯網等系統，形成了數字化設計工藝協同能力、三維結構化工藝設計及仿真能力、生產管控能力和基礎保障能力。

對工裝使用情況進行總結，現行的工裝設計和管理方式整理如下（如圖1 所示）：

圖1 工裝流程圖

1）由工藝人員根據產品需要提出工裝任務書；

2）工藝和工裝設計人員對工裝進行溝通，確認該工裝可進行設計，并按工裝分類申請工裝編號；

3）管理組下達工裝設計任務書；

4）工裝設計人員按工裝任務書進行工裝設計；

5）工裝設計人員將工裝圖紙按工裝編號進行歸檔，下發車間進行投產。

由于工裝是按工裝編號進行分類存檔的，無具體的工裝特征，在申請新工裝時，查閱相關類型的工裝難度較大，工藝人員只對相關的產品工裝比較了解。在對產品的工裝需求進行分析時，對前期工裝不了解，就會申請相似以及相同特征的工裝。工裝是基于產品需要而產生的，工裝又分為工裝油源、工裝模擬件、吊裝工裝、加載工裝等，相同或相似的工裝的比例就會比較大。

大多數航天機械產品多為小批量，導致工裝的使用率不高，如果還按上述方式進行工裝設計，就會出現工裝的重復設計，造成資源的浪費，而企業不對工裝進行整合，就會加大工裝的準備周期，影響產品的生產進度。

2 解決辦法

2.1 利用成組技術進行工裝設計和管理

在工裝設計管理中應用成組技術，是將多種類型產品中的部件和零件，按照一定的相似性準則，分類編組，并以這些組為準則，組織生產，從而實現多品種中小批量的產品設計、制造和管理的合理化。當設計人員根據工裝任務書設計新工裝時，要對工裝中的關鍵特征進行提取，并和圖紙上傳到系統上，工藝人員可根據工裝編號以及關鍵特征找到此工裝，在新申請工裝時，可先在工裝庫中進行查找，是否有相同關鍵特征的工裝，如果有，便可采用現有工裝進行使用。當未查到有相同關鍵特征的工裝時，需重新提出工裝需求，進行工裝的重新設計，這就使得工裝的使用率大大增加，也減少了設計工裝量。

如何在工裝設計管理中應用成組技術，應先了解現有工裝的用途和工裝的特征。工裝的特征是區別于其他工裝的關鍵參數，比如工裝油源的參數是壓力、流量以及可實現的功能。因此，可以按工裝的用途、工裝的關鍵特征制定工裝分組系統，將企業中現行的工裝按該分組系統進行編碼分組，建立工裝圖紙和資料的信息庫，同時，將工裝中的零部件按生產件、標準件等分別進行編碼分組存入零部件信息庫；此外，還對各類零部件進行必要的標準化處理，建立企業標準件信息庫，以備檢索使用。

2.2 建立一種完善的工裝設計及生產管理系統

根據以上分析，如何更好地運用成組技術進行工裝設計及管理，最重要的問題是建立網上工裝信息庫，工裝按分類進行編碼，將工裝信息錄入到信息庫中，利用計算機實現自動編碼和搜索。

網上工裝信息庫包括下面幾個系統：

1）工裝類型及資料系統，包括建立工裝現有資料信息庫，將企業中已有和在制的工裝、元部件和標準件圖紙進行編碼分組，分別存入工裝信息庫。

2）零部件圖紙及資料系統。

3）標準件圖紙及資料系統。

4）工裝的生產系統，包括工裝的生產情況、使用情況等。

2.3 改進效果

根據工裝網上信息庫，改進以后的流程如圖2 所示。工藝人員根據產品圖紙和車間實際操作需求進行分析，是否采用工裝以及采用什么類型的工裝，并從工裝庫中進行查找，如有工裝符合，則可重復使用或按圖進行投產，如未有合適的工裝符合，則再提出工裝需求。此過程不僅可以節省工裝設計的時間，也可以將工裝進行繼承并改進[1-3]。

圖2 改進后的工裝流程圖

3 結語

改進后的工裝設計將會減少工裝的再次返工，加快產品的生產進度，給企業帶來很大的經濟效益。如果網上信息工裝庫在企業內部進行信息共享，即可實現工裝的最大使用率，節省工裝設計時間，減少生產成本。