無人直升機(jī)裝配生產(chǎn)模式探索

隨著俄烏沖突的爆發(fā)，無人機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中幾乎已成為任何軍事沖突中不可或缺的重要組成部分，有美國(guó)官員表示：無人機(jī)技術(shù)正在改變戰(zhàn)爭(zhēng)性質(zhì)。近期美國(guó)計(jì)劃總結(jié)無人機(jī)作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，成立專門的無人機(jī)大學(xué)；烏克蘭則宣布要年生產(chǎn)100萬架無人機(jī)，打造無人機(jī)百萬軍團(tuán)。

無人直升機(jī)的應(yīng)用廣泛且多變，傳統(tǒng)的單一型無人直升機(jī)難以滿足當(dāng)前社會(huì)的實(shí)際需求，無人直升機(jī)客戶訂單逐步向小批量、多品種、定制化等方向發(fā)展，這就意味著總裝生產(chǎn)單位需要加強(qiáng)其生產(chǎn)能力的多樣性、柔性和機(jī)動(dòng)性。

無人直升機(jī)總裝是一個(gè)復(fù)雜且集成化要求極高的系統(tǒng)工程，其工作主要分為動(dòng)力系統(tǒng)裝配、傳動(dòng)系統(tǒng)裝配、燃滑油冷卻系統(tǒng)裝配、電氣系統(tǒng)裝配、飛控系統(tǒng)裝配、測(cè)控系統(tǒng)裝配、任務(wù)系統(tǒng)裝配等，目前的總裝工作還依賴于操作人員手工作業(yè)的直線型傳統(tǒng)裝配生產(chǎn)模式； 隨著生產(chǎn)資料的復(fù)雜多樣化加深，總裝生產(chǎn)線亟需一種合適的裝配生產(chǎn)模式來適應(yīng)當(dāng)前大環(huán)境的客戶需求。

四種裝配生產(chǎn)模式及特點(diǎn)

裝配生產(chǎn)線通常是由多個(gè)工序組成，包括零件的生產(chǎn)、加工、檢驗(yàn)、組裝、包裝等工序，其主要特點(diǎn)是適合大規(guī)模的生產(chǎn)和快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，但目前關(guān)于裝配生產(chǎn)線的分類研究還較少，通過查找相關(guān)資料文獻(xiàn)，總結(jié)出以下四種裝配生產(chǎn)模式并分析出其各自特點(diǎn)。

單邊直線型總裝生產(chǎn)線

單邊直線型總裝生產(chǎn)線是指外型像“一條直線”裝配生產(chǎn)模式，其生產(chǎn)模式較為簡(jiǎn)單，適用于生產(chǎn)流程較少、總裝工序用時(shí)較少的傳統(tǒng)裝配；其模式簡(jiǎn)單，便于生產(chǎn)站位的劃分；可通過控制站位數(shù)量來控制生產(chǎn)節(jié)拍，進(jìn)而控制人工成本和生產(chǎn)質(zhì)量，如圖1所示。

單邊直線型總裝生產(chǎn)線的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)潔，方便管理，同時(shí)不要求總裝操作人員全流程均掌握，即技能要求不高；少量生產(chǎn)時(shí)，尚能夠適用，但大批量生產(chǎn)時(shí)，其效率低，柔性差，因站位操作人員嚴(yán)格依賴于上下游的完工進(jìn)度，一旦發(fā)生總裝故障，需要更換新的生產(chǎn)線，浪費(fèi)更多的時(shí)間和資源。

雙邊直線型總裝生產(chǎn)線

雙邊直線型總裝生產(chǎn)線是指外型像“一條直線”，但直線兩邊均設(shè)置操作人員的裝配生產(chǎn)模式，即兩條獨(dú)立的裝配生產(chǎn)線，其相互交錯(cuò)、共同生產(chǎn)同一種產(chǎn)品。其生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，但其效率高，在大批量裝配生產(chǎn)時(shí)作用明顯，如圖2所示。

雙邊直線型總裝生產(chǎn)線的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高于單邊直線型，能夠在相同時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)更多的產(chǎn)品；生產(chǎn)成本較低，因?yàn)閮商咨a(chǎn)線同時(shí)作業(yè)，但共用一條生長(zhǎng)線的生產(chǎn)設(shè)備器具；在生產(chǎn)質(zhì)量方面不如單邊直線型總裝生產(chǎn)線，因其生產(chǎn)線相對(duì)復(fù)雜，生產(chǎn)過程管理要求較高。

U型總裝生產(chǎn)線

U型總裝生產(chǎn)線是指外形像字母“U”的一種裝配生產(chǎn)模式，其生產(chǎn)線的布置方向?yàn)槟鏁r(shí)針，生產(chǎn)過程的出口和入口盡可能的相近。“U型生產(chǎn)線”還有圓形、M形、凹形等其他形狀。U型生產(chǎn)線的生產(chǎn)器具選用的是柔性線棒來組建，能夠?yàn)榭傃b生產(chǎn)線提供與其匹配的理想裝配環(huán)境，如圖3所示。

U型生產(chǎn)線主要有以下特點(diǎn)：

（1）總裝生產(chǎn)線的入口與出口是同一批操作人員，這是為了最后的總檢方便，同時(shí)也能夠控制總裝的生產(chǎn)節(jié)拍和數(shù)量；

（2）總裝生產(chǎn)線的中間部分站位之間是相鄰的，批次之間的站位排布是類似于弧形的布置，這樣的好處是方便站位之間的多人協(xié)同、且距離近，能夠有效的保障生產(chǎn)運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率；

（3）總裝生產(chǎn)線是逆時(shí)針方向流轉(zhuǎn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人為右手操作，逆時(shí)針方便操作人員總裝作業(yè)；

（4）動(dòng)態(tài)調(diào)整總裝操作人員，前提是被動(dòng)態(tài)調(diào)整的操作人員應(yīng)全站位均能作業(yè)。當(dāng)總裝任務(wù)量大時(shí)，增加操作人員，至一人對(duì)應(yīng)站位的一道生產(chǎn)指令為最大產(chǎn)能；當(dāng)任務(wù)量小時(shí)，減少操作人員，即站位操作人員需負(fù)責(zé)多道生產(chǎn)指令，同步調(diào)整站位布置。

雙邊U型總裝生產(chǎn)線

雙邊U型總裝生產(chǎn)線是指U型總裝生產(chǎn)線和雙邊生產(chǎn)線相結(jié)合的一種裝配生產(chǎn)模式，其具備二者共同的特點(diǎn)。故雙邊U型生產(chǎn)線在生產(chǎn)站位布置上已具備良好的優(yōu)勢(shì)，兼并了效率和柔性，更加適應(yīng)小批量，多樣化，機(jī)動(dòng)性快捷的客戶訂單需求。

Yegul等首次提出了雙邊U型裝配生產(chǎn)線的概念，并得出了雙邊U型裝配生產(chǎn)線要比U型裝配生產(chǎn)線和雙邊直線型裝配生產(chǎn)線更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；Agpak等通過改進(jìn)雙邊U型裝配生產(chǎn)線的布局，分別對(duì)比了雙邊U型裝配生產(chǎn)線和雙邊直線型裝配生產(chǎn)線的平衡問題，得出了雙邊U型裝配生產(chǎn)線能夠有效降低生產(chǎn)線的長(zhǎng)度，減少站位數(shù)，比雙邊直線型裝配生產(chǎn)線更好的結(jié)論。

雙邊U型裝配線有以下特點(diǎn)：

（1）具有良好的裝配可視性，在雙邊U型裝配生產(chǎn)線的兩端均能有很好的裝配視野，方便了操作人員之間的相互交流和相互質(zhì)檢；

（2）擁有較短的裝配生產(chǎn)線，縮短了不同站位和工序之間的距離，降低了物資運(yùn)輸時(shí)間和人員走動(dòng)距離，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率；

（3）具有良好的柔性，當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)發(fā)生更改時(shí)，雙邊U型裝配生產(chǎn)線能夠快速的重新進(jìn)行工作劃分，根據(jù)人員的數(shù)量變化，配置最佳站位來契合裝配生產(chǎn)；

（4）具備較高的工具利用率，因?yàn)橛行┐笮偷墓ぞ呋蚬ぱb不便運(yùn)輸，因此雙邊U型裝配線可以縮短因搬運(yùn)工具帶來的時(shí)間、人工成本，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

無人直升機(jī)總裝生產(chǎn)模式探索

無人直升機(jī)由于其結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)復(fù)雜且精度要求高，外型多樣化等特點(diǎn)，使得無人直升機(jī)裝配基本上決定了其最終的產(chǎn)品質(zhì)量。作為無人直升機(jī)生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)，無人直升機(jī)裝配的生產(chǎn)模式研究便顯得尤為重要，結(jié)合上述的4種裝配模式方法，得出了適用于無人直升機(jī)的裝配生產(chǎn)模式，如圖5所示。

從圖5中可以得出，無人直升機(jī)總裝生產(chǎn)線有如下特點(diǎn)：

（1）生產(chǎn)效率高，圖5中每個(gè)工序都有兩個(gè)站位與之對(duì)應(yīng)，相比與傳統(tǒng)單邊直線型裝配生產(chǎn)線的一個(gè)工序?qū)?yīng)一個(gè)站位，生產(chǎn)效率理論上可提高100%；

（2）裝配可視性和站位交流性良好，從圖5中可以看出各站位之間存在協(xié)同合作關(guān)系，合作時(shí)均在裝配生產(chǎn)線的兩邊，有力保證了操作人員間的溝通性和可視性；

（3）生產(chǎn)作業(yè)的場(chǎng)地利用率高，從圖5中可以看出，相比于傳統(tǒng)的直線型裝配，其場(chǎng)地需求不到直線型的一半，大大縮短了人工移動(dòng)距離和物料運(yùn)輸?shù)拈g距，共用生產(chǎn)線還提高了工量具的使用效率，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。

結(jié)語

為適應(yīng)當(dāng)前無人直升機(jī)小批量、多品種、定制化的生產(chǎn)需求，找到了四種裝配生產(chǎn)線的生產(chǎn)模式，深入分析裝配生產(chǎn)模式的特點(diǎn)，結(jié)合無人直升機(jī)的特性，提出了一種適合無人直升機(jī)的裝配生產(chǎn)模式，相比與傳統(tǒng)的直線型裝配生產(chǎn)模式，其生產(chǎn)效率理論上能夠提高100%，具備良好的裝配可視性和人員交流空間，提高了生產(chǎn)車間的區(qū)域利用率，為未來的無人直升機(jī)裝配生產(chǎn)提供參考、借鑒。