以裝配周期為牽引的某型發(fā)動(dòng)機(jī)脈動(dòng)式修理作業(yè)研究

代德智 盧斯偉 廖鵬

摘要：為了有效保障發(fā)動(dòng)機(jī)的修理質(zhì)量和周期，某修理工廠對(duì)基于裝配周期的某型發(fā)動(dòng)機(jī)脈動(dòng)式修理作業(yè)進(jìn)行研究。以發(fā)動(dòng)機(jī)裝配周期為起點(diǎn)，對(duì)各個(gè)部件修理成套周期進(jìn)行逆向計(jì)算，并按產(chǎn)品特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)各工序間節(jié)拍對(duì)進(jìn)行重新定義，更新各部件各個(gè)工序的修理周期，從而對(duì)各個(gè)修理節(jié)拍的產(chǎn)能進(jìn)行靈活控制，最終達(dá)到修理周期的動(dòng)態(tài)控制。實(shí)踐證明，該廠在現(xiàn)有生產(chǎn)模式下進(jìn)行上述應(yīng)用是可行的和有效的。

關(guān)鍵詞：脈動(dòng)式修理；修理周期；動(dòng)態(tài)控制

Keywords：pulsating repair；repair cycle；dynamic control

1 脈動(dòng)式修理的研究背景

“脈動(dòng)裝備線”的實(shí)踐應(yīng)用起源于汽車行業(yè)，隨著技術(shù)的融合，脈動(dòng)裝備技術(shù)成為飛機(jī)制造行業(yè)中大量采用的生產(chǎn)作業(yè)模式，尤其在飛機(jī)整機(jī)裝配中得到了廣泛應(yīng)用，如波音公司的717、737、757、787等系列產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線、洛馬公司的F-35產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線、阿古斯特維斯特蘭公司W(wǎng)159武裝直升機(jī)的裝配生產(chǎn)線等。伴隨著飛機(jī)整機(jī)脈動(dòng)式裝配技術(shù)的成熟，該技術(shù)逐步向飛機(jī)各子部件的裝配擴(kuò)散發(fā)展，如波音C-17運(yùn)輸機(jī)上發(fā)動(dòng)機(jī)懸架部件的組裝、空客A350機(jī)身蒙皮壁板的組裝等[1]。圖1所示為波音787飛機(jī)總裝生產(chǎn)線，按飛機(jī)的不同部位將總裝生產(chǎn)線分為5個(gè)工位：零號(hào)工作區(qū)、一號(hào)工作區(qū)、二號(hào)工作區(qū)、三號(hào)工作區(qū)和四號(hào)工作區(qū)，圖中一個(gè)飛機(jī)的所在位就是一個(gè)工作區(qū)，其中零號(hào)工作區(qū)為預(yù)裝配區(qū)域，主要負(fù)責(zé)機(jī)翼運(yùn)動(dòng)部件的裝配和部件的功能測(cè)試。

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者已對(duì)飛機(jī)制造過(guò)程的總體裝配技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。例如，王曉婷[2]等基于信息化手段，以飛機(jī)總裝過(guò)程中脈動(dòng)生產(chǎn)線的信息化管理系統(tǒng)功能集成為目標(biāo)，將從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到零件加工再到產(chǎn)品裝配過(guò)程中的信息流和物流狀態(tài)信息作為框架，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理、作業(yè)計(jì)劃的協(xié)同、裝配過(guò)程的集件、庫(kù)方管理、工時(shí)管理、質(zhì)量管理進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。李西林[3]等從整機(jī)裝配出發(fā)，分析了國(guó)內(nèi)外幾種典型總裝生產(chǎn)線的應(yīng)用情況，對(duì)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)總裝過(guò)程中的數(shù)字化生產(chǎn)線所涉及的對(duì)接技術(shù)、數(shù)字化監(jiān)測(cè)手段、物料配送技術(shù)、集成平臺(tái)技術(shù)等進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，從系統(tǒng)研制的角度為中國(guó)飛機(jī)制造過(guò)程的脈動(dòng)生產(chǎn)線提供了方向，闡明了上述技術(shù)在飛機(jī)整機(jī)裝配過(guò)程中的具體應(yīng)用方法。

2 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造過(guò)程的脈動(dòng)裝配研究報(bào)道較少，中國(guó)航發(fā)南方裝配中心的脈動(dòng)線正處于起步狀態(tài)。本文以某修理廠所修的某型發(fā)動(dòng)機(jī)為研究載體，對(duì)該型發(fā)動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)式修理作業(yè)進(jìn)行研究。

相比于發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)，發(fā)動(dòng)機(jī)維修過(guò)程工藝復(fù)雜，各工序之間的作業(yè)流水相互穿插，出現(xiàn)異常情況時(shí)，不僅需要排查修理工序是否正確，還需要分析產(chǎn)品本身的制造缺陷和壽命問(wèn)題等。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)修理廠而言，工作的中心是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的修理，未能有效覆蓋各零部件的制造。通常情況下，當(dāng)重要零件出現(xiàn)故障時(shí)，首先是通過(guò)維修方式進(jìn)行修理，當(dāng)維修不能恢復(fù)重要零件性能時(shí)，將通過(guò)串用其他臺(tái)次發(fā)動(dòng)機(jī)的零件進(jìn)行零件的集件成套，在串用其他發(fā)動(dòng)機(jī)零件的技術(shù)條件下仍無(wú)法滿足成套要求時(shí)才會(huì)啟用新品零件。使用新品零件將帶來(lái)更高的修理成本，與此同時(shí)，對(duì)新品零件的數(shù)量控制將加大庫(kù)房管理難度。受限于發(fā)動(dòng)機(jī)修理廠修理流程的局限性和工藝的復(fù)雜性，與發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)相比，發(fā)動(dòng)機(jī)維修過(guò)程的修理周期管控難度更大。

3 某修理廠應(yīng)用情況

某修理廠的實(shí)際作業(yè)中，部件產(chǎn)品的維修模式大致為：部件分解→部件清洗→部件故檢→部件修理→部件裝配→部件試驗(yàn)，在完成上述步驟之后，各部件將被送至總體裝配工位進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的總體裝配。

在以前的管理模式中，基于傳統(tǒng)的集中化作業(yè)模式，現(xiàn)場(chǎng)分為：分解清洗故檢、修理裝配實(shí)驗(yàn)兩個(gè)大工位，產(chǎn)品流和信息流集中且不夠清晰，周期管理不夠精細(xì)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)部分人員工作不飽和情況，以及一個(gè)人從事較長(zhǎng)流程的作業(yè)情況，這些都不利于對(duì)各階段周期的控制。

通過(guò)對(duì)過(guò)去作業(yè)模式的分析發(fā)現(xiàn)，在各部件的維修過(guò)程中，部件分解、清洗、故檢、裝配、實(shí)驗(yàn)的修理周期是可量化的標(biāo)準(zhǔn)周期，需要根據(jù)部件的故障情況制定不同的維修方案，而不同的維修方案將導(dǎo)致部件不同的修理周期，因此單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的修理周期將在部件故檢完成之后確定。在這種特殊的行業(yè)背景下，如果按原臺(tái)部件進(jìn)行裝配，總體裝配周期將難以統(tǒng)一。以往的管理模式由于未能有效通過(guò)信息化手段細(xì)化各階段作業(yè)情況，更多的是以總體裝配線“不停歇”為原則進(jìn)行各部件的裝配倒逼，這其中雖能滿足階段性的發(fā)動(dòng)機(jī)的成套計(jì)劃，但是未能精確掌握每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的成套計(jì)劃。

為此，在基于現(xiàn)場(chǎng)資源的前提下，決定采用三級(jí)周期管控方式：發(fā)動(dòng)機(jī)入場(chǎng)時(shí)，由總生產(chǎn)部給出發(fā)動(dòng)機(jī)維修的總周期；任務(wù)下發(fā)到各分廠之后，各生產(chǎn)線線長(zhǎng)按周期管控將不同臺(tái)次的發(fā)動(dòng)機(jī)的部件維修任務(wù)下發(fā)到各個(gè)班組；各個(gè)班組長(zhǎng)根據(jù)自身小組的產(chǎn)品特點(diǎn)，將部件各個(gè)維修階段的維修任務(wù)分發(fā)給不同的工作者（見(jiàn)圖2），通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)總體裝配時(shí)間要求倒逼各個(gè)部件的維修周期，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)人力實(shí)現(xiàn)各維修階段的動(dòng)態(tài)管理，通過(guò)動(dòng)態(tài)匹配部件修理過(guò)程的周期實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)總體裝配的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。

以發(fā)動(dòng)機(jī)某部件維修為實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明：對(duì)各工序時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格劃分（見(jiàn)圖3），發(fā)現(xiàn)各工序作業(yè)時(shí)間存在不一致情況，通過(guò)人力配置難以達(dá)到協(xié)同與統(tǒng)一，為此開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)化和數(shù)字化工藝，通過(guò)結(jié)構(gòu)化的工藝對(duì)該部件各工序作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)分，基于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況得到該部件的修理節(jié)拍（修理工序節(jié)拍為多臺(tái)修理周期統(tǒng)計(jì)后的經(jīng)驗(yàn)值），各節(jié)拍之間通過(guò)結(jié)構(gòu)化的工藝實(shí)現(xiàn)工序之間、各修理節(jié)拍之間數(shù)據(jù)流的傳遞。

為了達(dá)到上述管理效果，實(shí)現(xiàn)以裝配周期為牽引的脈動(dòng)式修理作業(yè)模式，從系統(tǒng)上集合生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理、質(zhì)量跟蹤、物料管理、工時(shí)管理等現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)流程，通過(guò)信息化數(shù)字化復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)流程，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)三個(gè)維度進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)建。

3.1 建立以產(chǎn)品零件BOM和工藝資源BOM為基礎(chǔ)的底層模板

在現(xiàn)場(chǎng)的維修過(guò)程中，工序與工序之間傳遞信息的載體為現(xiàn)場(chǎng)維修的零件，對(duì)維修零件中涉及的數(shù)量、無(wú)損檢查方式、必?fù)Q件、壽命、材質(zhì)、有無(wú)實(shí)物件號(hào)等屬性一一識(shí)別并建立完善信息，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝中所涉及的專用工裝、通用工裝、計(jì)量?jī)x表、輔材、設(shè)備等工藝消耗類物品按其管理屬性進(jìn)行設(shè)置，如表1所示，對(duì)工藝消耗類物品建立數(shù)據(jù)表，并在具體操作步驟中對(duì)涉及的工藝消耗類物品的消耗量的定義進(jìn)行量化。從標(biāo)準(zhǔn)化的角度設(shè)置各個(gè)零件BOM和工藝資源BOM，有效避免了因標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題導(dǎo)致的工藝內(nèi)容、生產(chǎn)管理的返工問(wèn)題。

3.2 建立基礎(chǔ)的工藝管理系統(tǒng)

在發(fā)動(dòng)機(jī)維修過(guò)程中，工藝規(guī)程將維修步驟的具體操作內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化描述。隨著技術(shù)的更新，往往需要對(duì)工藝中的技術(shù)內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行更改，與此同時(shí)需及時(shí)更改工裝、物料、輔材等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以保證工藝的準(zhǔn)確性，此外還將出現(xiàn)對(duì)工藝規(guī)程中文本內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)化格式進(jìn)行更新等技術(shù)工作。為此某廠以TC系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用上述零件BOM和工藝資源BOM建立基于工藝技術(shù)的資源庫(kù)，并對(duì)工藝中每一個(gè)工序的時(shí)間、工藝消耗類物品的消耗量等，從時(shí)間、數(shù)量或質(zhì)量等方面進(jìn)行額定標(biāo)記，真正做到對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工裝輔材消耗、工時(shí)定額、基礎(chǔ)物料等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的單元化管理，增強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中的工藝內(nèi)容、技術(shù)狀態(tài)、庫(kù)房消耗等的一致性。

3.3 建立以MES的核心生產(chǎn)管理系統(tǒng)

在MES生產(chǎn)系統(tǒng)中，根據(jù)技術(shù)狀態(tài)的不同，對(duì)不同令號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)生成相關(guān)技術(shù)狀態(tài)的電子化交互手冊(cè)，通過(guò)MES系統(tǒng)的生產(chǎn)管理模塊將各個(gè)作業(yè)任務(wù)下發(fā)至對(duì)應(yīng)操作人員，并且基于結(jié)構(gòu)化工藝在MES系統(tǒng)中從多維度展示現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)狀態(tài)，如生產(chǎn)進(jìn)度、計(jì)劃管理、計(jì)劃系統(tǒng)、零件的集件檢查等，有效地對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行可視化展示。通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范技術(shù)流程，標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)流程推進(jìn)生產(chǎn)的良性循環(huán)模式，基于基礎(chǔ)Bom數(shù)據(jù)和技術(shù)流程的規(guī)范管理，為各個(gè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的脈動(dòng)作業(yè)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)總裝脈動(dòng)式作業(yè)特點(diǎn)，建立了一套基于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)維修的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，有效的實(shí)現(xiàn)技術(shù)與生產(chǎn)的無(wú)縫連接，將現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)涉及的計(jì)劃管控、計(jì)劃協(xié)調(diào)、作業(yè)看板、物資配送等各生產(chǎn)所覆蓋的領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，修理過(guò)程的可視化有效地為生產(chǎn)管理提供了所需數(shù)據(jù)，同時(shí)為修理過(guò)程技術(shù)數(shù)據(jù)如尺寸類、流量類等關(guān)鍵數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，該應(yīng)用取得了不錯(cuò)的效果，為生產(chǎn)管理和技術(shù)管理提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)保證。

參考文獻(xiàn)

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