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航空工业哈飞脉动装配生产线提升直升机批量生产能力

2021-02-24 14:53:17 中国航空报

脉动生产线通过重塑工艺流程和生产组织模式,实现站位式管理,解决了传统模式装配周期长、成本高、质量差等问题,已被国内外多家航空企业证明是一种非常适合飞机批产的装配模式。

“十三五”期间,航空工业哈飞以航空制造转型和直升机部装数字化车间建设为契机,开展脉动装配生产线项目建设,以提升型号整体制造效率及智能制造水平、实现直升机机身大部件批量生产,以重点解决直升机现有部装生产瓶颈问题为导向,充分体现技术先进性与管理创新的两大优势,实现科学、高效的部装工业化生产,确保直升机型号批生产阶段的质量稳定性及生产效率。

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2017年,哈飞开始与金航数码合作建设哈飞脉动装配生产线MES系统,希望通过先进的管理方法与符合哈飞特点的数字化系统建设,构建具有数字化、网络化及智能化特点的部装数字化车间,实现直升机装配过程的状态感知及互联互通,打通生产线数据流,实现装配各系统横向集成,形成直升机智能制造新模式,适应不同直升机型号平台的多构型、变批量及大产量的生产需求,使哈飞公司的直升机装配技术水平实现跨越式发展,为实现哈飞公司智能化制造和新的核心竞争力奠定坚实的基础。

产线脉动化

首先,脉动生产线必须进行装配线节拍平衡,将直升机上千本装配指令AO合理地划分到各个站位。基于产品设计与工艺模型,哈飞对生产线规划进行数字化建模、仿真与迭代优化,开展了生产系统站位划分、布局设计、物流设计及资源配置设计,建立了符合直升机脉动生产的部装及整机站位布局,形成了基于站位的单机指令目录。

然后,哈飞建立了基于站位的一体化计划控制体系。生产部确定生产交付里程碑,根据制造物料清单(MBOM)直接分解到站位计划。车间接收到站位计划后,直接对其进行计划安排及生产准备工作。车间工艺员按站位进行工艺准备,保证站位的可执行性。工段根据站位进行生产控制,保证生产计划的有序执行,同时更精细的控制生产节奏。另外,由于装配流程复杂且影响作业的动态因素繁多,如产品技术状态变更,供应不准时,质量不一致等,哈飞建立了基于站位的快速级联调整策略,保障脉动生产线的柔性运行。

最后,哈飞构建了站位计划拉动的全局拉式保障体系。通过系统与生产计划、零件车间MES系统应用的全面集成,促进协同作业的开展,改进断线清单、零件缴库等业务流程,有效地提升了跨部门协调交互效率。车间生产准备工作完全按站位开展,库房管理员按照站位计划提前进行预配套,外购成品按站位计划直接配送到站位,从而保障脉动产线的不间断运行。

管控透明化

数字化集成应用实现了工艺指令的严格控制。哈飞通过与上游编码系统、协同研制平台进行集成,工艺数据、三维数模、工艺文件均实现了无纸化接收与下达。针对频繁发生的工程更改,系统支持准确的在制品锁定与更改指令闭环流程管理,有效避免了遗漏导致的质量隐患。同时通过数字化集成应用,将工艺人员从繁重的纸质工艺指令工作中解放出来,从而使工艺人员有更多的时间进行故障处理、提升业务技术能力。

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车间无纸化工作环境实现了装配过程的透明化管控。哈飞已经实现了全面的无纸化管理,包括计划调度指令、生产作业现场、过程记录、库房管理、生产准备以及指令归档等,实现了产品从部装、总配、试飞至交付的全过程产品实物流与信息流的同步。工艺员将指令中的现场采集表格进行全面结构化,工人在现场终端上直接填写检测结果,现场检验及代表通过刷卡进行签字确认,从而大大提的闭环管理,支撑装配执行层、调度层、管理层对生产形成全局视图。系统建立了站位维度的看板展示,从计划下达到指令归档整个过程都可实时展现,任何环节出现问题都会报警并推送给相关责任人,实现脉动生产线的健康监视与风险预测。

脉动化产线实施效果

目前,脉动生产线已在所有在产型号的部装、总装及试飞获得了成功应用,打造了具备直升机特色的数字化脉动装配产线管控系统,大幅提升了直升机批量生产能力。

通过脉动生产线应用,提高了结构装配水平和质量稳定性,促进了直升机产能的扩大和生产管理能力的提高,脉动生产线通过充分应用自动化、模块化技术及自动对接技术,工装自动化率达54%,模块化率80%,标准化率70%,铆接装配效率提升30%、生产线产品和工装转运速率提升50%,直升机前机身底部构件高了现场装调数据的采集效率。系统可精准直观地进行可视化指导,支持“组套全部出库才允许完工”等校验逻辑,建立了完善的遗留问题管理流程,有效实现了装配过程中的防错防漏。现场的指令完工后,将现场采集生成的PDF格式的流程卡及实施更改指令发送至兰台系统进行存档,形成了完善的产品电子履历。

车间站位大屏看板实现了可视化监控与决策支持。通过报表、数字可视化的应用,将装配过程状态显性化和问题可视化,实现信息对称和可视化的装配产线,为各级管理者提供决策指导依据。系统支持按照“分厂—单机—站位”的流程指标逐层精细化展示,形成计划、执行、反馈、监控装配总工时由152小时降到120小时,效率提升21%,2~3框组件装配总工时由56小时降到37.5小时,效率提升33%,机身前部构件装配总工时由72小时降到58.5小时,效率提升18.8%,过渡段底蒙皮装配总工时由40小时降到32小时,效率提升20%,自动化生产线对接装配效率提升300%;提高了多构型、变批量需求的应变能力,发展高技术核心制造装备,促进装备研制能力及自主可控能力的提升,实现直升机装配关键环节的技术转型升级;在哈飞集团发挥示范效应,带动整体自动化制造水平提升,全面提高直升机制造的核心能力和技术水平。

责任编辑:实习编辑