03.03 戰機生產的脈動生產線和普通流水線有什麼不同?

123觀察室


每日點兵為您解答:

我們知道,對於包括飛機、航空發動機在內的航空裝備而言,總裝生產線往往是生產製造的最重要的一個環節。具體到飛機總裝生產線,主要包括:翼身和尾翼對接,發動機安裝,導管、線纜敷設與對接,線纜、系統檢測,全機總檢,全機水平測量等內容。可以說,總裝生產質量的好壞直接影響到航空裝備的實際性能優劣以及可靠性高低。

在以往我們經常看到的飛機總裝生產線廠房內的場景,往往是多架甚至十多架飛機在地板上鋪開,每架飛機都安裝在各自獨立的總裝臺架上,由負責不同工序的技術員和裝配工人分別進行各自的組裝環節。在總裝完成之前,每架飛機的位置基本上是不動的。而各道工序所需的零部件,大到機翼、發動機,小到線纜、儀表和顯示器,都要由人工或者廠房頂部設置的吊車進行穿梭運輸。這就是最為傳統的所謂固定站位式總裝生產線。

俄羅斯蘇-35戰鬥機仍然採用老式總裝生產線。固定站位式總裝生產線曾經是世界各國航空製造的主流模式之一,但是隨著時代的發展,其很多無法克服的弊端逐漸顯現。首先,固定站位式總裝生產線需要大量的專用工裝夾具,尤其是總裝臺架,每架飛機就要佔用一個。因此,航空企業準備了多少套專用工裝夾具,在某種意義上就決定了其產量的上限。熟悉航空製造的讀者應該都知道,用於飛機和航空發動機總裝的專用工裝夾具往往造價不菲,而且相關型號停產後基本上就等於要全部報廢,算下來成本往往很高。 

其次,固定站位式總裝生產線需要大量的技術員和裝配工人。正在總裝中的每架飛機或者每臺航空發動機都需要一組技術人員和裝配工人來完成各個工序,是非常典型的技術和勞動雙重密集型的工作。因此,合格的技術員和熟練的裝配工人的數量也會制約航空裝備總裝速度的提高。

最後,固定站位式總裝生產線這種多架飛機或者多臺航空發動機同時進行總裝的模式看似效率更高,但是在實際中往往並非如此。現代航空裝備的性能先進程度和複雜程度遠非之前的老式裝備所能相比,而且對於裝配的精準度和公差要求也越來越高。因此,發達國家的航空巨頭已經開始大量採用工業機器人來代替人工進行一部分有精密要求的裝配工作。固定站位式總裝生產線則完全無法適應工業機器人的使用要。固定站位式總裝生產線存在種種弊端,這促使航空企業必須找到一種更為先進的總裝生產線模式。 

歐美航空企業首先進行了這方面的探索,他們在充分借鑑汽車生產企業的流水總裝生產線模式的基礎上,創造性地發明了總裝脈動生產線,從根本上解決了固定站位式總裝生產線的幾乎所有缺陷。以飛機總裝脈動生產線為例,一般設置多個工作區,從0區開始,依次按序排列。每個工作區就是一個總裝機位,0區負責總裝過程的第一道工序。也就是說,每一架飛機的總裝從0區開始起步,完成一道工序後就進入到下一個工作區,後面準備進行總裝的下一架飛機則緊接著進入到0區。等到飛機從最後一個工作區下線後,就完成了全部總裝工作,進入到出廠交付前的試飛階段。因為這種生產線上不同工作區內的飛機都是按照統一的時間間隔完成工作後,移動到下一個工作區的,很像是人類血液的脈動,故而得名。


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首先這裡得說說傳統的飛機生產方式。傳統的飛機生產方式是飛機不動,停在固定機位,然後各工種的裝配工人依次進廠完成自己的工作,直到全部的組裝工作完成,一架完整的飛機造好後才移動出廠。這種方式效率低,質量管控差,耗時長。所以航空製造企業結合汽車的流水線創新發明了脈動生產線。

脈動生產線其實可以說是生產飛機的流水線。但為什麼不叫流水線呢?那是因為飛機的零部件比汽車多得多得多,兩者完全不是一個數量級的。汽車一般是萬級的,飛機則是十萬,甚至百萬級。所以沒有辦法完全按照流水線來運作,只能是採用流水線的形式,結合飛機總裝的特點,實行數字化,精細化的質量管理,全面提高運行效率,質量管控和人員利用率。

飛機總裝生產線是提高飛機裝配效率和質量,滿足飛機批量生產要求的重要手段。作為飛機制造過程中的最後環節和最為重要的環節之一,飛機的總裝涉及翼身、尾翼對接,發動機安裝,導管、線纜敷設與對接,線纜、系統檢測,全機總檢,全機水平測量等內容,具有生產節奏強、作業種類多、工作量大,裝配精度和質量要求嚴格等特點。

借鑑製造業的流水線作業方式,飛機總裝脈動生產線是按節拍移動的一種裝配線,運用精益製造思想,對裝配過程進行流程再設計、優化和平衡,實現按設定節拍的站位式裝配作業,達到縮短裝配週期、滿足客戶要求的裝配生產形式。總裝脈動生產線是介於固定站位裝配與連續移動裝配之間的一種裝配生產線形式,其典型特徵是產品移動時不進行裝配作業,裝配作業進行時產品不移動。波音公司典型的脈動式總裝配線如圖1 所示。

脈動生產線將技術創新和管理創新相結合,是一種有效地實現飛機批量生產的新型生產組織模式,在波音、空客等飛機制造企業中得到廣泛應用。


航空科普


戰機生產的脈動生產線和普通流水線相比,有什麼本質的區別呢?我們先來看看普通流水線。

流水線又稱為裝配線,一種工業上的生產方式,指每一個生產單位只專注處理某一個片段的工作,以提高工作效率及產量;按照流水線的輸送方式大體可以分為:皮帶流水裝配線、板鏈線、倍速鏈、插件線、網帶線、懸掛線及滾筒流水線這七類流水線。一般包括牽引件、承載構件、驅動裝置、漲緊裝置、改向裝置和支承件等組成。流水線可擴展性高,可按需求設計輸送量,輸送速度,裝配工位,輔助部件(包括快速接頭、風扇,電燈,插座,工藝看板,置物臺,24V電源,風批等,因此廣受企業歡迎;流水線是人和機器的有效組合,最充分體現設備的靈活性,它將輸送系統、隨行夾具和在線專機、檢測設備有機的組合,以滿足多品種產品的輸送要求。輸送線的傳輸方式有同步傳輸的/(強制式),也可以是非同步傳輸/(柔性式),根據配置的選擇,可以實現裝配和輸送的要求。輸送線在企業的批量生產中不可或缺。

而就飛機的脈動生產線來說,脈動裝配生產線最初從福特公司的移動式汽車生產線衍生而來,是連續移動裝配生產線的過渡階段,不同的是脈動裝配生產線可以設定緩衝時間,對生產節拍要求不高,當生產某個環節出現問題時,整個生產線可以不移動,或留給下個站位去解決,當飛機的裝配工作全部完成時,生產線就脈動一次。整條生產線由4部分組成:脈動主體、物流供給系統、可視化管理系統、技術支持。其可分為四點,即一、脈動主體:站位設施、對接定位設備、可移動的裝配設備等;二、物流供給系統:AGV車、完備的配套和配送系統;三、可視化管理系統:現場可視化系統、ERP與MES無縫融合的信息管理系統、工作現場的固定和移動終端;四、技術支持:質量保障、生產現場問題應急處理。脈動裝配生產線改變了傳統飛機的裝配模式,作為先進飛機制造技術的典型代表,有其獨特的優勢:首先,由於整條生產線分工明確細緻,工作量單一重複,生產效率比較高;其次,生產線上配備了專業的自動化設備和先進的供給線,自動化程度高;最後,裝配線過程流暢,不會產生擠壓或脫節。但是單一、重複及固定的生產模式無法有效適應需求多變、機型多、產量少的飛機生產現狀。

總的來說,飛機的脈動生產線出自普通流水線,但又可以設定緩衝時間,生產節拍可以相應減緩,而不需要太高。而更大的區別是,汽車流水線,每個站位只需要一到兩個操作工即可完成,但大型飛機每個站位則需要更多操作工參與制造!End!


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