代德智 盧斯偉 廖鵬

摘要：為了有效保障發(fā)動機的修理質(zhì)量和周期，某修理工廠對基于裝配周期的某型發(fā)動機脈動式修理作業(yè)進行研究。以發(fā)動機裝配周期為起點，對各個部件修理成套周期進行逆向計算，并按產(chǎn)品特點和現(xiàn)場條件對各工序間節(jié)拍對進行重新定義，更新各部件各個工序的修理周期，從而對各個修理節(jié)拍的產(chǎn)能進行靈活控制，最終達到修理周期的動態(tài)控制。實踐證明，該廠在現(xiàn)有生產(chǎn)模式下進行上述應用是可行的和有效的。

關(guān)鍵詞：脈動式修理；修理周期；動態(tài)控制

Keywords：pulsating repair；repair cycle；dynamic control

1 脈動式修理的研究背景

“脈動裝備線”的實踐應用起源于汽車行業(yè)，隨著技術(shù)的融合，脈動裝備技術(shù)成為飛機制造行業(yè)中大量采用的生產(chǎn)作業(yè)模式，尤其在飛機整機裝配中得到了廣泛應用，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武裝直升機的裝配生產(chǎn)線等。伴隨著飛機整機脈動式裝配技術(shù)的成熟，該技術(shù)逐步向飛機各子部件的裝配擴散發(fā)展，如波音C-17運輸機上發(fā)動機懸架部件的組裝、空客A350機身蒙皮壁板的組裝等[1]。圖1所示為波音787飛機總裝生產(chǎn)線，按飛機的不同部位將總裝生產(chǎn)線分為5個工位：零號工作區(qū)、一號工作區(qū)、二號工作區(qū)、三號工作區(qū)和四號工作區(qū)，圖中一個飛機的所在位就是一個工作區(qū)，其中零號工作區(qū)為預裝配區(qū)域，主要負責機翼運動部件的裝配和部件的功能測試。

目前，國內(nèi)學者已對飛機制造過程的總體裝配技術(shù)進行了相關(guān)研究。例如，王曉婷[2]等基于信息化手段，以飛機總裝過程中脈動生產(chǎn)線的信息化管理系統(tǒng)功能集成為目標，將從產(chǎn)品設(shè)計到零件加工再到產(chǎn)品裝配過程中的信息流和物流狀態(tài)信息作為框架，對生產(chǎn)現(xiàn)場管理、作業(yè)計劃的協(xié)同、裝配過程的集件、庫方管理、工時管理、質(zhì)量管理進行了詳細的說明。李西林[3]等從整機裝配出發(fā)，分析了國內(nèi)外幾種典型總裝生產(chǎn)線的應用情況，對實現(xiàn)飛機總裝過程中的數(shù)字化生產(chǎn)線所涉及的對接技術(shù)、數(shù)字化監(jiān)測手段、物料配送技術(shù)、集成平臺技術(shù)等進行了詳細的說明，從系統(tǒng)研制的角度為中國飛機制造過程的脈動生產(chǎn)線提供了方向，闡明了上述技術(shù)在飛機整機裝配過程中的具體應用方法。

2 國內(nèi)外應用情況

目前，國內(nèi)外對飛機發(fā)動機制造過程的脈動裝配研究報道較少，中國航發(fā)南方裝配中心的脈動線正處于起步狀態(tài)。本文以某修理廠所修的某型發(fā)動機為研究載體，對該型發(fā)動機的脈動式修理作業(yè)進行研究。

相比于發(fā)動機制造行業(yè)，發(fā)動機維修過程工藝復雜，各工序之間的作業(yè)流水相互穿插，出現(xiàn)異常情況時，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題等。對發(fā)動機修理廠而言，工作的中心是發(fā)動機產(chǎn)品的修理，未能有效覆蓋各零部件的制造。通常情況下，當重要零件出現(xiàn)故障時，首先是通過維修方式進行修理，當維修不能恢復重要零件性能時，將通過串用其他臺次發(fā)動機的零件進行零件的集件成套，在串用其他發(fā)動機零件的技術(shù)條件下仍無法滿足成套要求時才會啟用新品零件。使用新品零件將帶來更高的修理成本，與此同時，對新品零件的數(shù)量控制將加大庫房管理難度。受限于發(fā)動機修理廠修理流程的局限性和工藝的復雜性，與發(fā)動機制造行業(yè)相比，發(fā)動機維修過程的修理周期管控難度更大。

3 某修理廠應用情況

某修理廠的實際作業(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，在完成上述步驟之后，各部件將被送至總體裝配工位進行發(fā)動機的總體裝配。

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)場分為：分解清洗故檢、修理裝配實驗兩個大工位，產(chǎn)品流和信息流集中且不夠清晰，周期管理不夠精細，現(xiàn)場作業(yè)過程中經(jīng)常出現(xiàn)部分人員工作不飽和情況，以及一個人從事較長流程的作業(yè)情況，這些都不利于對各階段周期的控制。

通過對過去作業(yè)模式的分析發(fā)現(xiàn)，在各部件的維修過程中，部件分解、清洗、故檢、裝配、實驗的修理周期是可量化的標準周期，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致部件不同的修理周期，因此單臺發(fā)動機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，如果按原臺部件進行裝配，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信息化手段細化各階段作業(yè)情況，更多的是以總體裝配線“不停歇”為原則進行各部件的裝配倒逼，這其中雖能滿足階段性的發(fā)動機的成套計劃，但是未能精確掌握每一臺發(fā)動機的成套計劃。

為此，在基于現(xiàn)場資源的前提下，決定采用三級周期管控方式：發(fā)動機入場時，由總生產(chǎn)部給出發(fā)動機維修的總周期；任務(wù)下發(fā)到各分廠之后，各生產(chǎn)線線長按周期管控將不同臺次的發(fā)動機的部件維修任務(wù)下發(fā)到各個班組；各個班組長根據(jù)自身小組的產(chǎn)品特點，將部件各個維修階段的維修任務(wù)分發(fā)給不同的工作者（見圖2），通過發(fā)動機總體裝配時間要求倒逼各個部件的維修周期，根據(jù)實際現(xiàn)場人力實現(xiàn)各維修階段的動態(tài)管理，通過動態(tài)匹配部件修理過程的周期實現(xiàn)了發(fā)動機總體裝配的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。

以發(fā)動機某部件維修為實例進行說明：對各工序時間進行嚴格劃分（見圖3），發(fā)現(xiàn)各工序作業(yè)時間存在不一致情況，通過人力配置難以達到協(xié)同與統(tǒng)一，為此開發(fā)結(jié)構(gòu)化和數(shù)字化工藝，通過結(jié)構(gòu)化的工藝對該部件各工序作業(yè)內(nèi)容進行細分，基于現(xiàn)場作業(yè)情況得到該部件的修理節(jié)拍（修理工序節(jié)拍為多臺修理周期統(tǒng)計后的經(jīng)驗值），各節(jié)拍之間通過結(jié)構(gòu)化的工藝實現(xiàn)工序之間、各修理節(jié)拍之間數(shù)據(jù)流的傳遞。

為了達到上述管理效果，實現(xiàn)以裝配周期為牽引的脈動式修理作業(yè)模式，從系統(tǒng)上集合生產(chǎn)作業(yè)計劃、現(xiàn)場質(zhì)量管理、質(zhì)量跟蹤、物料管理、工時管理等現(xiàn)場相關(guān)流程，通過信息化數(shù)字化復現(xiàn)現(xiàn)場流程，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝技術(shù)、現(xiàn)場生產(chǎn)三個維度進行系統(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)場的維修過程中，工序與工序之間傳遞信息的載體為現(xiàn)場維修的零件，對維修零件中涉及的數(shù)量、無損檢查方式、必換件、壽命、材質(zhì)、有無實物件號等屬性一一識別并建立完善信息，同時對現(xiàn)場工藝中所涉及的專用工裝、通用工裝、計量儀表、輔材、設(shè)備等工藝消耗類物品按其管理屬性進行設(shè)置，如表1所示，對工藝消耗類物品建立數(shù)據(jù)表，并在具體操作步驟中對涉及的工藝消耗類物品的消耗量的定義進行量化。從標準化的角度設(shè)置各個零件BOM和工藝資源BOM，有效避免了因標準化問題導致的工藝內(nèi)容、生產(chǎn)管理的返工問題。

3.2 建立基礎(chǔ)的工藝管理系統(tǒng)

在發(fā)動機維修過程中，工藝規(guī)程將維修步驟的具體操作內(nèi)容進行標準化描述。隨著技術(shù)的更新，往往需要對工藝中的技術(shù)內(nèi)容及時進行更改，與此同時需及時更改工裝、物料、輔材等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以保證工藝的準確性，此外還將出現(xiàn)對工藝規(guī)程中文本內(nèi)容的標準化格式進行更新等技術(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，并對工藝中每一個工序的時間、工藝消耗類物品的消耗量等，從時間、數(shù)量或質(zhì)量等方面進行額定標記，真正做到對技術(shù)標準、工裝輔材消耗、工時定額、基礎(chǔ)物料等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的單元化管理，增強了現(xiàn)場作業(yè)中的工藝內(nèi)容、技術(shù)狀態(tài)、庫房消耗等的一致性。

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，對不同令號發(fā)動機生成相關(guān)技術(shù)狀態(tài)的電子化交互手冊，通過MES系統(tǒng)的生產(chǎn)管理模塊將各個作業(yè)任務(wù)下發(fā)至對應操作人員，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)場的作業(yè)狀態(tài)，如生產(chǎn)進度、計劃管理、計劃系統(tǒng)、零件的集件檢查等，有效地對生產(chǎn)現(xiàn)場進行可視化展示。通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范技術(shù)流程，標準的技術(shù)流程推進生產(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，為各個生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的脈動作業(yè)提供堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合飛機發(fā)動機總裝脈動式作業(yè)特點，建立了一套基于飛機發(fā)動機維修的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，有效的實現(xiàn)技術(shù)與生產(chǎn)的無縫連接，將現(xiàn)場生產(chǎn)涉及的計劃管控、計劃協(xié)調(diào)、作業(yè)看板、物資配送等各生產(chǎn)所覆蓋的領(lǐng)域進行系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，修理過程的可視化有效地為生產(chǎn)管理提供了所需數(shù)據(jù)，同時為修理過程技術(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?，F(xiàn)場實踐證明，該應用取得了不錯的效果，為生產(chǎn)管理和技術(shù)管理提供了堅實的數(shù)據(jù)保證。

參考文獻

[1]李金龍，杜寶瑞，王碧玲，等.脈動裝配生產(chǎn)線的應用與發(fā)展[J].航空制造技術(shù)，2013（17）：58-60.

[2]王曉停，吳凌俊，吳薇薇.飛機總裝脈動生產(chǎn)線信息化管理研究[J].科技廣場，2016（5）：20-23.

[3]李西寧，支劭偉，蔣博，王守川.飛機總裝數(shù)字化脈動生產(chǎn)線技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2016（10）：48-50.