卜 泳，鄭璐晗，呂瑞強，張家諤

（中國航空制造技術(shù)研究院，數(shù)字化制造技術(shù)航空科技重點實驗室，北京 100024）

0 引言

航空制造業(yè)是國家重要支柱產(chǎn)業(yè)，是高端制造業(yè)的代表，是綜合國力的重要體現(xiàn)，在國民經(jīng)濟中占有重要戰(zhàn)略地位。航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、協(xié)調(diào)性和尺寸精度要求高，對制造工藝、裝備和系統(tǒng)的集成提出了更高要求。管路系統(tǒng)是現(xiàn)代飛機的生命線[1]，飛機舵翼面的控制、起落架的收放、艙門的作動、燃油輸送、環(huán)控等系統(tǒng)的運行與控制等均通過導(dǎo)管輸送介質(zhì)實現(xiàn)，與飛行安全直接相關(guān)[2]。飛機管路眾多且每一條管路均包含大量導(dǎo)管零件，任何一個零件失效均會引發(fā)嚴重后果。

隨著現(xiàn)代民用飛機與新一代軍用飛機設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展，航空器上集成的各子系統(tǒng)為實現(xiàn)更先進復(fù)雜的功能，對子系統(tǒng)中各零件提出了嚴苛的技術(shù)要求[3]。

飛機進入總裝環(huán)節(jié)后，巨大的工作量集中在管路線纜的敷設(shè)工作上。據(jù)統(tǒng)計，一架民用飛機需要使用超過2500 件以上的導(dǎo)管零件[4]。目前導(dǎo)管零件的生產(chǎn)模式相對落后，大量采用現(xiàn)場取樣、按樣管制造的模式，制造精度低、制造周期長，且難以與采用數(shù)字量傳遞的機體結(jié)構(gòu)零件統(tǒng)一協(xié)調(diào)精度[1]，總體上導(dǎo)管零件產(chǎn)品一致性較差、生產(chǎn)效率較低[5]，導(dǎo)致總裝工藝設(shè)計復(fù)雜程度提高，工藝規(guī)劃難度加大，調(diào)試返工的工作量急劇增加，極大影響飛機總裝的效率與質(zhì)量，已無法滿足航空制造行業(yè)全面數(shù)字化的需求[6]。

隨著我國民用航空市場的快速發(fā)展，國產(chǎn)大型民用飛機的逐步成熟，產(chǎn)能提升，對導(dǎo)管零件的制造能力提出了全新的要求。因此，設(shè)計一條飛機導(dǎo)管智能生產(chǎn)線，打通導(dǎo)管數(shù)字化制造工藝全過程的智能生產(chǎn)線，打通導(dǎo)管數(shù)字化工藝設(shè)計、數(shù)控彎管、數(shù)控端頭加工、數(shù)字化測量及生產(chǎn)線內(nèi)自動物流等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)字鏈，提高導(dǎo)管零件制造精度與一致性，提升設(shè)備使用率和準時交付率，實現(xiàn)管理的精益化，推動導(dǎo)管制造向自動化、智能化方向的轉(zhuǎn)型。

1 導(dǎo)管生產(chǎn)線的技術(shù)現(xiàn)狀和需要解決的問題

1.1 國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀

國外先進飛機制造企業(yè)歷經(jīng)多年發(fā)展，基于三維數(shù)字化模型與CAD/CAE/CAM 的完整體數(shù)字鏈[7]，實現(xiàn)從設(shè)計到制造的全過程數(shù)字量傳遞[8]，且在制造過程中基于彎管過程的數(shù)字化仿真、虛擬焊接等關(guān)鍵工序在虛擬環(huán)境中的仿真分析[9]，已近乎形成了整個生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生體，有力保障了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性與一致性，且可對未投產(chǎn)的導(dǎo)管進行產(chǎn)品質(zhì)量的預(yù)判，向設(shè)計反饋，產(chǎn)品設(shè)計與工藝設(shè)計同步開展，形成信息閉環(huán)，減少物理試驗，極大壓縮新機研制成本。此外，通過知識工程技術(shù)的應(yīng)用，將多年積累的技術(shù)與經(jīng)驗進行科學(xué)系統(tǒng)地分析提煉，形成了龐大的專家知識庫[10]，在專家系統(tǒng)的管理下，自主分析[11]、自主推理、自主決策，使得生產(chǎn)線管控系統(tǒng)能自主進行工藝設(shè)計與生產(chǎn)管理，實現(xiàn)自主排產(chǎn)、自主調(diào)度，已可在一定程度上取代與延伸人的部分腦力勞動[12]。

我國目前飛機導(dǎo)管的生產(chǎn)仍然是從取樣生產(chǎn)的模式為主，協(xié)調(diào)方式為基于模擬量傳遞，工藝設(shè)計與生產(chǎn)管理則基于“單件取樣、模擬量傳遞、工人技術(shù)能力”展開規(guī)劃，導(dǎo)管的質(zhì)量嚴重依賴于工人的技術(shù)水平與經(jīng)驗，產(chǎn)品質(zhì)量一致性差，生產(chǎn)計劃的制定主要依靠手動排產(chǎn)、人工決策，部分擁有數(shù)控彎管設(shè)備的主機廠也是以設(shè)備孤立運行、生產(chǎn)線人工管控為主，生產(chǎn)計劃不靈活，生產(chǎn)線設(shè)備利用率不平衡，離“智能”制造尚有不小的距離[13]。

1.2 需要解決的問題

在單元技術(shù)及管控技術(shù)已開展一定研究的基礎(chǔ)上，打通設(shè)備信息鏈，集成各單元技術(shù)，建立“合用”管控系統(tǒng)，解決無可用的智能管控系統(tǒng)的問題。并在實現(xiàn)生產(chǎn)線完成虛擬布局與設(shè)計后，進行產(chǎn)能仿真分析與平衡分析，根據(jù)分析結(jié)果對布局進行優(yōu)化。

國內(nèi)主要的飛機制造企業(yè)有部分已配備了數(shù)控彎管設(shè)備[14]，但工藝設(shè)計與生產(chǎn)管理仍以傳統(tǒng)的人工操作與調(diào)度進行管理，設(shè)備利用率低下，且沒有適用的生產(chǎn)管控系統(tǒng)，生產(chǎn)線雖有其名，但各單元的信息懸為孤島，無法流通，不能將檢測結(jié)果及時傳遞，進行有效反饋，極大地浪費了設(shè)備能力，制約了生產(chǎn)效率的提升。

飛機導(dǎo)管在設(shè)計階段已逐步實現(xiàn)全數(shù)字化設(shè)計，導(dǎo)管數(shù)模成為了基本的制造依據(jù)，但在現(xiàn)實的生產(chǎn)環(huán)境中，雖已有數(shù)控彎管機、3 座標測量機等數(shù)字化設(shè)備，由于各設(shè)備孤立運行，制造與檢測的數(shù)據(jù)無法流通形成反饋閉環(huán)[15]，零件的制造仍然嚴重依賴工人的技術(shù)水平與經(jīng)驗，產(chǎn)品精度低、一致性差，全部以數(shù)模為依據(jù)制造的導(dǎo)管在飛機總裝時無法裝配，仍無法避免大量的取樣制造工作，飛機雖有包含導(dǎo)管的整機數(shù)模，但作為維護中最常見的導(dǎo)管零件無法實現(xiàn)互換性——按數(shù)模生產(chǎn)零件卻無法按數(shù)模裝配。飛機設(shè)計到制造全過程的數(shù)字量鏈條在該環(huán)節(jié)不連接。

飛機導(dǎo)管總量巨大，因其種類繁多，每種規(guī)格的導(dǎo)管體量較小，又因航空制造行業(yè)特點，緊急任務(wù)頻繁插隊，導(dǎo)致生產(chǎn)計劃經(jīng)常性調(diào)整，管理復(fù)雜，既影響緊急任務(wù)響應(yīng)的敏捷性，也影響總體生產(chǎn)效率提升，對生產(chǎn)管理人員與一線操作人員均是巨大的壓力。

2 導(dǎo)管智能生產(chǎn)線規(guī)劃

2.1 智能生產(chǎn)線建設(shè)目標

通過參考國外先進航空制造企業(yè)的經(jīng)驗，結(jié)合我國現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域走在前列的主機制造企業(yè)也提出了智能生產(chǎn)線的技術(shù)設(shè)想。為實現(xiàn)建設(shè)智能生產(chǎn)線的最終目標，需要在數(shù)控彎管技術(shù)等核心工藝技術(shù)上實現(xiàn)突破，形成彎管工藝專家知識庫，基于仿真技術(shù)建立生產(chǎn)線全局三維模型與工藝過程的分析模型，實現(xiàn)生產(chǎn)線設(shè)備與工藝過程的數(shù)字化與虛擬化，基于計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)飛機導(dǎo)管制造全過程數(shù)字化信息傳遞，實現(xiàn)生產(chǎn)線的集成與智能管控。

2.2 技術(shù)基礎(chǔ)

隨著國產(chǎn)導(dǎo)管數(shù)字化制造技術(shù)的成熟，以及生產(chǎn)線智能管控技術(shù)的進步，建立一條智能生產(chǎn)線所需要的核心技術(shù)已在多個方面實現(xiàn)單元技術(shù)突破。

數(shù)控下料與端頭毛刺處理技術(shù)與設(shè)備成熟穩(wěn)定，通過工藝參數(shù)的控制即可實現(xiàn)適應(yīng)不同的加工對象的需求，調(diào)試標定完成即可持續(xù)運行，非故障狀態(tài)下無需人工干預(yù)。

數(shù)控導(dǎo)管彎曲工藝取得技術(shù)突破，可實現(xiàn)不同材料（鋁合金、鋼材、鈦合金）、不同規(guī)格（大管徑、小壁厚、多種彎曲半徑等）的導(dǎo)管高精度高效率自動彎曲成形。

自動化導(dǎo)管清洗設(shè)備成熟，通過水射流清洗技術(shù)可在不損傷導(dǎo)管表面與標志的條件下去除零件上附著的潤滑劑，并自動將零件烘干。

通過引進國外先進激光切割與導(dǎo)管焊接設(shè)備，生產(chǎn)線也具備了自動化管端切割及法蘭焊接的能力，只需將完成彎曲成形的導(dǎo)管零件轉(zhuǎn)運至指定位置，激光切割與焊接設(shè)備即可根據(jù)智能管控系統(tǒng)下發(fā)的指令完成測量、調(diào)姿、切割、焊接、內(nèi)部轉(zhuǎn)運等工作。

基于本項目相關(guān)專題的研究，導(dǎo)管幾何尺寸的非接觸式自動測量技術(shù)也有進一步突破，測量設(shè)備可接受工業(yè)機器人自動上料，通過自動夾持工裝進行初步定位，測量設(shè)備讀取智能管控系統(tǒng)的指令，調(diào)取程序文件，通過激光掃描技術(shù)自動找正、自動測量，并將檢測結(jié)論向管控系統(tǒng)反饋，輸出測量報告。各個工序的工藝參數(shù)均實現(xiàn)在在設(shè)備中固化，無需或基本無需人工干預(yù)，具備集成的工藝基礎(chǔ)。

各個工序環(huán)節(jié)的工藝設(shè)備可支持Profinet 協(xié)議或TCP/IP 協(xié)議，可通過以太網(wǎng)實現(xiàn)硬件互聯(lián)，具備集成的硬件基礎(chǔ)。

2.3 生產(chǎn)線集成與智能控管

當(dāng)前航空導(dǎo)管全數(shù)字化模型已逐漸成為主要制造依據(jù)，設(shè)計與制造協(xié)同、工藝設(shè)計與數(shù)據(jù)準備過程、現(xiàn)場運行管理狀態(tài)控制均在一定程度上實現(xiàn)了數(shù)字化。

因此，將智能制造技術(shù)應(yīng)用在導(dǎo)管生產(chǎn)制造領(lǐng)域，通過開發(fā)生產(chǎn)線智能管控軟件、優(yōu)化改進現(xiàn)有的工藝方案、補充必要的數(shù)字化輔助設(shè)施，組建物料自動配送系統(tǒng)，基于模型實現(xiàn)導(dǎo)管數(shù)控彎曲、切割、焊接、檢測、物料配送全過程信息數(shù)字化傳遞與反饋，采用“模型驅(qū)動”取代“樣件驅(qū)動”的生產(chǎn)模式。

3 導(dǎo)管智能生產(chǎn)線建設(shè)

3.1 總體布局

導(dǎo)管智能生產(chǎn)線在規(guī)劃之初便將導(dǎo)管生產(chǎn)過程所有要素囊括在內(nèi)，以導(dǎo)管數(shù)字化模型為制造依據(jù)，是驅(qū)動生產(chǎn)線的上料、下料、彎管、清洗、切割、焊接、端頭加工、檢測全過程的唯一數(shù)據(jù)源，通過以太網(wǎng)聯(lián)通設(shè)備硬件實現(xiàn)信息流通，生產(chǎn)線上的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)通過信息層和物理層的交互，實現(xiàn)導(dǎo)管生產(chǎn)全過程橫、縱雙向的數(shù)字鏈傳遞。如圖1 所示。

圖1 導(dǎo)管智能生產(chǎn)線總體布局

在信息層，導(dǎo)管智能生產(chǎn)線主要對生產(chǎn)計劃、資源管理、運行控制、狀態(tài)監(jiān)測和統(tǒng)計分析等主要業(yè)務(wù)流程進行管理和控制，將數(shù)據(jù)以指令的形式傳遞至物理層。

在物理層，生產(chǎn)線執(zhí)行下料、彎管、切割、焊接等工序和物料配送等物理業(yè)務(wù)流程，以工業(yè)機器人實現(xiàn)物料的自動流轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳遞至信息層，形成閉環(huán)。

3.2 集成技術(shù)方案與優(yōu)化

3.2.1 集成技術(shù)方案

（1）物料流

生產(chǎn)線物料的流動按工藝路線進行，由物流單元執(zhí)行，將零件按工藝路線的規(guī)劃在生產(chǎn)線內(nèi)流轉(zhuǎn)，是優(yōu)化與調(diào)整布局的輸入與依據(jù)。如圖2 所示。

圖2 工藝路線

零件的毛坯為直的管材，按照工藝要求切割到規(guī)定長度進入生產(chǎn)線，在生產(chǎn)線過程中完成噴碼、入庫、端頭下料、去毛刺、數(shù)控彎管、清洗、余量切割的工序，隨后根據(jù)不同零件工藝要求進行焊接或者端頭加工工序，最終進入檢測工序后實現(xiàn)成品出庫。

（2）現(xiàn)場運行控制系統(tǒng)

現(xiàn)場控制系統(tǒng)（Field operation control system，F(xiàn)OCS）接收管控系統(tǒng)發(fā)送的指令，對指令進行解析，并對各個設(shè)備、分布式IO、安全設(shè)備等都由現(xiàn)場控制系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度，設(shè)備的生產(chǎn)狀態(tài)和現(xiàn)場情況實時上傳至現(xiàn)場主控制器，并由主控制器將現(xiàn)場情況和設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)一上傳至MAPCS 管控系統(tǒng)?，F(xiàn)場控制系統(tǒng)和管控系統(tǒng)硬件上通過以太網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)，并定義數(shù)據(jù)傳輸格式，實時對數(shù)據(jù)進行解析。

整個生產(chǎn)過程描述為：經(jīng)過預(yù)加工的毛坯料進入線后噴碼賦予唯一的生產(chǎn)線ID 號，經(jīng)下料單元切割去毛刺，在數(shù)控彎管機上完成彎管，通過機器人把已完成彎管物料送入清洗站，清洗結(jié)束后，由機器人送入FFT 切割和焊接單元，之后機器人把物料送到端頭連接單元，人工完成端頭連接，經(jīng)測量機檢測檢驗合格后機器人送入成品料倉。

現(xiàn)場運行控制系統(tǒng)通過統(tǒng)一編碼識別，感知并實施物料在生產(chǎn)線中的流動，將物料狀態(tài)信息反饋到智能管控軟件中，是實現(xiàn)高級排產(chǎn)與柔性化的硬件基礎(chǔ)。

（3）智能管控軟件系統(tǒng)

在飛機智能導(dǎo)管生產(chǎn)線中，導(dǎo)管的加工、清洗、檢測和轉(zhuǎn)運等過程由傳統(tǒng)以人為主的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詸C器設(shè)備為主的自動化生產(chǎn)模式，需要通過具有智能特點的信息化系統(tǒng)對整個生產(chǎn)線的運行進行集中管理和控制，對外負責(zé)資源基礎(chǔ)信息、生活計劃、執(zhí)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)交互，對內(nèi)負責(zé)任務(wù)、排產(chǎn)、調(diào)度以及各類資源狀態(tài)和運行過程的管理與控制，同時對生產(chǎn)線運行過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理與分析。

生產(chǎn)線管控系統(tǒng)負責(zé)生產(chǎn)線的計劃調(diào)度管理，人員、物料、設(shè)備等資源的管理及產(chǎn)品質(zhì)量、異常狀況和系統(tǒng)維護等全部線內(nèi)數(shù)據(jù)信息的管理，同時與車間級制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）進行集成。通過管控系統(tǒng)對生產(chǎn)線運行過程的有效管理和控制，實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、提升導(dǎo)管產(chǎn)品加工質(zhì)量、減少不必要的浪費等目標，軟件架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 智能管控軟件架構(gòu)

導(dǎo)管生產(chǎn)線承擔(dān)了多類管徑不同產(chǎn)品的加工制造任務(wù)，在數(shù)控彎管工位執(zhí)行加工之前，存在著需要對導(dǎo)管模具進行更換的可能。更換模具會影響生產(chǎn)線的整體節(jié)拍，所以在進行生產(chǎn)線的任務(wù)排產(chǎn)時，需要重點考慮換模的時間約束。

另一方面，由于導(dǎo)管生產(chǎn)線采用單件流的生產(chǎn)模式，而線內(nèi)各工位的加工時間各不相同，這就導(dǎo)致了生產(chǎn)線平衡性的下降，設(shè)備平均利用率較低，造成了大量資源浪費。因此，在保證目前工藝路線正常執(zhí)行，產(chǎn)能不受影響的情況下，采用部分產(chǎn)品彎管前提前出線（入線寅下料寅去毛刺寅出線）的多工藝路徑并行方式，提高生產(chǎn)線內(nèi)各工位設(shè)備的單位時間生產(chǎn)能力，消除瓶頸，減少浪費，從而達到優(yōu)化整體生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的目的。

在導(dǎo)管生產(chǎn)線內(nèi)進行排產(chǎn)時，系統(tǒng)采用狀態(tài)預(yù)測結(jié)合事件反應(yīng)的策略實現(xiàn)排產(chǎn)方案的優(yōu)化。通過對生產(chǎn)線各類狀態(tài)的感知，實現(xiàn)對未來事件的主動預(yù)測，解決中長期任務(wù)安排的排程；同時針對實時發(fā)生的事件，利用預(yù)先定義的規(guī)則進行生產(chǎn)任務(wù)的動態(tài)調(diào)度，指導(dǎo)實際生產(chǎn)，實現(xiàn)短期任務(wù)的合理安排。

來源于生產(chǎn)計劃的動態(tài)信息主要包括訂單交貨期、數(shù)量的調(diào)整，以及訂單的緊急插入、取消等信息；來源于工藝的動態(tài)信息包括工藝路徑、設(shè)備選擇、加工工時的改變；來源于物料供應(yīng)的動態(tài)信息主要包括物料可用狀態(tài)信息、線內(nèi)標準件等物料的庫存信息；來源于生產(chǎn)現(xiàn)場的動態(tài)信息包括了設(shè)備使用狀態(tài)、任務(wù)進度反饋和人員出勤等信息；來源于外協(xié)的動態(tài)信息包括返回時間估計，任務(wù)返回確定等信息。

3.2.2 生產(chǎn)線布局平衡分析與優(yōu)化

在導(dǎo)管生產(chǎn)線內(nèi)進行排產(chǎn)時，系統(tǒng)采用狀態(tài)預(yù)測結(jié)合事件反應(yīng)的策略實現(xiàn)排產(chǎn)方案的優(yōu)化。通過對生產(chǎn)線各類狀態(tài)的感知，實現(xiàn)對未來事件的主動預(yù)測，解決中長期任務(wù)安排的排程；同時針對實時發(fā)生的事件，利用預(yù)先定義的規(guī)則進行生產(chǎn)任務(wù)的動態(tài)調(diào)度，指導(dǎo)實際生產(chǎn)，實現(xiàn)短期任務(wù)的合理安排。如圖4 所示。

圖4 生產(chǎn)線布局

（1）布局的平衡分析

基于生產(chǎn)線總體布局方案及設(shè)計輸入的產(chǎn)品、工藝路線和每工序工作時間，對生產(chǎn)線進行了流程仿真，按8h/每天，6 天/周計算，零件的工序時間見表1、表2。

表1 年工作時間

表2 零件工序時間

按照單套齊套性交付的原則進行了仿真，通過仿真我們發(fā)現(xiàn)，切割與焊接單元的設(shè)備利用率始終保持在95%以上，下料、去毛刺、彎管設(shè)備的利用率均在30%以下，故整個生產(chǎn)線中的瓶頸工序是切割、焊接工序，見表3，其他工序的設(shè)備利用率基本上是該兩工序的1/3，為了充分利用設(shè)備，特別是主要的彎管設(shè)備，需要在該區(qū)域進行優(yōu)化提高設(shè)備利用率。

表3 單套齊套設(shè)備利用率

此外，圖5 中彎管單元利用率表明，單套齊套性交付的方式帶來了大量的換模時間，換模等待在影響彎管單元利用率的同時還導(dǎo)致后續(xù)的瓶頸工序出線等待，導(dǎo)致了切割、焊接設(shè)備的利用率下降，因此在滿足交付計劃的基礎(chǔ)上建議適當(dāng)提高一定批量，例如按天、按周齊套性交付，減少換模帶來的停機等待。

圖5 單套齊套性交付設(shè)備使用狀態(tài)

（2）布局的優(yōu)化

基于生產(chǎn)線的流程仿真，可以發(fā)現(xiàn)下料彎管單元的節(jié)拍明顯快于后續(xù)的切割焊接，因此劃分為節(jié)拍快的下料彎管區(qū)和節(jié)拍慢的切割焊接區(qū)，兩區(qū)可分別單獨運行，中間可以通過自動門隔斷。這樣就實現(xiàn)了快節(jié)拍工序與慢節(jié)拍區(qū)域的分割，為后續(xù)設(shè)備利用率的提高提供的基礎(chǔ)。如圖6 所示。

圖6 生產(chǎn)線分區(qū)

為了消除切割焊接單元瓶頸工序帶來的下料彎管單元的低利用，特規(guī)劃了僅經(jīng)過下料彎管單元的工藝路線3、4，并在該區(qū)域增加出線口，如圖7 所示。通過管控系統(tǒng)排產(chǎn)調(diào)度算法的合理調(diào)配，就可以利用下料彎管單元剩余產(chǎn)能。

圖7 僅在下料彎管區(qū)流轉(zhuǎn)的零件流轉(zhuǎn)走向

此外，為了保證在下料彎管單元故障后核心的切割焊接單元仍能夠正常運行，在切割焊接區(qū)增加了外部彎管入口位，通過該位置可以把外部完成彎管的零件通過該入口輸入到切割焊接區(qū)，并在該區(qū)域獨立完成所有工序，如圖8 所示。

圖8 切割焊接單元單獨運行

鑒于機器人兼顧多個工位的情況，為了保證機器人總能夠在第一時間為瓶頸的切割、焊接設(shè)備進行上下料，在清洗、端頭加工、測量區(qū)域均增設(shè)的緩沖站，用于零件的臨時緩沖存放，在彎管區(qū)與運輸單元二的交接區(qū)設(shè)置中轉(zhuǎn)站，用于2 臺機器傳遞零件的中轉(zhuǎn)，在與人工操作交互的位置設(shè)置中轉(zhuǎn)站，用于機器人與人工取放零件的中轉(zhuǎn)，如圖9 所示。

圖9 生產(chǎn)線內(nèi)緩沖站與中轉(zhuǎn)站

基于優(yōu)化后的布局，進行了再次仿真，其產(chǎn)能見表4，其設(shè)備利用率如圖10 所示。通過優(yōu)化可以看出，核心的下料、彎管、切割、焊接設(shè)備的利用率均達到了95%以上。

圖10 優(yōu)化后按周齊套設(shè)備利用率

表4 優(yōu)化后按周齊套生產(chǎn)線產(chǎn)能

4 結(jié)語

在導(dǎo)管數(shù)字制造工藝技術(shù)已有一定基礎(chǔ)的條件下，突破了生產(chǎn)線智能管控調(diào)度與現(xiàn)場運行控制集成等關(guān)鍵技術(shù)，打通設(shè)備信息鏈，集成各單元技術(shù)，建立“合用”“管用”的智能管控系統(tǒng)，并在實現(xiàn)生產(chǎn)線完成虛擬布局與設(shè)計后，進行產(chǎn)能仿真分析與平衡分析，根據(jù)分析結(jié)果對布局進行優(yōu)化。

以本項目為背景建立的智能生產(chǎn)線可應(yīng)用于各種民用支線、干線飛機及各種軍用飛機、直升機的導(dǎo)管數(shù)字化生產(chǎn)，并在航天、船舶等行業(yè)進行推廣。