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飞机柔性工装国内技术现状跟系统的优势

2020-04-07 04:25:22

文章摘要:

数字化柔性装配技术进步缓慢,飞机装配的主要手段依然依靠传统专用工装,整个航空系统还未实现大规模数字化技术及设备的应用,制造成本居高不下;

【一】、国内飞机装配技术现状
  近百年来,尤其是二战后,航空工业作为国家经济建设和保卫国家安全的战略产业,得到了持续且快速的发展,同时也带动了诸如新材料、通信、电子等高精尖技术特别是先进制造技术的蓬勃发展。
  航空工业是拉动国民经济相关产业的支柱产业之一,经济发达国家更是投入巨资进行研发。在航空产品的制造中,飞机装配是根据尺寸协调原则,将零部件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接,形成高一级的装配件或整机的过程。
  迄今为止,飞机装配技术已经历了从人工装配、半机械半自动化装配到机械启动化装配的发展历程,目前快速发展的数字化柔性装配技术更是成为了飞机制造业的科技制高点。在飞机的制造过程中,飞机零部件的尺寸大,数目多,精度要求高,协调过程多,装配工作量约占整个飞机制造劳动量的40%~50%。因此,如何缩短生产时间,提高装配效率和质量,是航空制造业亟待解决的问题。
  工装的设计制造在飞机装配过程中占有重要地位,而对于传统的机械加工作业方式,特别是对于一些结构复杂多变、加工批量小的零件,随着零件加工的结束,所配备的专用工装就完成了其历史使命,在飞机的改型换代过程中,往往束缚着航空企业的快速发展。
  目前,我国工装整体设计、制造水平与波音、空客等西方先进航空企业相比还有较大差距,总体上国内航空企业依然沿袭前苏联的组织生产模式,自动化效率低,生产准备时间长,产品质量低下、不稳定,成本居高不下。具体来说,传统的飞机装配技术采用模拟量传递为基础,工装设计缺乏创新性,造成工装型架复杂笨重,制造困难,定位件及测量仪器缺乏统一规范体系;同时以模拟量方式传输协调各工艺生产环节的“串行工程”模式,严重阻碍着装配质量的提高,已成为制约我国飞机研制的巨大障碍。总结国内航空企业生产制造方式的弊端,主要表现在以下几方面:
  1)依然沿袭着过去几十年来批生产的手工作业和串行生产模式进行飞机装配,效率很低;
  2)数字化柔性装配技术进步缓慢,飞机装配的主要手段依然依靠传统专用工装,整个航空系统还未实现大规模数字化技术及设备的应用,制造成本居高不下;
  3)未能充分实现工装、工艺设计与产品设计并行工程模式,装配工人需要翻阅大量的图纸、工艺文件,各部门协调困难,返工率高,影响装配周期;
  4)采用外协加工的企业存在资质认证困难、保密性差、交货周期长等问题。
  近年来,我国航空企业联手科研院校正在朝柔性化装配技术发展。尤其是在工装设计上,依靠引进国外先进装配技术,进行了大量实践,渐渐摸索出适合我国国情的技术革新道路。现阶段来看,主要集中在采用CAD技术进行了包括建立型架标准件库和优化型架及参数设计等;对于装配工序的可视化仿真、装配路径优化等虚拟预装配相关技术也进行了系统研究;在测量检测方面,更是力求采用自主研发的计算机辅助电子经纬仪及激光跟踪仪等先进设备进行精确定位测量,技术水平得到了明显提高。
  工装设计必须使工件能够在工作台上移动,且可旋转夹持装置,实现精确定位和曲面零件的姿态调整。三维柔性焊接平台系统中的夹具机构可分为4个模块:底板、连接模块、支承模块和夹紧模块,各模块单元可分别设计制造,实现柔性定位。
  【二】、柔性制造系统的优势
  科技的迅猛发展不但改变了物理世界,而且改变了人们的思想观念,并从根本上改变了人们的生活方式,从而给制造业实体和理念上双重性的深远影响。科技革命带了变革的速度持续加快,从根本上加强了世界的互联性,增加了多样性,使得多元化成为常态,并加剧了不稳定性,从而使商业环境更加呈现出动态性的特点。由此,产品的革新速度和多样性空前加快,特别是全球竞争与国际贸易深入发展,企业想在全球供应链和国际竞争中占据有利位置而不被淘汰,就必须适应由科技突变而带来的环境快速变化的趋势。柔性制造策略是制造业面临信息时代挑战的重要策略,也是适应外部商业环境快速变化和客户需要动态要求的重要策略。因此,建立柔性制造系统对于我国制造业的生存和发展具有重要现实意义。
  1、灵活的适应能力。柔性制造技术的“柔性”是相对于传统生产方式的“刚性”而言的,它是相对的,动态的,也是不断改进的技术,而不是一成不变的。由于工业化带来需求的规模化,传统生产线主要实现的是单品种的持续性的大批量生产,优点是生产效率高,次品率低,单位产品生产成本低,能同时满足大量客户的需求,适合标准化占领市场。但随着科技革命的进一步发展,它改变了商业环境和现代市场的需求方式,客户需求快速变化,并表现为多元化和个性化特征。传统的制造方式难以满足现代市场要求的多品种、小批量和快速化的生产需求,更缺乏现代市场所要求的灵活适应性能力。基于现代市场环境的变化,制造系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它能否在很短的开发周期内生产出低成本、高质量、不同品种产品的能力,能否适应客户需求的不断变化。因而,柔性生产对于制造业变得越来越重要。
  2、较高的客户价值。由于柔性制造的思想和方法非常适合小批量、多品种、及时交货的现代市场需求趋势,在适合市场变化和客户要求方面具有极大的快速灵活适应能力。企业通过创造柔性优势,一方面,可以满足了客户的小批量、多品种的订单需求,适应了制造业市场快速多变的需求;另一方面,柔性制造系统能够充分发挥企业的柔性优势采取DESIGNIN的销售模式,主动为客户提升产品个性化价值,提高产品的附加值和客户的满足度,为品牌赢得声誉,树立良好的品牌形象。DESIGNIN即“设计介入”,是指销售人员要在客户进行产品设计的前端介入。企业在实施DESIGNIN的销售模式中,要推广“顾问式销售,专家式服务”的销售文化:要求每位销售人员要成为客户产品问题的解决方案的专家,不仅仅推销自己的产品,更重要的是要从客户需求的角度帮助客户实现产品的优化设计,提升产品的个性化为客户带来较高的附加价值。同时,将客户的个性化方案与企业的技术优势、柔性优势相结合,实现利润模式上的双赢。在客户价值得到提升的同时,企业也将获得大量订单及个性化的溢价。