基于直升機總裝站位管理的裝配指令和配套卡的優(yōu)化研究

劉水明，呂 薇

(航空工業(yè)昌河飛機工業(yè)集團有限責任公司，江西 景德鎮(zhèn) 333002)

目前，航空工業(yè)昌河飛機工業(yè)集團有限責任公司新平臺機型是通過脈動式站位總裝生產線組織總裝生產，老平臺機型是通過虛擬式站位總裝生產線組織總裝生產，各站位的工序裝配、成品零件標準件的配套配送、工序過程檢驗等總裝生產工作應按照本公司生產節(jié)拍進行流轉，借助公司數(shù)字化CPS平臺，進行組織生產下令、零組部件和成品件配套、實時監(jiān)控和提醒每一條脈動式或虛擬式站位節(jié)拍生產線的某個站位的日計劃、零組部件成品件標準件配套缺件情況、現(xiàn)場技術質量問題和預警提示等信息；還支持工作人員在現(xiàn)場隨時進行產品圖樣、技術條件、工藝指令和設計制造調整試驗標準等方面的查詢、裝配指令驗收，以及現(xiàn)場技術、質量、配套和缺件問題的實時反饋。

從2011年2月開始，筆者連續(xù)分析了本公司總裝生產線部分站位無法完全實現(xiàn)節(jié)拍生產目標的制約因素，主要還是總裝車間按照總裝站位操作而劃分的工藝分離面不盡合理、站位裝配指令邏輯關系的優(yōu)化調整不到位和工藝裝配指令拆分優(yōu)化不到位，裝配指令中的配套清單中的成品件和零組部件等配套邏輯關系梳理不夠細、不夠全，造成不太準確的現(xiàn)象；物流配送中心的配套配送做得不到位，物流中心的零組件、成品件的物流配送編碼信息沒有做到同總裝車間裝配指令中的配套清單一致等原因。

為了推動直升機總裝車間精益生產管理，降低總裝車間與物流配送中心的交接勞動強度和交接時間，提高直升機總裝生產現(xiàn)場的配套精確度和生產效率，確保總裝車間節(jié)拍生產順利進行，總裝車間挑選了優(yōu)化與細化工藝裝配指令和配套卡(即配送用的配套清單或稱中間表)這兩個自主可控急需解決的難題作為研究專題項目。

1 總裝站位式操作工藝分離面的劃分和合理調整優(yōu)化

1.1 總裝站位操作工藝分離面不盡合理問題的分析

某些電氣系統(tǒng)、航電系統(tǒng)等的零組部件或成品件，在直升機總裝脈動式或虛擬站位式的節(jié)拍生產線上的總裝站位工藝分離面，有時需要跨工種分割處理。早期存在總裝站位工藝分離面不合理、工種之間的條塊分割和各干各的現(xiàn)象；這樣在其安裝、拆卸和維護時恰恰有需要拆卸分解和組裝另一個系統(tǒng)的零組部件，往往容易出現(xiàn)不會干、產生錯誤、造成損傷等現(xiàn)象，如安裝孔與螺栓產生刮傷后易產生腐蝕現(xiàn)象[1-2]。

例如折疊電氣系統(tǒng)的尾槳電氣集流裝置，而尾槳電氣集流裝置安裝是在傳動系統(tǒng)尾部減速器上進行的；通過對總裝站位上的操作工藝分離面不合理問題進行分析，以及對該電氣系統(tǒng)重新進行總裝站位上的操作工藝分離面進行梳理，決定將尾槳葉電氣集流裝置安裝工序中的電刷支座的安裝和集流環(huán)組件上導電環(huán)的端面跳動度(不超過0.08 mm)相關測量操作等總裝工序，按照直升機總裝站位工藝分離面進行優(yōu)化獨立出來，劃入直升機發(fā)動機工種的裝配工序，即跨工種分割工藝分離面，其零組件和成品件的配套配送也按照新的工藝分離面對應裝配指令的配套卡進行拆分打包配套進入發(fā)動機工種指令工序中來，這樣有利于尾部減速器進行地面模塊化組立式裝配與測量工序工作，測量準確，安全可靠，風險小，裝配效率高；而將尾槳葉電氣集流裝置安裝工序中的接線、導通和通電檢查等工序，仍然保留為電氣系統(tǒng)電氣工種的裝配工序。折疊電氣系統(tǒng)的尾槳電氣集流裝置系統(tǒng)裝配工序的優(yōu)化圖如圖1所示，總裝車間通過這類跨工種適應站位式總裝生產線的節(jié)拍生產，進行總裝工藝分離面的合理分割來拆分、細化與優(yōu)化工藝裝配指令及配套卡，以滿足安全、高質量、高效率的直升機總裝節(jié)拍生產。

1.2 總裝工藝裝配指令優(yōu)化不到位問題的分析

有些工藝員因直升機的自身結構和系統(tǒng)的復雜性，影響了全面系統(tǒng)對自己所主管的系統(tǒng)和該系統(tǒng)在直升機上安裝位置、走向通道、關聯(lián)要求、限制因素等實際情況的了解，對該系統(tǒng)的各個裝配工序的關重點、顯性特性、隱性特性及相互關聯(lián)要求沒有理解透徹，再加上沒有充分協(xié)同工程技術部主管和設計員一起，對該機系統(tǒng)從原理上進行分析與掌握其安裝通道、特性要求、裝配位置、系統(tǒng)功能、調試工裝夾具、測試檢查儀器設備的關聯(lián)要求和注意事項，沒有很好地按照裝配的邏輯關系對該系統(tǒng)按照脈動站位式或虛擬站位式的站位工序和工藝分離面進行合理劃分，原因是工藝員在裝配指令編制過程中，沒有全面、合理地進行該系統(tǒng)的裝配工序拆解劃分與優(yōu)化，沒有合理細化和最優(yōu)化地匹配到對應的總裝配站位中去，缺乏模塊化生產和節(jié)省站位資源的理念，未從創(chuàng)新思維、消除等待和并行作業(yè)等精益生產理念去思考；從而沒有同步完善和優(yōu)化該系統(tǒng)的MBOM，也沒有編制和優(yōu)化好以裝配指令為單元的標準件、零組件和成品件的配送清單，同時進一步完善和優(yōu)化與公司物流中心配套配送相銜接的配套清單(或稱中間表)。通過直升機某個系統(tǒng)總裝工序優(yōu)化和模塊化的方式適應站位式總裝生產線節(jié)拍生產的這一類案例，需先經深入研究后，充分協(xié)調工程技術部和設計所完善電纜通道，然后進行總裝工藝分離面的合理劃分與優(yōu)化工藝裝配指令，以利于地面預投生產、并行作業(yè)和模塊化裝配，推動直升機總裝現(xiàn)場精益生產化管理，大力提升直升機總裝節(jié)拍生產的效率。風擋雨刷和玻璃沖洗系統(tǒng)裝配工序的優(yōu)化圖如圖2所示。

1.3 裝配指令不夠細化無法滿足“日清日畢”生產考核問題的分析

在實施直升機總裝節(jié)拍生產之前，總裝車間的每一本工藝裝配指令往往都有工序內容比較多、指令比較厚、需要領用的裝配件多和裝配工藝不明晰等問題，從生產計劃下令開始到裝配指令中全部工序都驗收完工，總是超過一天，有的裝配指令存在不同工種交叉操作實施，甚至需要3～5天才能做到完成其全部裝配工序工作的現(xiàn)象，這樣操作者容易忘記，產生錯漏工序、丟失裝配件、小組內部交接不清，不利于總裝車間“日清日畢”的生產組織考核模式的順利實施。

為此，深入分析研究機上各系統(tǒng)的特性和相互關聯(lián)關系，逐道工序仔細分析，推演裝配邏輯，合理拆分裝配工序，避免不同工種在一處交叉裝配，不斷上機驗證實際操作，從而建立新的裝配工藝分離面來編制裝配指令，AC308CJ全機總裝裝配指令就由870本優(yōu)化到1 400本左右，確保當天的日計劃工序裝配指令必須當天完工，既利于總裝車間“日清日畢”生產組織考核，還有利于系統(tǒng)工序的銜接和公司物流中心配套配送工作的開展。這樣既優(yōu)化了裝配指令和其相對應的配套清單，還方便了公司物流中心的配套配送工作，促進了總裝生產管理工作高效，使總裝生產的組織計劃與考核完全按照數(shù)據(jù)說話。按“日清日畢”生產組織考核要求拆分工藝裝配指令的優(yōu)化圖如圖3所示。

2 工藝分離面和配套清單優(yōu)化

根據(jù)直升機上某些系統(tǒng)相互關聯(lián)的特殊裝配的安裝特點、各系統(tǒng)裝配指令的邏輯關系、機上操作的復雜性難易程度、信號交聯(lián)的關聯(lián)度、節(jié)拍生產時間管控的優(yōu)先原則和對機上各系統(tǒng)檢查、測試、通電調試的重要性要求，總裝車間組織技術人員重點梳理與分析了一些特殊的關鍵系統(tǒng)機上裝配的安裝特點和這些機上系統(tǒng)裝配指令的邏輯關系，對部分系統(tǒng)工序工作進行重新拆分與組合，即進一步便利于總裝現(xiàn)場標準件、零組件、成品件的配套配送與現(xiàn)場交接的工作。本文以8系列型機的儀表板機上裝配與地面裝配工作為例來分析。

以前，8系列老平臺機型的儀表板裝配指令工序是先單獨在飛機駕駛艙內中央操縱臺上僅安裝儀表固定面板、減震墊和支架等，儀表板上未帶任何已安裝的各系統(tǒng)零組件和成品件，為此，其他各系統(tǒng)的裝配件分散在各自的不同系統(tǒng)和不同工種的裝配指令中，在儀表板上有裝配件的裝配指令多，因受各系統(tǒng)裝配邏輯關系影響而下發(fā)的車間生產計劃存在前后之差，不利于總裝生產組織，各系統(tǒng)機上裝配工種內部還存在布線、剪余長、導線收頭、導通檢查、系統(tǒng)件安裝、系統(tǒng)成品件安裝、氣密性試驗、耐壓試驗和通電檢查等工序的先后順序，且因儀表板上所集成安裝的成品件實際上為多個系統(tǒng)的整套主成品件的下級子成品，如按系統(tǒng)發(fā)放成品則需待各系統(tǒng)所有成品件發(fā)放完畢后才能進行機上安裝工作，從而造成老機型的儀表板上成品件總是隔三差五才來安裝一兩件成品件，而許多系統(tǒng)是相互交聯(lián)的，需要相互提取信號，各系統(tǒng)通電檢查時也時常需要用到其他系統(tǒng)的成品件反饋信號來判斷該系統(tǒng)是否工作正常，這樣就造成各系統(tǒng)裝配工序相互制約，耽誤總裝生產的寶貴工作時間，影響個別系統(tǒng)工序工作的完工狀態(tài)，降低總裝生產效率。老平臺機型的儀表板上各系統(tǒng)件機上安裝示意圖如圖4所示。

為此，筆者通過模塊化總裝的思路來解決這個問題，將8系列新機型各系統(tǒng)中需要安裝到儀表板上的標準件、零組件、成品件全部梳理出來進行關聯(lián)優(yōu)化細化，以滿足精益生產和模塊化裝配的要求，單獨形成一本總裝專業(yè)盤箱工種獨立操作的“儀表板地面裝配”的模塊化裝配指令，重新定義儀表板模塊化組件的工藝分離面和配套清單(或中間表)，將儀表板地面集成裝配所涉及配套清單中的標準件、零組件和成品件等梳理固化成中間表，公司物流中心按照該配套清單中間表提前優(yōu)先配套出來進行預投地面組裝，特別有利于從各個關聯(lián)系統(tǒng)成套的成品件中拆分后優(yōu)先配套出來進行預投地面集成，滿足儀表板地面模塊化裝配，儀表板在地面就優(yōu)先與其上的所有零組件和成品件進行裝配形成“儀表板模塊化集成組件”。這樣總裝生產組織有利于其獨立并行作業(yè)和模塊化集成生產裝配，只有盤箱工在單獨的場地獨立作業(yè)，減少相互干擾，減少等待時間，有利于直升機總裝生產組織和提高總裝生產效率。老平臺新機型的儀表板上各系統(tǒng)件模塊化地面安裝示意圖如圖5所示。

3 總裝車間與物流配送中心之間配套清單的精準化與優(yōu)化

3.1 工藝配套清單不準確和未細化

1)產品設計圖樣和成品目錄等技術文件中成品件配套狀態(tài)與成品件配套廠家的成品裝箱單存在較大差異，主要體現(xiàn)為部分系統(tǒng)的組套成品的下級件項目名稱、項目明細、項目數(shù)量在設計圖樣中部分或全部缺失詳細配套關系，設計員圖樣標注比較粗獷或不準確，存在缺失個別系統(tǒng)的下級組套或個別子系統(tǒng)的下級組套、配套或層級關系等問題。

2)總裝車間的裝配指令配套清單依據(jù)產品圖樣和成品目錄等技術文件編制，而成品入庫則是按照采購成品件廠家的裝箱單生成的成品件編碼，同時成品件廠家的部分系統(tǒng)的組套成品件的二級下級件也存在項目名稱、項目明細、項目數(shù)量等在設計文件或者裝箱清單中缺失詳細配套關系的問題，造成物流中心的成品件編碼信息無法做到完整齊全，也無法做到與總裝車間裝配指令的配套清單一一對應，因而無法實現(xiàn)從裝配指令中直接讀取數(shù)據(jù)進行物流配套配送的問題。

3.2 原因分析

1)產品設計圖樣和成品目錄等設計技術文件中成品件配套狀態(tài)與成品件生產廠家的成品裝箱單存在較大差異，主要體現(xiàn)為部分系統(tǒng)的集成成品件的下級組套成品件的項目名稱、項目明細、項目數(shù)量在設計圖樣中缺失詳細配套關系。其一主要是因為設計圖樣和成品目錄等設計文件存在設計裝配配套要素缺裝配項、標示不詳或者缺失裝配項的二級或者三級子項目等現(xiàn)象；其二是成品件廠家自身主成品件配套項和層級關系存在問題，造成其成品裝箱單存在缺配套裝配項、標示不詳、缺失裝配項的下級二級或三級子項目等現(xiàn)象；其三是在設計所與成品件廠家協(xié)調該裝機成品件的配套邏輯關系時，沒有趕上設計所設計產品圖樣發(fā)圖進度要求，造成設計員在裝配圖樣中描述不全、不詳及后續(xù)設計更改完善不及時的現(xiàn)象。

2)總裝車間裝配指令中的配套清單與公司物流中心的實物配套狀態(tài)不一致，造成物流中心的零件、成品件物流配送編碼信息無法與裝配指令配套清單一一對應，無法實現(xiàn)從裝配指令中直接讀取數(shù)據(jù)進行配套配送的問題。主要體現(xiàn)在三個方面：一是編制指令依據(jù)設計圖樣和成品目錄等設計，文件怎么設計，工藝員就怎么編制；二是沒有及時跟蹤設計員并催促設計員協(xié)調成品件廠家完善其所生產的一級、二級甚至是三級子系統(tǒng)成品件項目的配套關系、裝配邏輯關系和層級關系；三是沒有深入總裝現(xiàn)場與基層一線不同工種的操作者共同進行核查組套和分析拆分程度，也沒有去物流中心與其計劃員、保管員一起核查各項零組件成品件的真實出廠配套情況，理順零組件成品件的配套關系和裝配邏輯關系。整套成品件按裝配邏輯和配套關系進行合理拆套配送的示意圖如圖6所示。

3.3 解決措施

為了解決總裝過程中出現(xiàn)的中間表的配套清單不準確的問題，主要從3個方面著手。

1)總裝車間工藝員加強把控系統(tǒng)裝機技術狀態(tài)的能力，牽引主管部門技術主管協(xié)調設計所設計員完善與細化產品設計圖樣和成品目錄等設計技術文件中的成品件的配套狀態(tài)，以及與成品件廠家的成品裝箱單存在較大差異的問題；明確在設計文件中各成品件的下級組套成品件的項目名稱、項目明細、項目數(shù)量等詳細配套關系，梳理與完善優(yōu)化EBOM、PBOM、MBOM及配套清單。

2)總裝車間強化對裝配指令配套清單與公司物流中心的實物配套狀態(tài)不一致問題的梳理與核查工作，重點協(xié)調公司物流中心要及時給總裝車間反饋裝機的各項主成品件入庫詳細信息和按照采購成品件廠家的成品件裝箱單所生成成品件編碼清單的差異，以利于總裝車間及時完善裝配指令和配套配送的中間表，從而實現(xiàn)總裝車間的裝配指令中的配套清單對應的中間表與物流中心的成品件編碼信息在基于數(shù)字化智能化的CPS系統(tǒng)平臺上能夠一一對應，確保物流配套細化合理、配送準確和總裝現(xiàn)場的物流交接高效。

3)總裝車間組織加強工藝員、計劃員與一線操作者共同核查和細化配套清單中間表，人工核查識別各項主成品件的配套情況，關鍵是核查追蹤子成品項目的上下級配套關系、完整性和文實相符性，梳理公司物流中心反饋的各級成品件編碼與總裝車間的裝配指令中標準件、零組件、成品件等配套的組套關系，在CPS信息系統(tǒng)中形成裝配指令配套清單與成品件的完善的配套邏輯關系，重點采用總裝車間與公司物流中心不斷補充完善好的成品件配送清單的基礎配置信息表單，即“中間表”式成品件配套清單。因國際國內裝機系統(tǒng)持續(xù)技術進步、戰(zhàn)術指標不斷提高及滿足用戶提升性能等客觀需求，各機型裝機系統(tǒng)及其成品件不斷升級換代，系統(tǒng)配套清單也隨之發(fā)生變化，所以還需在后續(xù)智能化物流配套配送體系運行過程中不斷進行實時完善與優(yōu)化，保障總裝車間現(xiàn)場生產能夠按照總裝生產節(jié)拍要求有序進行。站位式總裝節(jié)拍生產線管理模式下的中間表的梳理與優(yōu)化圖如圖7所示。

4 結語

結合本公司數(shù)字化CPS共享平臺，通過對脈動式總裝站位或虛擬式總裝站位節(jié)拍生產線進行直升機總裝生產的組織管理，以及在公司前期配套配送標準化作業(yè)過程中不斷發(fā)現(xiàn)并解決問題，按照脈動式總裝站位和虛擬式總裝站位節(jié)拍生產線管理思路，來重新梳理與調整裝配指令的邏輯關系，重新劃分系統(tǒng)的工藝分離面和“日清日畢”理念下的裝配指令的工藝分離面拆分，探索根據(jù)直升機成品件供給機制，推出的適合總裝車間和物流中心配套配送對接的“中間表”式配套清單的“設計、完善和優(yōu)化”等工作；通過公司主管考核部門、總裝車間和物流中心的實際運作，有利于日計劃“日清日畢”的生產組織考核，提升總裝車間同公司物流中心的配套配送效率，降低交接勞動強度，提高直升機總裝工序并行作業(yè)能力和總裝生產效率。因此，基于直升機總裝站位的優(yōu)化、細化工藝裝配指令和配套清單(或中間表)的研究工作極為重要，對類似的復雜產品制造具有借鑒作用。