基于模块的飞机装配工艺技术研究

陈冬梅

摘 要：现阶段飞机生产制造已经步入模块化发展阶段，为从根本上提高飞机装配效率，控制生产成本，需着重开发出模块化飞机装配系统，从根本上提升装配环节协调精准度，保障飞机生产工作高质高效开展。针对此，本文简述了现有飞机装配工艺技术，提出模块化飞机装配工艺重点，构建模块化飞机装配结构数，制定装配工艺指令库管理体系，以供参考。

关键词：模块化;飞机装配;工艺技术

通过使用模块化装配工艺技术，能够切实提高飞机制造环节的管理水平，从根本上降低飞机制造质量问题发生几率。

1.飞机装配工艺技术种类

飞机装配工作具有产品结构数量多、结构内协调关系复杂等特征。现有航空行业市场竞争压力逐步增大，仅在飞机装配环节使用传统理念及技术无法满足现有市场需求，应积极使用模块化设计理念，为飞机模块化装配工艺的研发及推广提供充足的人力及物力资源。

1.1非模块化飞机装配工艺技术

在传统飞机生产制造活动开展期间，产品设计及装配环节并没有体现出模块化理念。非模块化下的飞机装配工作各工位划分不对应，需加强各部装车间协同管控力度，从而形成物理部组建件，交付给总装装配。因部件与部件之间的关系不同，在以单件形式装配到飞机上时，极容易出现装配位置矛盾、装配占位较多、故障发生几率较高问题。

1.2模块化飞机装配工艺技术

模块化飞机装配工艺贯穿于飞机设计、生产、制造全过程，要求设计人员需要结合装配工艺流程开展产品模块划分工作，确保设计部组件与实物部组件定义一致，符合装配模块定义原则。借助装配结构数定义各装配模块在实际生产活动中的各工序关系，并为飞机生产管理、成本管理、质量管理等工作提供重要理论依据。装配模块在生产结构中较为独立，可实现独立装配目标，通过更新自身性能，对产品进行整体升级与优化。

装配模块中还具备相同的几何连接口、输入及输出端口，可实现产品生产期间的重用与互换目标。由于装配模块的独立性显著，也可被更好的应用在公益设计活动中的装配指令执行中。

设计人员可依照实际设计要求对构型进行灵活配置，梳理，配置令与生产对象之间的关系，并利用装配指令库匹配与构型装置匹配指令，对生产全过程进行严格管控，

通过在飞机装配环节使用模块化理念，能够从根本上控制零散零件数量，借助变串型装配手段，使飞机装配环节更加有序、整洁，从根本上提高飞机装配效率。

2.模块化飞机装配工艺的应用要点

在飞机设计生产期间，需要工艺设计人员承担起模块化产品设计职责。具体而言，产品数据发布后，设计人员应当针对产品数据编制工艺总方案，规划装配定站、定义装配模块、结合装配模块交付关系，构建装配结构树。

要求装配结构数应当以装配模块为单位，对飞机展开模块化装配工艺设计，确保模块化设计理念能够更好落实在飞机装配工艺中。

首先，模块化设计环节需要飞机制造行业能够切实满足多元化产品需求，对产品结构进行扁平化处理，从根本上提高产品数据的重用性。飞机研发及生产制造环节，设计模块应当以最小操作单元展现出来，通过对设计、工艺及生产等各环节进行简化处理，从根本上提高各环节协同水平。

定义装配模块设计工作主要就是要求设计人员能够参与到装配工艺流程产品模块的划分中，确保飞机装配期间的实物部组件与设计部组件定义相同。制定出完善的工艺生产方案，确定装配流程以及装配全过程的工作内容。将装配占位所需资源设定为装配模块，并使装配模块能够更加全面的反映出飞机制造环节的资源与数据，明确装配模块与零件生产要求，为后续装配模块的运行提供必要条件。在装配模块定义过程中，需确保模块能够与飞机产品生产工艺、产品运输、各生产环节的平衡性一致。产品制造流程需要满足企业现有制造资源特征，使飞机生产加工、装配与测量工作能够有机融合在一起。切实提升产品生产模块完整性，要求装配模块的集合工作应当包括各设计模块。综合考量装配模块之间的协调关系，确保装配模块工作始终保持前移状态。

定义装配模块也需要着重考虑定义工作周期、单位信息，在通过模块审批后，使用ERP系统对装配模块的交付关系、装配模块定义工作周期、单位信息等快速收集与处理。

3.飞机装配结构树设计

定义装配模块工作完成后，应当构建装配结构树，确保该结构树能够切实反映装配站扁平化结构。装配结构树内部安装装配模块定义，直观展现出各制造资源、制造过程，帮助管理部门及时发现与解决存在于飞机装配之间的各类问题。

飞机装配结构树还需要直观展现出装配模块的交付关系，通过将装配站进行模块化处理，从根本上提升各部门协同水平。

在飞机装配结构树设计环节采用自上而下的消耗分配手段，确定装配结构树上各站位、装配指令中装配对象。依靠目标装配模块职能，设置多个目标装配模块，并在装配模块节点处记录下各类信息，反映出装配模块之间的影射关系。在装配模块下创建装配指令清单，通过分析清单内容，合理划分装配期间的制造资源，建立起各模块间的影映射关系。

注重在飞机装配结构树设计环节建立表空间，存储装配工作映射關系，并将映射关系作为装配指令的匹配条件。基于装配结构树工作，相关设计人员还需要理清飞机装配环节的定义工艺路线、分工路线，规划工艺数据、装配模块工艺数据，开展工艺仿真验证工作。

4.飞机装配工艺指令库

当前飞机制造环节的装配工作指令管理依然采用有效加版本的方式开展，在出现设计变更问题时，需要对工艺指令全面更改，导致实际设计环节周期长，在设计制造工作开展期间极易出现漏洞问题。借助模块化装配工艺，可以利用装配工艺指令库协调管理装配指令库，通过储备装配之间的映射关系、装配指令，提升实际装配效率。如在装配工艺设计环节出现变更问题，设计人员则可以通过升级定义模块，快速更改零件或部件之间的映射关系。

结束语

总而言之，采用模块化设计理念能够进一步优化传统飞机装配流程，借助装配模块组织飞机生产制造环节的成本、生产流程管理工作，改善飞机生产制造之间的协调关系，促进多地协同制造模式开展。

参考文献：

[1]龙青.飞机数字化装配生产系统可靠性评价研究[D].哈尔滨工程大学，2020.

[2]徐海峰.基于MBD的飞机数字化装配工艺协同设计研究[D].南京航空航天大学，2019.

[3]潘絮微.典型飞机壁板先进装配方法研究与仿真[D].沈阳航空航天大学，2018.