基于直升机总装站位管理的装配指令和配套卡的优化研究

刘水明，吕 薇

(航空工业昌河飞机工业集团有限责任公司，江西 景德镇 333002)

目前，航空工业昌河飞机工业集团有限责任公司新平台机型是通过脉动式站位总装生产线组织总装生产，老平台机型是通过虚拟式站位总装生产线组织总装生产，各站位的工序装配、成品零件标准件的配套配送、工序过程检验等总装生产工作应按照本公司生产节拍进行流转，借助公司数字化CPS平台，进行组织生产下令、零组部件和成品件配套、实时监控和提醒每一条脉动式或虚拟式站位节拍生产线的某个站位的日计划、零组部件成品件标准件配套缺件情况、现场技术质量问题和预警提示等信息；还支持工作人员在现场随时进行产品图样、技术条件、工艺指令和设计制造调整试验标准等方面的查询、装配指令验收，以及现场技术、质量、配套和缺件问题的实时反馈。

从2011年2月开始，笔者连续分析了本公司总装生产线部分站位无法完全实现节拍生产目标的制约因素，主要还是总装车间按照总装站位操作而划分的工艺分离面不尽合理、站位装配指令逻辑关系的优化调整不到位和工艺装配指令拆分优化不到位，装配指令中的配套清单中的成品件和零组部件等配套逻辑关系梳理不够细、不够全，造成不太准确的现象；物流配送中心的配套配送做得不到位，物流中心的零组件、成品件的物流配送编码信息没有做到同总装车间装配指令中的配套清单一致等原因。

为了推动直升机总装车间精益生产管理，降低总装车间与物流配送中心的交接劳动强度和交接时间，提高直升机总装生产现场的配套精确度和生产效率，确保总装车间节拍生产顺利进行，总装车间挑选了优化与细化工艺装配指令和配套卡(即配送用的配套清单或称中间表)这两个自主可控急需解决的难题作为研究专题项目。

1 总装站位式操作工艺分离面的划分和合理调整优化

1.1 总装站位操作工艺分离面不尽合理问题的分析

某些电气系统、航电系统等的零组部件或成品件，在直升机总装脉动式或虚拟站位式的节拍生产线上的总装站位工艺分离面，有时需要跨工种分割处理。早期存在总装站位工艺分离面不合理、工种之间的条块分割和各干各的现象；这样在其安装、拆卸和维护时恰恰有需要拆卸分解和组装另一个系统的零组部件，往往容易出现不会干、产生错误、造成损伤等现象，如安装孔与螺栓产生刮伤后易产生腐蚀现象[1-2]。

例如折叠电气系统的尾桨电气集流装置，而尾桨电气集流装置安装是在传动系统尾部减速器上进行的；通过对总装站位上的操作工艺分离面不合理问题进行分析，以及对该电气系统重新进行总装站位上的操作工艺分离面进行梳理，决定将尾桨叶电气集流装置安装工序中的电刷支座的安装和集流环组件上导电环的端面跳动度(不超过0.08 mm)相关测量操作等总装工序，按照直升机总装站位工艺分离面进行优化独立出来，划入直升机发动机工种的装配工序，即跨工种分割工艺分离面，其零组件和成品件的配套配送也按照新的工艺分离面对应装配指令的配套卡进行拆分打包配套进入发动机工种指令工序中来，这样有利于尾部减速器进行地面模块化组立式装配与测量工序工作，测量准确，安全可靠，风险小，装配效率高；而将尾桨叶电气集流装置安装工序中的接线、导通和通电检查等工序，仍然保留为电气系统电气工种的装配工序。折叠电气系统的尾桨电气集流装置系统装配工序的优化图如图1所示，总装车间通过这类跨工种适应站位式总装生产线的节拍生产，进行总装工艺分离面的合理分割来拆分、细化与优化工艺装配指令及配套卡，以满足安全、高质量、高效率的直升机总装节拍生产。

1.2 总装工艺装配指令优化不到位问题的分析

有些工艺员因直升机的自身结构和系统的复杂性，影响了全面系统对自己所主管的系统和该系统在直升机上安装位置、走向通道、关联要求、限制因素等实际情况的了解，对该系统的各个装配工序的关重点、显性特性、隐性特性及相互关联要求没有理解透彻，再加上没有充分协同工程技术部主管和设计员一起，对该机系统从原理上进行分析与掌握其安装通道、特性要求、装配位置、系统功能、调试工装夹具、测试检查仪器设备的关联要求和注意事项，没有很好地按照装配的逻辑关系对该系统按照脉动站位式或虚拟站位式的站位工序和工艺分离面进行合理划分，原因是工艺员在装配指令编制过程中，没有全面、合理地进行该系统的装配工序拆解划分与优化，没有合理细化和最优化地匹配到对应的总装配站位中去，缺乏模块化生产和节省站位资源的理念，未从创新思维、消除等待和并行作业等精益生产理念去思考；从而没有同步完善和优化该系统的MBOM，也没有编制和优化好以装配指令为单元的标准件、零组件和成品件的配送清单，同时进一步完善和优化与公司物流中心配套配送相衔接的配套清单(或称中间表)。通过直升机某个系统总装工序优化和模块化的方式适应站位式总装生产线节拍生产的这一类案例，需先经深入研究后，充分协调工程技术部和设计所完善电缆通道，然后进行总装工艺分离面的合理划分与优化工艺装配指令，以利于地面预投生产、并行作业和模块化装配，推动直升机总装现场精益生产化管理，大力提升直升机总装节拍生产的效率。风挡雨刷和玻璃冲洗系统装配工序的优化图如图2所示。

1.3 装配指令不够细化无法满足“日清日毕”生产考核问题的分析

在实施直升机总装节拍生产之前，总装车间的每一本工艺装配指令往往都有工序内容比较多、指令比较厚、需要领用的装配件多和装配工艺不明晰等问题，从生产计划下令开始到装配指令中全部工序都验收完工，总是超过一天，有的装配指令存在不同工种交叉操作实施，甚至需要3～5天才能做到完成其全部装配工序工作的现象，这样操作者容易忘记，产生错漏工序、丢失装配件、小组内部交接不清，不利于总装车间“日清日毕”的生产组织考核模式的顺利实施。

为此，深入分析研究机上各系统的特性和相互关联关系，逐道工序仔细分析，推演装配逻辑，合理拆分装配工序，避免不同工种在一处交叉装配，不断上机验证实际操作，从而建立新的装配工艺分离面来编制装配指令，AC308CJ全机总装装配指令就由870本优化到1 400本左右，确保当天的日计划工序装配指令必须当天完工，既利于总装车间“日清日毕”生产组织考核，还有利于系统工序的衔接和公司物流中心配套配送工作的开展。这样既优化了装配指令和其相对应的配套清单，还方便了公司物流中心的配套配送工作，促进了总装生产管理工作高效，使总装生产的组织计划与考核完全按照数据说话。按“日清日毕”生产组织考核要求拆分工艺装配指令的优化图如图3所示。

2 工艺分离面和配套清单优化

根据直升机上某些系统相互关联的特殊装配的安装特点、各系统装配指令的逻辑关系、机上操作的复杂性难易程度、信号交联的关联度、节拍生产时间管控的优先原则和对机上各系统检查、测试、通电调试的重要性要求，总装车间组织技术人员重点梳理与分析了一些特殊的关键系统机上装配的安装特点和这些机上系统装配指令的逻辑关系，对部分系统工序工作进行重新拆分与组合，即进一步便利于总装现场标准件、零组件、成品件的配套配送与现场交接的工作。本文以8系列型机的仪表板机上装配与地面装配工作为例来分析。

以前，8系列老平台机型的仪表板装配指令工序是先单独在飞机驾驶舱内中央操纵台上仅安装仪表固定面板、减震垫和支架等，仪表板上未带任何已安装的各系统零组件和成品件，为此，其他各系统的装配件分散在各自的不同系统和不同工种的装配指令中，在仪表板上有装配件的装配指令多，因受各系统装配逻辑关系影响而下发的车间生产计划存在前后之差，不利于总装生产组织，各系统机上装配工种内部还存在布线、剪余长、导线收头、导通检查、系统件安装、系统成品件安装、气密性试验、耐压试验和通电检查等工序的先后顺序，且因仪表板上所集成安装的成品件实际上为多个系统的整套主成品件的下级子成品，如按系统发放成品则需待各系统所有成品件发放完毕后才能进行机上安装工作，从而造成老机型的仪表板上成品件总是隔三差五才来安装一两件成品件，而许多系统是相互交联的，需要相互提取信号，各系统通电检查时也时常需要用到其他系统的成品件反馈信号来判断该系统是否工作正常，这样就造成各系统装配工序相互制约，耽误总装生产的宝贵工作时间，影响个别系统工序工作的完工状态，降低总装生产效率。老平台机型的仪表板上各系统件机上安装示意图如图4所示。

为此，笔者通过模块化总装的思路来解决这个问题，将8系列新机型各系统中需要安装到仪表板上的标准件、零组件、成品件全部梳理出来进行关联优化细化，以满足精益生产和模块化装配的要求，单独形成一本总装专业盘箱工种独立操作的“仪表板地面装配”的模块化装配指令，重新定义仪表板模块化组件的工艺分离面和配套清单(或中间表)，将仪表板地面集成装配所涉及配套清单中的标准件、零组件和成品件等梳理固化成中间表，公司物流中心按照该配套清单中间表提前优先配套出来进行预投地面组装，特别有利于从各个关联系统成套的成品件中拆分后优先配套出来进行预投地面集成，满足仪表板地面模块化装配，仪表板在地面就优先与其上的所有零组件和成品件进行装配形成“仪表板模块化集成组件”。这样总装生产组织有利于其独立并行作业和模块化集成生产装配，只有盘箱工在单独的场地独立作业，减少相互干扰，减少等待时间，有利于直升机总装生产组织和提高总装生产效率。老平台新机型的仪表板上各系统件模块化地面安装示意图如图5所示。

3 总装车间与物流配送中心之间配套清单的精准化与优化

3.1 工艺配套清单不准确和未细化

1)产品设计图样和成品目录等技术文件中成品件配套状态与成品件配套厂家的成品装箱单存在较大差异，主要体现为部分系统的组套成品的下级件项目名称、项目明细、项目数量在设计图样中部分或全部缺失详细配套关系，设计员图样标注比较粗犷或不准确，存在缺失个别系统的下级组套或个别子系统的下级组套、配套或层级关系等问题。

2)总装车间的装配指令配套清单依据产品图样和成品目录等技术文件编制，而成品入库则是按照采购成品件厂家的装箱单生成的成品件编码，同时成品件厂家的部分系统的组套成品件的二级下级件也存在项目名称、项目明细、项目数量等在设计文件或者装箱清单中缺失详细配套关系的问题，造成物流中心的成品件编码信息无法做到完整齐全，也无法做到与总装车间装配指令的配套清单一一对应，因而无法实现从装配指令中直接读取数据进行物流配套配送的问题。

3.2 原因分析

1)产品设计图样和成品目录等设计技术文件中成品件配套状态与成品件生产厂家的成品装箱单存在较大差异，主要体现为部分系统的集成成品件的下级组套成品件的项目名称、项目明细、项目数量在设计图样中缺失详细配套关系。其一主要是因为设计图样和成品目录等设计文件存在设计装配配套要素缺装配项、标示不详或者缺失装配项的二级或者三级子项目等现象；其二是成品件厂家自身主成品件配套项和层级关系存在问题，造成其成品装箱单存在缺配套装配项、标示不详、缺失装配项的下级二级或三级子项目等现象；其三是在设计所与成品件厂家协调该装机成品件的配套逻辑关系时，没有赶上设计所设计产品图样发图进度要求，造成设计员在装配图样中描述不全、不详及后续设计更改完善不及时的现象。

2)总装车间装配指令中的配套清单与公司物流中心的实物配套状态不一致，造成物流中心的零件、成品件物流配送编码信息无法与装配指令配套清单一一对应，无法实现从装配指令中直接读取数据进行配套配送的问题。主要体现在三个方面：一是编制指令依据设计图样和成品目录等设计，文件怎么设计，工艺员就怎么编制；二是没有及时跟踪设计员并催促设计员协调成品件厂家完善其所生产的一级、二级甚至是三级子系统成品件项目的配套关系、装配逻辑关系和层级关系；三是没有深入总装现场与基层一线不同工种的操作者共同进行核查组套和分析拆分程度，也没有去物流中心与其计划员、保管员一起核查各项零组件成品件的真实出厂配套情况，理顺零组件成品件的配套关系和装配逻辑关系。整套成品件按装配逻辑和配套关系进行合理拆套配送的示意图如图6所示。

3.3 解决措施

为了解决总装过程中出现的中间表的配套清单不准确的问题，主要从3个方面着手。

1)总装车间工艺员加强把控系统装机技术状态的能力，牵引主管部门技术主管协调设计所设计员完善与细化产品设计图样和成品目录等设计技术文件中的成品件的配套状态，以及与成品件厂家的成品装箱单存在较大差异的问题；明确在设计文件中各成品件的下级组套成品件的项目名称、项目明细、项目数量等详细配套关系，梳理与完善优化EBOM、PBOM、MBOM及配套清单。

2)总装车间强化对装配指令配套清单与公司物流中心的实物配套状态不一致问题的梳理与核查工作，重点协调公司物流中心要及时给总装车间反馈装机的各项主成品件入库详细信息和按照采购成品件厂家的成品件装箱单所生成成品件编码清单的差异，以利于总装车间及时完善装配指令和配套配送的中间表，从而实现总装车间的装配指令中的配套清单对应的中间表与物流中心的成品件编码信息在基于数字化智能化的CPS系统平台上能够一一对应，确保物流配套细化合理、配送准确和总装现场的物流交接高效。

3)总装车间组织加强工艺员、计划员与一线操作者共同核查和细化配套清单中间表，人工核查识别各项主成品件的配套情况，关键是核查追踪子成品项目的上下级配套关系、完整性和文实相符性，梳理公司物流中心反馈的各级成品件编码与总装车间的装配指令中标准件、零组件、成品件等配套的组套关系，在CPS信息系统中形成装配指令配套清单与成品件的完善的配套逻辑关系，重点采用总装车间与公司物流中心不断补充完善好的成品件配送清单的基础配置信息表单，即“中间表”式成品件配套清单。因国际国内装机系统持续技术进步、战术指标不断提高及满足用户提升性能等客观需求，各机型装机系统及其成品件不断升级换代，系统配套清单也随之发生变化，所以还需在后续智能化物流配套配送体系运行过程中不断进行实时完善与优化，保障总装车间现场生产能够按照总装生产节拍要求有序进行。站位式总装节拍生产线管理模式下的中间表的梳理与优化图如图7所示。

4 结语

结合本公司数字化CPS共享平台，通过对脉动式总装站位或虚拟式总装站位节拍生产线进行直升机总装生产的组织管理，以及在公司前期配套配送标准化作业过程中不断发现并解决问题，按照脉动式总装站位和虚拟式总装站位节拍生产线管理思路，来重新梳理与调整装配指令的逻辑关系，重新划分系统的工艺分离面和“日清日毕”理念下的装配指令的工艺分离面拆分，探索根据直升机成品件供给机制，推出的适合总装车间和物流中心配套配送对接的“中间表”式配套清单的“设计、完善和优化”等工作；通过公司主管考核部门、总装车间和物流中心的实际运作，有利于日计划“日清日毕”的生产组织考核，提升总装车间同公司物流中心的配套配送效率，降低交接劳动强度，提高直升机总装工序并行作业能力和总装生产效率。因此，基于直升机总装站位的优化、细化工艺装配指令和配套清单(或中间表)的研究工作极为重要，对类似的复杂产品制造具有借鉴作用。