基于结构化工序的总装站位式修理线的实现

2022-05-18王玮张忠洁郭海利胡烽

中国军转民 2022年3期

王玮张忠洁郭海利胡烽

摘要：总装修理线是影响飞机大修周期的关键环节。基于结构化工艺的推进，利用工序作为生产的基本单元，可以实现总装站位式修理线的作业模式，能较好的提高管控效率、提高作业透明度。

关键词：结构化工序；站位式修理线；生产流程

1 引言

传统飞机修理行业的车间级技术文件基础，是以工艺规程为指导文件，以修理记录为质量记录。生产组织上则以部位作为最小组织单元，技术文件与生产管控之间没有必然的一一映射关系。结构化工序，作为工业4.0时代提出的一个新的概念，通过其包含的工艺方法，设备，工装，产品，器材等要素，可作为技术、生产的最小基础单元，利用结构化工序的生产流程再组织，能有效提升组织生产效率，控制物流、设备、人员，减少过程管控浪费，实现飞机修理模式的跨越式提升。

2 当前总装修理线模式

飞机总装修理线是影响飞机大修作业周期的关键环节。其主要工作是将拆離飞机的各类成品重新装机，将机身、发动机、外翼、雷达罩、水平尾翼、垂直尾翼等结构大部件进行组合，并对完整的飞机进行各项功能测试，确保飞机性能满足大修后的标准，如图1。

总装修理线主要工作分两部分，整机装配和整机调试，操作者的职种分机械装配、特设装配、机械调试、特设调试四类，在使用纸质工艺文件时，受技术制约，无法将生产工作内容划分到很小单元，以整机装配为例，作业单元按飞机框位及职种分为“座舱机械装配”“座舱特设装配”“发动机舱机械装配”“发动机舱特设装配”等。组织生产时，一般将某个作业单元指派1-2名操作者，在全部生产周期中，具体作业内容由操作者自行安排，进度情况需要操作者自行反馈。这样的生产模式导致存在以下问题。

2.1 过程不显性

飞机大修时遵循的基本原则是原机装回，没有批量的成品备件供选择安装，单架次产品近万项。成品附件修理周期有限，在修理单位的修理进展需调度或工段长人工询问，对于已明显不能按时交付的产品，管理者难以提前获知信息，影响后续工作安排。

若不能在飞机装配需求时提供产品，正常的装配工作则受到干扰，操作者需要自行调整作业内容，直到无法调整为止，此时其需求才由操作者上报管理者，信息传递环节多且不及时。

管理者对操作者每日作业内容也难以快速掌控，只能获知下级反馈内容。过程的不显性，也易导致最后整机交付时问题集中暴露，解决时间极其有限。

2.2 作业过程难以管控

作业分工不精益，导致装配周期拉长，管控难度加大。按工艺规程为基础的工艺分工，使得几个空间狭小的部位机械装配与特设装配不能同时工作，在有限人力资源条件下，整机进度不能同步前进。目前生产排产这几个部位机械装配作业领先开工，特设装配在其合格后开展成品件装配，作业周期有限导致特设装配必须集中较多加班才能完成进度。

作业过程不可控因素也较多，如设备损坏检修、人员排故、当前作业未按时完成等，出现意外时难以迅速调整作业内容予以响应。

基于上述现象，修理线急需一种管理方法和工具，能以装配对象为最小单元，管控装配对象、工艺方法、设备、工装、器材等，利用数字化手段进行管理，以其单个或多个的组合作为操作者每日作业内容，按日完成量作为进度完成标记，则能有效消除上述不利影响。

3 结构化工序的实现

IETM（Interactive Electronic Technical Manual）即交互式电子技术手册，是一种将技术文件的内容转换为数字化模块的技术，通过对技术文件的重新编制，使其能以交互方式进行查阅，并可以通过计算机等设备把所查阅内容展现给维修技术人员。

IETM结构下，技术文件的作业对象都是规范的数据，而不仅仅是文字，因此，一个工序除了包括操作方法、图样外，还可以从物资管理系统中引入零件，从设备管理系统中引入工装设备，从人力管理系统中引入人员信息、工时信息等等，作业过程中，通过人机交互技术，还可以将作业结果记录在工序中，作为质量记录存档。

利用IETM技术，将工艺规程转换为一个个工序，通过工序的下发，管理者可以提前获知资源需求。工序本身的工作量较小，通过工序的灵活组合，可以应对各种不同意外干扰因素。

按此策略，将某型机原有纸质文档为工序，单份工序对应约2-3工时，划分较为合理，能较好地作为生产组织基础。

4 站位式修理线的实现

基于上述结构化工序的基础，根据部门需求对现有工艺流程重新分析与设计，一是减少操作者无效等待时间；二是作业过程显性可控；三是利于精准监控作业进度，迅速响应答复。因此从“机电一体化的工艺分工”“工序为对象的生产组织模式”“站位式修理的作业模式”三个方面开展研究，以达到上述目的。

4.1 机电一体化的工艺分工

当前的作业分工以部位专业为主，兼顾考虑工时，分工区域逻辑性不强，尤其部分部位专业界限明显，导致作业排产困难，因人力因素难以全机协调同步开展作业。

因此装配提出机电一体化装配概念，不再区分机械特设装配差异。操作者可固定在某个小部位，负责该部位所有装配工作，熟练后可逐渐增加其他部位，最终达到大部位所有作业均能完成的目标。

该工艺变革成熟后，所有作业由单元长统一分工，轮换作业，最大程度减小瓶颈影响，此外，操作者每架次飞机的实际作业限定在一个部位内，作业内容也会减少，能更好提高操作者技能。

4.2 工序为对象的生产组织模式

改变以装配部位为对象，实施以结构工序为基本对象的作业分工模式，工序除包含作业对象、作业方法、检验方式、关重特性等作业内容外，还包含物料需求、人员资质、设备需求等所有作业必须元素，以工序为核心组织生产，能更好的拉动各方面资源，实现每日进度及时下发、实时监控的功能，是实现精准排产的工艺基础。

4.3 站位式修理的作业模式

现行的固定式装配模式由于空间限制，只允许有限人员进行作业。同时工作内容之间存在先后的逻辑关系，所以只能顺序作业，即使人员充足也不能提前工作，存在作业不均衡、等待浪费的现象。因此需对工艺流程进行优化，最大限度地保证并行工作，通过流程再设计，运用精益生产的思想，达到优化和平衡工作内容的作用，能够较好地解决部门作业周期不协调、作业过程不显性的问题，有效缩短装配周期，提高工作效率。

目前国内外航空领域先进的飞机制造总装线均采用脉动式装配线，即飞机装配调试按站位划分，站位施工内容完全封闭并进行转站检查，合格后方可执行站位移动，实现总装连续均衡生产。

脉动式作业理念的核心思想是最大限度地保证并行工作，因此，可以借鉴脉动式理念，应用于飞机修理行业。据此提出站位式修理理念，对飞机的装配周期按照站位进行统一规划，改变单一的串行作业，实行并行交叉作业。重点控制影响飞机装配进度和质量的关键工序，按节拍运作拉动飞机装配进程，对每个节拍内的工序进行合理的调整、拆分、合并，减少各专业工序间的影响和等待时间。

采用站位式修理理念对装配调试整体规划后，整个作业周期分为多个站位，机体必须在规定时间内完成作业内容，节点到必须转移场地，促使飞机装配过程显性化，生产进度节拍化。

按上述原则，综合场地、周期、人员等因素，对某型机的总装修理线划分为五个站位，主要内容如下：

4.4 优势

相对于传统作业模式，新修理线具备以下几点优势。

4.4.1操作者作业内容减少，更加专业化

通过对工作内容的分解，每个站位内单个操作者的实际作业内容减少。改变了当前单一飞机作业时间长、内容多的情形，有利于提高操作者对作业内容的熟悉程度，提高工作效率，也有助于質量的稳定；