浅谈飞机总装自动化装配生产线
脉动生产线概念及实例
装脉动生产线概念：其是指在航空器组装生产线上利用精益生产的思路，依照汽车工业的拉动生产方式进行生产的模式。
因为精益生产是依照节拍生产，就像人的脉搏运动一样，因此称为脉动生产模式。
总装脉动生产线，改变了传统飞机装配模式，借鉴了航空工业内先进高效的流水线作业方式，使飞机以固有的节拍移动，操作人员那么在固定区域进行装配作业。
通过对现有生产资源的合理计划和整合，它能够有效地提高飞机总装装配效率、改善产品装配质量，并能降低工人劳动强度、改善装配现场操作环境，实现飞机低本钱、高质量和快速响应制造此刻已经有多家飞机制造企业开始利用这种先进的生产方式了。
以下通过对中国航空工业总公司成都飞机制造公司和中国航空工业总公司西安飞机制造公司的脉动生产进行举例介绍。
成飞变革飞机装配模式脉动生产线驶入快车道速度提升83% 故障率降85% 加班率减少97%中航工业成飞复材厂在飞机零部件装配中，通过潜心探讨，创建了一条精益、高效、快速，具有个性特点的生产模式——脉动生产线。
从1~3月份的运行结果看，生产速度提高了83%，员工综合效率提高了47%，产品故障率下降了85%，加班加点率减少了97%。
在近日召开的“成飞2021年治理年会”上，“脉动生产线”作为典型案例被推出并推行。
成飞复材厂作为国内首家飞机复材装配制造实体，在技术治理上积存了必然的体会，但传统的生产组织和工艺保障成了装配瓶颈，造成了效率低、质量不稳、员工身心疲惫的状况。
去年以来，成飞复材厂开始尝试创建脉动生产线，通过一年多试探实践取得了专门好的成效，专门是今年一季度以来，成飞复材厂在歼10飞机批生产中实现了四个方面的转变：一是由各部件分散的单元作业向集中按节拍流水作业转变。
将结构相似，装配工艺流程相同的翼面类部件装配集中放在一个加工单元，依照客户需求节拍时刻划分工艺分离面和相应工位，配制相应的工位器具和人员形成生产线，使产品在各工位间按节拍时刻持续流动，均衡生产，减少加班加点突击生产和资源的浪费。
飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势
飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势
陕西省西安市710000 摘要：随着数字化技术的飞速发展，航空制造业也在不断探索数字化装配技术的应用，以提高生产效率、降低成本、提升产品质量和满足定制化需求。数字化装配技术已经成为航空制造业数字化转型的重要组成部分。本文主要分析飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势。
关键词：飞机数字化装配；脉动生产线；智能航空装备 引言 在航空制造业中，数字化装配技术的发展已经取得了显著成果。通过数字化装配，制造商可以实现更精准的零部件匹配、更高效的生产流程、更快速的产品交付，从而提高了生产效率和产品质量。同时，数字化装配技术也为航空制造业带来了新的发展机遇和挑战。
1、飞机先进数字化装配的意义 提高生产效率。通过数字化装配技术，飞机制造企业可以实现零部件的虚拟设计、虚拟装配和数字化仿真，从而在实际生产前进行全面测试和验证，减少试错次数、优化工艺流程，最大限度地提高生产效率。数字化装配还可以利用智能化设备和机器人，在装配过程中替代人力完成繁重、重复性工作，减轻劳动强度，提升装配精度和速度。优化产品质量。数字化装配技术能够实现对每个零部件的精确匹配和装配，降低人为误差，提高产品组装精度和一致性，确保飞机结构的稳定性、可靠性和安全性。数字化装配还可以实现装配过程的实时监控和数据记录，及时发现问题并采取纠正措施，保证产品质量符合标准要求，为用户提供更加可靠的飞行器。降低生产成本。通过数字化装配技术，飞机制造企业可以减少人力、时间和资源的浪费，提高资源利用率，降低生产制造成本。同时，数字化装配还能帮助企业优化供应链管理，提高供应链效率，降低库存成本和物流成本，达到节约整体生产成本的目的。推动智能制造发展。飞机先进数字化装配作为智能制造的重要环节，能够推动整个飞机制造产业向智能化、自动化方向迈进。借助人工智能、大数据分析等先进技术，数字化装配实现智能化决策和智能化生产管理，促进飞机制造的现代化转型，提高企业竞争力和市场占有率。
通用飞机总装脉动式生产线构建
0 引言
骤进行细分，每一个步骤对应一个岗位人员，将人员分配
飞机的总装是飞机装配工作的最后阶段，飞机的总装 至特定的工作岗位上，明确人员站位，做好岗位工作细分
阶段的工作主要有飞机内大型部件之间的对接、机载设备 以及人员管理工作，保证飞机的交付工作顺利进行。根据
等问题。20 世纪末期一来随着丰田生产方式和生产理论 信息化流程管理及数据采集，将现场生产过程的信息化采
的核心-精益制造思想的渗透，飞机的制造过程也逐步引 集及可视化转换输出，实现生产过程的可视化实时监控，确
入了移动式装配生产线。移动式装配生产线能够保证飞机 保现场工作有条不紊的进行。并且能够及时的根据生产计
Internal Combustion Engine & Parts
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通用飞机总装脉动式生产线构建
陆汉东曰李长庆
（中航通飞华南飞机工业有限公司，珠海 519040）
摘要院通用飞机总装脉动式生产线的采用可以达到缩短飞机的交付周期、提高飞机产品制作质量、拉动上游生产以及降低生产成 本等目的。本文对通用飞机总装脉动式生产线的构建进行了分析，并且将移动式生产理念引入飞机总装生产线之中，期望能够通过该 理念的引进来改变飞机制造生产的传统模式，提高生产竞争力。
2 飞机的装配流程及工艺布局 为了实现提高飞机装配生产效率、降低生产成本的目 标，设定飞机生产效率为 24 小时/架，为了达到这个目标， 需要对飞机的总装装配流程和生产线进行合理的工艺布 局，保证及时的完成飞机交付任务。
航制造工程硕士，工程师，研究方向为飞机总装装配、
2.1 装配流程 飞机的总装生产线主要的工作任务有
要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
飞机数字化装配技术分析
飞机数字化装配技术分析摘要：为实现智能化飞机装配，行业技术人员应在飞机装配技术发展进程中融入先进数字化技术，以满足时代发展需求，保障飞机装配质量和效率。
本文先分析飞机数字化装配技术体系包括的技术内容，进而探究飞机数字化装配技术的具体应用。
相关行业人员应注重应用数字化装配技术，以强化我国飞机制造水平。
关键词：飞机；数字化；装配技术引言：我国技术水平的提升，为各行各业带来发展机遇。
航空制造业应注重创新生产技术，以实现产业突破。
在产品制造阶段，为在最大程度上保证零件质量，业内技术人员应在生产链运作中引用数字化技术，加大对产品装配环节的重视。
飞机作为关键交通工具，一旦发生安全事故，将会造成巨大损失。
所以，如何通过技术创新促使飞机装配水平提升，是当前航空制造业需要重点探究的课题。
1数字化装配技术体系1.1数字化装配工艺在科学技术高速发展的时代背景下，飞机数字化装配技术已在诸多工业领域广泛应用。
通过数字化装配技术体系的合理应用，可借助三维实体模型的集成对产品定义信息进行完整表达，并以实体模型作为制造依据，在实际装配工作中投入使用，以提高装配科学性。
数字化装配工艺设计在数字化装配技术体系中属于基本内容，其可归类于基于模型的MBD定位技术，这一技术在数字化定义规范的前提下，通过三维建模的方式定义产品，最终可完成三维工装模型和三维数字样机的打造[1]。
1.2装配定位、制孔、连接技术在数字化装配技术体系中，还包括装配定位技术、制孔技术和连接技术。
其中，装配定位技术在实际应用中可分为零件装配基准孔面和工装定位两方面，但在运用飞机数字化装配技术进行飞机装配时，为保证飞机定位的精准性，往往会应用段件、板件、组合件及许多其他的装配零件。
基于飞机数字化装配技术的柔性工装，可使传统装配工作中存储占地面积大、刚性工装刚性专用限制、结构开敞性差以及设计制造周期长等问题得到妥善处理，从而充分发挥其数字化、柔性化、模块化的应用优势。
当前飞机结构的装配大都应用机械化的连接方式，尤其在部分新型飞机数字化装配制孔技术中，主要通过对其结构形式、表面质量、配合性质等方面的调整，使其整体连接状态得到改善。
民用直升机脉动总装生产线规划研究
民用直升机脉动总装生产线规划研究喻家发（中国直升机设计研究所民机部，景德镇 333001）[摘要]飞机装配日趋向站位式、脉动化总装生产线方向发展。
装配分离面的选择对飞机脉动总装生产线建设至关重要。
通过分析直升机装配流程特点，探讨直升机结构分离面选择的利弊，研究直升机装配分离面对站位化总装生产线建设的影响，归纳了站位化总装生产线设计的基本原则和方法，为直升机总装生产线建设提供了思路。
关键词：直升机；装配分离面；站位化；脉动；总装生产线DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2020.14.024喻家发高级工程师，具有丰富的产品设计工作经历，长期从事直升机类产品制造管理，对轻型民用直升机、无人直升机的工艺技术、生产管理、研发成本控制具有较为深刻和体系化的认知。
飞机装配生产线研究现状装配生产线的共同特点是装配工序站位化、总装作业流水化。
飞机装配是飞机制造的重要环节，包括机司后续陆续建设了737/757/777/787等机型的脉动总装生产线并取得巨大成功，由此促进了脉动总装生产线技术在其他飞机制造企业的运用。
洛克希德ˑ马丁公司随后也建立了F–35型机脉动总装线，使F–35装配产能达1架/天的水平[1]。
随着国内飞机装配技术的发展，航空工业西飞于2010年建成了首条脉动总装生产线，航空工业洪都于2012年建成了L15飞机脉动总装生产线[1]。
国内最成功案例是，航空工业成飞公司通过“飞机多站位总装工艺流程构建[2]”项目（图1），打破飞机装配传统模式，按“单元化”思想重构飞机装配流程（将传统固定式机位的总装流程变革为站位式流程），实行站位装配标准化作业，真正实现了节拍化按日排产，使生产计划显性化、精确化，为实现站位式、脉动化生产模式打下了坚实的基础。
国内在理论研究领域也取得了不俗成绩。
有大量研究介绍了支撑飞机脉动总装生产线建设的柔性装体结构、部件装配调整和其他系统在机体内的安装。
对飞机批产而言，提高装配效率、降低生产成本是当前国内航空业研究的重要热门课题，飞机装配日趋向站位式总装流水线（脉动化）方向发展。
飞机装配自动制孔刀具技术浅谈
飞机装配自动制孔刀具技术浅谈摘要：随着航空产品的不断更新换代，飞机制造业面临着不断提高制造与装配效率、改善机体疲劳与安全性能的挑战。
为此，飞机装配自动制孔刀具技术应运而生，它结合了自动化、激光跟踪辅助测量、移动平台导轨和终端执行器等技术，构建了航空材料的高效、高精度柔性制孔系统。
这种技术不仅提高了制孔质量和效率，还改善了工人工作环境，是当今飞机装配制造业的发展趋势。
关键词：飞机装配；自动制孔；刀具技术飞机装配自动制孔刀具技术是一种高效、高精度的柔性制孔系统，它结合了自动化、激光跟踪辅助测量、移动平台导轨和终端执行器等技术。
这种技术能够极大地提高飞机的制造与装配效率，改善机体疲劳与安全性能，同时将工人从恶劣、危险的劳动环境中解放出来。
这也是当今飞机装配制造业的发展趋势。
制孔技术的关键是正确选择和使用专用的切削刀具，以获得理想的孔和减少粉尘污染。
1.自动制孔刀具技术的基本原理当自动制孔刀具系统进行加工时，首先需要通过传感器和机器视觉系统对工件进行识别和定位。
传感器可以检测工件的位置和姿态，而机器视觉系统则可以通过图像处理技术对工件进行精确的测量和识别。
这些信息将为接下来的加工提供重要的参考。
在确定工件的位置和姿态后，系统将根据预设的加工参数和刀具路径，通过机器人手臂调整刀具的位置和姿态。
在这个过程中，系统需要不断监测刀具的状态，包括刀具的磨损和切削力的变化等。
如果发现刀具的磨损超过允许范围，系统将自动更换刀具，以确保加工的顺利进行。
在调整刀具的位置和姿态后，系统将根据感知到的信息做出决策，进一步调整切削参数和刀具的位置。
这个过程是基于机器视觉系统和控制系统的智能决策，以确保加工质量和效率。
最后，系统将通过机器人手臂执行决策，完成加工过程。
在这个过程中，系统需要不断优化算法和控制策略，以提高感知的准确性和决策的智能性，进而提高加工质量和效率。
自动制孔刀具技术的工作原理是基于传感器和机器视觉系统的“感知-决策-执行”三个步骤。
脉动式生产线在飞机总装中的应用探索
脉动生产线最初是从福特公司的移动汽车生产线衍生而来，当飞机装配工作阶段完成时，生产线就脉动一次。
脉动装配线对生产要求计划性较强，斯奈克玛公司采用Clemessy水平脉动装配线使发动机装配周期缩短了30% 以上；同时，改善了工人的工作环境，减少操作者需要掌握的技能和劳动强度，提高了工作熟练度，进而提高了装配质量与工作效率，缩短了装配周期。
通过对装配过程拆解，对装配内容专业化分工和管理起到了促进作用。
随着客户对飞机数量需求越来越多，国内飞机订货量逐年增加，飞机制造厂商也在探索一种能够在现有条件不做大幅改动前提的方法，达到提高生产效率、改善产品质量、降低劳动强度以及缩短生产周期的目的。
本文从重构工艺流程、计算生产节拍和配套能源供应三个方面进行阐述。
1 总装生产分析21世纪初飞机总装，通常采用固定机位装配方式，如图1所示，即人、物、设备以及工装等围绕着飞机转。
整个总装过程基本上是依靠人工装配，所用的工装主要是工作梯，测量设备落后、效率低下。
目前，飞机总装配模式正由固定式生产模式向站位式生产模式转变。
图1 飞机总装固定式生产飞机系统是一个复杂的系统，为保证系统正确性及可靠性，在制造过程需要对飞机进行一系列性能测试。
国内飞机总装阶段现有测试工艺流程，是依据各个子系统性能测试需求和前期经验安排生产，全部采用串行测试；整个总装测试周期长、工人重复性劳动多，且效率较低，严重制约了航空工业发展进程。
以往飞机系统采用分布式布局，即系统之间相对独立，如系统之间需要信号交联，则增加通信线或者硬线；系统装机后，单个系统可以独立完成本系统试验。
随着飞机系统集成度提高，现代飞机均基于全机网络化平台，大量采用高速总线，系统高度集成。
由于飞机系统构架发生变化，传统的单个系统测试方法已经不能满足现代飞机测试需求，作为保障飞机系统安装集成、系统功能正确性的重要环节，飞机总装系统试验需以全过程覆盖方式，从部件级测试，逐步集成到系统测试以及全机综合联调。
浅谈飞机柔性装配技术
浅谈飞机柔性装配技术【摘要】本文结合国内现阶段飞机生产装配情况，并与国外先进装配工艺进行比较，探讨了飞机数字化生产阶段采用柔性装配技术的优势与发展前景。
【关键词】数字化；柔性化装配；技术0 背景飞机装配是将大量零件按图纸进行定位与连接的过程，是飞机制造的重要环节之一，其工作量约占整个飞机制造劳动工作量的一半左右。
在传统的飞机装配过程中，需要用特定的工装型架来保证装配精度，由于飞机气动外形的差异，导致型架是唯一的。
伴随用户需求的不断变化与丰富，飞机装配生产线也将越来越“丰富”。
传统的“硬性”装配生产线在未来将受到挑战，这种“一对一”的装配模式，其配套专用型架的设计、生产和调试周期很长，且体积大、成本高、占地面积大，不利于产品的研制与快速布局生产。
随着近年来飞机设计行业内数字化、信息化的推进，越来越多的零件将抛开传统的基于模线样板的模拟量传递走向数字化信息传递之路。
而采用传统的型架进行人工装配的方式，自动化和柔性化水平低，已无法满足精确化制造装配的要求。
1 国内外研究现状飞机的数字化装配技术于20世纪90年代在欧美等航空制造业发达国家开始使用，柔性装配技术是近几年才逐渐在航空制造业开始研究和部分应用于生产。
国外飞机制造技术表明，采用柔性能够装配是缩短生产周期，降低生产成本的有效措施。
它能克服传统飞机制造业模线-样板法在模拟量协调体系下需要大量实物工装且应用单一，制造周期长，费用高，厂房利用率低等缺点，它通过与柔性工装、自动化制孔设备、数控钻铆或自动铆接等设备的集成可组成自动化，数字化的柔性装配系统，能明显缩短装配周期，提高和稳定装配质量。
据悉，在装配中使用了体现柔性工装特点的龙门钻削系统技术的X-35战机，其制造周期缩短了三分之二，工装由350件减少至19件，制造成本降低了一半。
其采用的激光定位，电磁驱动能实现精密制孔，不仅能降低钻孔出错率，而且大大降低了工具和工装。
目前，北航与沈飞合作，在国内研制出首个针对壁板类组件的柔性装配工艺装备—数控柔性多点装配型架。
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浅谈飞机总装自动化装配生产线 李洋，桑龙 （海军装备部，陕西西安710089） 摘要: 阐述了某型飞机总装生产线通过对柔性制造技术、自动装配技术、数字化测量技术、精益制造及信息化等先进技术研究与应用，实现飞机的准确定位支撑、大部件自动化对接、整机数字化测量及平稳性移动， 从而提高飞机总装配技术水平，提高生产效率，缩短生产周期，降低生产成本。 关键词： 飞机；总装；自动化；柔性技术；数字化测量技术；移动技术 一飞机柔性支撑技术 飞机总装生产线，采用机身定位器、左右机翼定位，代替原有的千斤顶， 实现飞机的准确入位支撑 。 定位器由底座 、 纵横拖板 、 上拖板 、 支撑缸体 、 伸缩 柱 、 球头夹紧机构组成 。 采用伺服电机 、 蜗轮蜗杆减 速器 、 丝杠螺母传动， 实现伸缩柱的 X 、 Y 、 Z 这 3 个 方向移动； 采用封闭式光栅尺， 在每个方向上采用全 闭环控制可以实现 X 、 Y 、 Z 这 3 个方向联动控制， 提高系统的控制精度 。 为了避免在姿态调整时的意 外情况使得机身受力过大而损坏，采用压力传感器 通过力的反馈， 来控制定位器的进给， 在控制上提高 了系统工作的安全性； X 、 Y 、 Z 这 3 个方向分别设 计了限位开关和机械限位，在结构上提高工作的安 全性； 滚珠丝杠采取防护罩进行防护 。 飞机总装生产线支撑定位器，采用先进的数字 化传感器技术， 实现了飞机的自适应 、 无应力入位； 三坐标数控定位器准确支撑 。 改变了原有的千斤顶 靠人工推入， 目测方式入位的飞机支撑方式， 在减轻 工人劳动强度的同时，保证了飞机支撑无应力自动 化支撑 。 4 大部件自动对接技术 飞机大部件对接， 是整机装配的开始， 其装配品 质和效率直接影响后续的装配进程，总装生产线通 过工艺集成管理系统 、 激光测量系统和控制系统， 协 调驱动三坐标数控定位器，实现机身前段与机身中 段姿态调整和对接 。 飞机总装生产线机身前段与机身中段对接， 分 为支撑调平 、 测量调姿 、 自动对合共 3 个阶段， 支撑 调平阶段采用 3 个固定支撑定位器，对机身进行支 撑， 利用激光跟踪仪测量机身上的水平测量点， 将测 量数据传送给站位工艺控制系统 、 调姿控制系统， 完 成对机身位姿态的评价 、 仿真分析及调姿路径规划， 根据刚体不变性原理， 评价调姿路径的合理性， 发布 命令由控制系统执行调姿指令， 进行机身中段调平 。 测量调姿阶段，利用激光跟踪仪测量机身对合 面上选定的对合孔位置信息，并以此作为机身前段 调姿对合的依据， 由两组定位器 、 组合平台加柔性托 架实现对机身前段的支撑，激光跟踪仪测量机身前 段上 （与机身中段上被测量对合孔存在配合关系 ） 选 定的对合孔，并将测量数据传送给站位工艺控制系 统， 站位工艺控制软件根据对合孔的配合对应关系， 计算机身前段的当前位姿和目标位姿，并将其传递 至调姿控制系统 。 调姿控制系统通过仿真分析及调姿路径规划， 发布命令由控制系统执行调姿指令，完成机身前段 姿态调整 。 自动对合 3 个阶段由同步移动支撑机身 前段的两组定位器， 使其到达指定位置 （与距离机身 前段之间的相互距离可以设定 ） ， 完成机身前段与机 身中段的自动化对合，也可人工手轮驱动定位器同 步移动 （运动分辨率为 0.05 mm ） ， 进行机身前段与机 身中段的手工对合 。 飞机大部件自动对接，通过激光跟踪仪测量定 位， 数控定位器支撑组合工作平台进行调姿对合， 完 成机身前段与机身中段的自动化对合 。 彻底改变了 原有吊装对接时， 飞机姿态不稳定， 推入定位靠人工 目测不准， 对合过程中存在应力装配的缺陷， 大大提 高了飞机的装配品质， 降低了装配过程中的风险 。 5 数字化测量技术 飞机测量系统工作有： 全机水平测量 、 惯导水平 测量 、 航炮校靶 、 平显校靶 、 雷达校靶 。 5.1 原有测量方法的弊端 原有的测量是利用水平仪 、 测量尺 、 靶板和校靶 装置进行的， 是在飞机水平的基础上， X- Y 轴向 （即 水平姿态 ） 采用水平仪测量， 并将各产品调节到水平 状态； Z 轴向采用了吊线加水平仪，对各自系统的靶 板进行摆放 （靶板放置在飞机前方 25 m ） ； 然后， 各个 产品再分别对准各自的靶板进行调校 。 整个测量方法和测量过程， 存在着一定的弊端 。 （ 1 ）在操作上造成了重复工作 。 例如， 各专业进 行校靶测量时， 采用了分别摆放靶板， 同样程序雷达 校靶 、 平显校靶 、 航炮校靶需做出重复的工作； （ 2 ）各专业根据各自的测量要求， 制造了各自不 同形状 、 不同要求的靶板， 靶板多且不通用； （ 3 ）靶板摆放远， 占用厂房有效空间； （ 4 ）人 工 测 量 存 在 一 定 的 人 为 误 差 ， 测 量 不 精确 。 5.2 激光测量技术的优势 飞机总装生产线采用激光测量技术，利用激光 跟踪仪 （ Laser Tracker ） 、 手持测量装置 （ T- Probe ） ， 通 过计算机控制， 实现飞机水平测量和校靶测量， 包括 全机水平测量 、 起落架参数测量 、 平显校靶 、 航炮校 靶 、 雷达校靶和惯导校准 。 其优势为： 133 Equipment Manufactring Technology No.10 ， 2011 Brief Discussion on Aircraft Final Assembly Automatic Assembly Line LI Yang ， SANG Long （ Naval Equipment Department ， Xi ’ an 710089,China ） Abstract: This article describes the advanced technology research and application of flexibility manufacture technology, automatic assembly technology, digital measuring technology, leaning manufacture and informationalization etc. in final assembly line for certain type of airplane; the accurate positioning support, large part automatic butt, whole aircraft digital measurement and stable movement of the aircraft is