脉动装配生产线的应用与发展.doc

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1、脉动装配生产线的应用与发展姓名：王思凡 班级：机13-3 学号：13101030313绪论随着商用飞机的需求量急剧增长，军用飞机的研制任务增多，传统的机库式（停车场式）飞机装配模式已无法适 应现代飞机制造的要求，很多世界级飞机制造商都对飞机装配生产线作了重大研究。在这种背景下，一种先进的飞机脉动装配生产线应运而生。关键词：脉动式生产线、精确生产正文脉动装配生产线改变了传统飞机的装配模式，作为先进飞机制造技术的典型代表，有其独特的优势：首先，由于整条生产线分工明确细致，工作量单一重复，生产效率比较高；其次，生产线上配备了专业的自动化设备和先进的供给线，自动化程度高；最后，装配线过程流畅，不会产生

2、挤压或脱节。但是单一、重复及固定的生产模式无法有效适应需求多 变、机型多、产量少的飞机生产现状。国内外应用情况 波音公司在 2000 年建立了首条 脉动总装线，并应用到阿帕奇直升机 的制造，随着飞机脉动总装线的优势日益明显，波音公司扩大了对它的应用，在波音737、波音757、波音 777等机型移动式装配生产线的基础上，为波音787建立了最先进的脉动式总装线。在科技高速发展的今天，现代飞机制造的环境发生了变化。随着商 用飞机的需求量急剧增长，军用飞机 的研制任务增多，传统的机库式（停车场式）飞机装配模式已无法适应 现代飞机制造的要求，很多世界级飞机制造商都对飞机装配生产线作了重大研究。在这种背景

3、下，一种先进的飞机脉动装配生产线应运而生。概念及特点 脉动装配生产线最初从 Ford 公司的 移动式汽车生产线衍生而来，是连续 移动装配生产线的过渡阶段，不同的是脉动装配生产线可以设定缓冲时 间，对生产节拍要求不高，当生产某个环节出现问题时，整个生产线可以 不移动，或留给下个站位去解决，当飞机的装配工作全部完成时，生产线就脉动一次。整条生产线由4部分 组成：脉动主体、物流供给系统、可视化管理系统、技术支持。（1）脉动主体：站位设施、对接 定位设备、可移动的装配设备等。（2）物流供给系统：AGV 车、完 备的配套和配送系统。 （3）可视化管理系统：现场可视化系统、ERP 与 MES 无缝融合的信

4、息管理系统、工作现场的固定和移动终端。 （4）技术支持：质量保障、生产现场问题应急处理。波音在脉动式总装线上的成功 带动了其他飞机制造商。洛克希德马丁公司在20032004 年建成了 F-35的脉动式总装线，目前又在建 立F-35各个大部件的集成装配线， 到2016年F-35的总装线将达到每 天交付一架的水平；意大利的阿古斯特维斯特兰公司在英国的约维尔工厂于 2011 年为它 的 W159 型武装直升机建立了脉动 式装配线；加拿大庞巴迪公司为它 的 C100 系列新机建立脉动式装配线，将于2016年运行。我国飞机装配生产的技术水平也在不断提高，自主创新的基础上，紧紧把握世界先进飞机制造技术的

5、发展方向。中航工业西飞建成了国内首条飞机总装脉动式生产线，从立项到最终建成，经历了5年的调研论证与动工建设，2010年5 月基本建成并正式投入使用，实现国内飞机制造水平的显著提升；洪都公司 目前正开展 L15 飞机总装脉动生产线的工程项目。脉动装配生产线是国外先进飞机制造企业广泛采用的生产组织模式，是波音、 空客等飞机制造商多年的生产经验积累而形成的有效飞机生产方式。脉动生产线充分展现了技术创新和管理创新的高度结合，为飞机装配建立了一种全新的生产模式，带动了飞机生产过程的管理创新。脉动装配线的发展趋势 脉动装配生产线很好地继承了汽车移动式生产线的思路，在飞机制 造企业实现成功应用并取得了一系

6、列成果经验；因此，其他领域的军工 生产企业对脉动装配生产线开始深 入研究，在航空工业的多个领域扩展 了脉动式装配生产线的应用。主要 有以下4 个方面的发展：（1）从飞机向其他产品发展。 波音公司最先尝试把脉动装配 线引入到军工产品制造的其他领域。 2008年波音为美国军方新一代 GPS 制造卫星建成了脉动装配线，尽管总 共只承担了12颗卫星的制造任务，而仅仅在第4颗星的制造才能用上 脉动装配线，但是波音还是在极小 批量、极复杂的产品生产中，成功地 运用了脉动装配线。法国的斯奈克玛公司改变了传统的继 承 GE 在立式固定机架上“穿糖葫芦”式的总装过程，在 2011 年实现 了CFM56发动机的脉

7、动装配，减少装配周期 35%，这条脉动装配线也将 用于LEAP发动机的装配。巴布科 克国际（Babcock International）是英国仅次于 BAE 和 RR 的第三大军工 企业，它在生产豺式巡逻车中采用了由 12 个站位组成的脉动生产线并配有脉动生产管理系统，达到日产1辆 的水平。脉动装配线在军工制造领 域的广泛应用，彻底打破了航空和复杂军工生产不能采用流水线生产的 制约，为发展航空工业的生产力提供 了无限的可能。（2）从总装向部件延伸。近两年关于飞机部件装配采 用脉动生产线的报道逐渐增多，并且 有部件脉动装配线优先于总装配线 建设的趋势。如在生产C-17运输机 的发动机悬架时，采用

8、脉动装配线减 少装配周期20%，降低成本10%。波 音787复合材料结构的水平尾翼和垂 直尾翼的脉动生产线、空客A350的复合材料机身蒙皮壁板的脉动生产线 也陆续投入使用。因为部件采用脉 动装配时受企业外部供应链影响较 小、易于成功、见效快，也成为近来部 件脉动装配生产线发展较快的原因。（3）从制造向维修延伸。 2003 年英国空军和英国宇航 BAE 引入脉动线使“鹞”式飞机的修 理和维护周转时间减少到 75%，节省 成本的 25%，显著地提高了飞机的出 勤率。2005 年美国波音公司在进行 KC-135 运输机的返厂维修中，使用 脉动生产线将维修周期减少了 18%， 从而获得了美国的精益优秀

9、奖。德 国汉莎航空于2010年建成 CFM/ V2500 发动机的精益脉动线进行发 动机的分解 / 检修和重装，大修周期 从 60 多天减少到 45 天 。另外英国 在维修“阿帕奇”直升机中，也采用 了脉动线。航空产品的修理和维护 是手工作业最多、不确定性最严重的 领域。在飞机和飞机发动机的修理 和维护中采用脉动式装配线是航空 工业特有的创新。 （4） 向自动化、集成化发展。 最近10年航空制造技术，特别是基于 MBD 模型的数字制造技术有了突破性发展。MBD模型在产品全 生命周期的贯彻，简化了制造、测量和检验、数据采集的过程，更有利于 智能化和自动化设备的利用。现行 的脉动装配线的装配过程仍

10、然以手工为主。从汽车生产自动化移植到 飞机制造的“集成装配线（Integrated Assembly Line，IAL）”是目前最先进 的飞机制造技术。集成装配线IAL 实际上就是一种自动化、智能化的脉动装配线。它最大化地使用机器人 和自动化设备，为飞机生产提供更加 强大的制造和装配能力，实现用手工 方法很难达到的严格质量要求，并提 供了一个更有效率的装配环境。集 成装配线包括自动化的装配工装系 统、运输系统和制造系统，对全部设备通过工厂的通讯系统进行集中的 和无线的控制。IAL的核心是一组 精确制导的自动引导车AGV，它将 装配的构件、工具和其他一切必要的 准备从一个工作站移动到下一个。 2

11、012 年 410 月，F-35 的大部件分 包商诺斯罗普格鲁门和 BAE 分别 宣布了它们的“集成装配线”开始运 行，并开始交付在IAL生产的中机 身和后机身部件。2013年F-35的水平尾翼和垂直尾翼的组装也将在 IAL 上进行。IAL 成为美国达到每天 生产一架 F-35 的不可缺少的措施。对脉动装配线发展的思考在飞机生产中采用脉动装配线是世界主流的发展趋势，也是我国飞机制造技术发展必须经历的阶段。 脉动式装配线最初的意图是让飞机运动起来，如同汽车装配线一样高效 率、低成本地制造飞机，满足某一阶段市场或战争对某种飞机的集中需 求。但是从理论上说，传统的大规模生产过细分工的装配线是不适合构

12、型变化多端的飞机生产的，解决这一矛盾的主要方法是：采用精益制造原则和方法；将装配作业均衡地分解到适当规模的不多的几个站位上完成；采用柔性化和大规模定制生产方式和生产设备。所以，对脉动装配线的认识一定要和大规模汽车移动生产线区分开来。采用脉动装配线会产生一种新的生产模式，如建立由总装按一定节拍拉动整个企业活动的新的生产秩序。整个企业在总装配生产的拉动下，精准、高质量的协同工作；形成 尽可能减少浪费、高效率、高增值比的工作过程，使飞机装配周期大幅度 缩短，成本得到有效控制；简化整个企业的计划管理和生产现场排序，使管理人员有更多的精力保证部门之间的协同和去处理例外问题；装配 作业采用标准化工作、自主

13、的质量保 证制度，比传统总装方式工人分工较 细等，提高了整个企业各个环节的工 作质量；激发所有的人员建立新的 工作责任感和协同确保总装配节拍 的激情，形成紧张有序的新的企业文 化。同时，脉动装配线也是建立在现 代先进制造理论和管理思想基础上 的，如精益思想和方法、柔性制造理 论、大规模定制生产理论、数字制造、 自动化和智能制造等。 国内飞机制造企业建立和应用 脉动装配线任重道远，其应用环境和 建线时必须注意的几个问题。 首先，生产大纲明确。对前途不 明朗和生产任务不确定的型号，不宜 建立移动式装配线。波音717就出现对需求量预测不正确而飞机下马， 总装配线只运行了不到一年的时间。 第二，飞机的

14、总产量与建立脉动 装配线的周期和成本要平衡。建线 需要周期，花费成本，线刚建成飞机 就停产了，显然建线就没有意义。波 音的卫星脉动生产线仅仅用来建造 12 颗星，但是每颗星的建造周期长； P-8A 海上预警机总产量也就 100 架 左右，波音都为它们建立了移动装配 线。实际上，在确定建线之前都经过 很长时间的论证和权衡，洛克希德 马丁公司在 2002 年为能否采用脉动 装配进行了长达 8 个月的争论。 第三，有精益制造的思想和技术。建立脉动飞机装配线最大的问 题是企业需要有较好的精益制造的 基础，企业领导班子有对精益思想理解和信仰。必须有应用各种精益方法的积累，如拉式计划管理、均衡 生产、单件

15、流、价值流分析、标准化工作、JIT 配送、精益的自主质量管理 方式等。 第四，解决好脉动装配线设计的技术问题。脉动装配线的建设是一个复杂的制造系统设计的项目。从价值流分析、新系统设计、到部装分支的建设以及配套的可视化和信息 化等，是一个涉及整个企业的系统工程。需要预先规划好，不要陆续的“补 课”。 第五，注重飞机装配线的全局性。脉动装配线不是总装车间或分部自己的事，而是整个企业的生产管理和运作方式的变革。不能靠一个部门冷冷清清的建设，而是由整个企业的意志和协同精神所支撑。最后，做好脉动总装与脉动部装的权衡。目前来看世界各国多数采用的是脉动总装线，他们都具备完善的全球供应链，可以很好地运行脉动总装线；而国内的成品件、原材料等供应环节不够完善。中国航空企业在介入脉动装配时，不妨从相对容易实现的脉动部件装配线入手。建立脉动装配线是飞机制造技术发展的必然趋势，是适应现代飞机 制造技术发展的必要需求，同时也是 提高整个国家的飞机制造水平和加速飞机研制过程的主要举措。参 考 文 献 1 陈绍文 . 精益制造和飞机移动式装 配线 . 航空制造技术， 2011(16):34-37. 2 王琰. 飞机总装移动装配线作业调 度优化研究D .上海：上海交通大学，2012.3 范玉青 . 波音 787 飞机总装配线及 其特点 . 航空制造技术，2011(23/24):38-42. （责编深蓝）