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飛機(jī)柔性工裝國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀跟系統(tǒng)的優(yōu)勢
文章摘要:
數(shù)字化柔性裝配技術(shù)進(jìn)步緩慢,飛機(jī)裝配的主要手段依然依靠傳統(tǒng)工裝,整個航空系統(tǒng)還未實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)字化技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用,制造成本居高不下;
【一】、國內(nèi)飛機(jī)裝配技術(shù)現(xiàn)狀
近來,尤其是二戰(zhàn)后,航空工業(yè)作為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和保衛(wèi)的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),了持續(xù)且的發(fā)展,同時也帶動了諸如新材料、通信、電子等高精尖技術(shù)特別是制造技術(shù)的蓬勃發(fā)展。
航空工業(yè)是拉動國民經(jīng)濟(jì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)是投入巨資進(jìn)行。在航空產(chǎn)品的制造中,飛機(jī)裝配是根據(jù)尺寸協(xié)調(diào)原則,將零部件或組件按照設(shè)計和技術(shù)要求進(jìn)行組合、連接,形成高的裝配件或整機(jī)的過程。
迄今為止,飛機(jī)裝配技術(shù)已經(jīng)歷了從人工裝配、半機(jī)械半自動化裝配到機(jī)械啟動化裝配的發(fā)展歷程,目前發(fā)展的數(shù)字化柔性裝配技術(shù)是成為了飛機(jī)制造業(yè)的科技制高點。在飛機(jī)的制造過程中,飛機(jī)零部件的尺寸大,數(shù)目多,精度要求高,協(xié)調(diào)過程多,裝配工作量約占整個飛機(jī)制造勞動量的40%~50%。因此,如何縮短生產(chǎn)時間,提高裝配效率和質(zhì)量,是航空制造業(yè)亟待解決的問題。
工裝的設(shè)計制造在飛機(jī)裝配過程中占有重要地位,而對于傳統(tǒng)的機(jī)械加工作業(yè)方式,特別是對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變、加工批量小的零件,隨著零件加工的結(jié)束,所配備的工裝就完成了其歷史使命,在飛機(jī)的改型換代過程中,往往束縛著航空企業(yè)的發(fā)展。
目前,我國工裝整體設(shè)計、制造水平與波音、空客等西方航空企業(yè)相比還有較大差距,總體上國內(nèi)航空企業(yè)依然沿襲前蘇聯(lián)的組織生產(chǎn)模式,自動化效率低,生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長,產(chǎn)品質(zhì)量低下、不穩(wěn)定,成本居高不下。具體來說,傳統(tǒng)的飛機(jī)裝配技術(shù)采用模擬量傳遞為基礎(chǔ),工裝設(shè)計缺乏創(chuàng)新性,造成工裝型架復(fù)雜笨重,制造困難,定位件及測量儀器缺乏統(tǒng)一規(guī)范體系;同時以模擬量方式傳輸協(xié)調(diào)各工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)的“串行工程”模式,嚴(yán)重阻礙著裝配質(zhì)量的提高,已成為制約我國飛機(jī)研制的巨大障礙。總結(jié)國內(nèi)航空企業(yè)生產(chǎn)制造方式的弊端,主要表現(xiàn)在以下幾方面:
1)依然沿襲著過去幾十年來批生產(chǎn)的手工作業(yè)和串行生產(chǎn)模式進(jìn)行飛機(jī)裝配,效率很低;
2)數(shù)字化柔性裝配技術(shù)進(jìn)步緩慢,飛機(jī)裝配的主要手段依然依靠傳統(tǒng)工裝,整個航空系統(tǒng)還未實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)字化技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用,制造成本居高不下;
3)未能充分實現(xiàn)工裝、工藝設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計并行工程模式,裝配工人需要翻閱大量的圖紙、工藝文件,各部門協(xié)調(diào)困難,返工率高,影響裝配周期;
4)采用外協(xié)加工的企業(yè)存在資質(zhì)認(rèn)證困難、保密性差、交貨周期長等問題。
近年來,我國航空企業(yè)聯(lián)手院校正在朝柔性化裝配技術(shù)發(fā)展。尤其是在工裝設(shè)計上,依靠引進(jìn)裝配技術(shù),進(jìn)行了大量實踐,漸漸摸索出適合我國國情的技術(shù)革新道路?,F(xiàn)階段來看,主要集中在采用CAD技術(shù)進(jìn)行了包括建立型架標(biāo)準(zhǔn)件庫和優(yōu)化型架及參數(shù)設(shè)計等;對于裝配工序的可視化仿真、裝配路徑優(yōu)化等虛擬預(yù)裝配相關(guān)技術(shù)也進(jìn)行了系統(tǒng)研究;在測量檢測方面,是力求采用自主的計算機(jī)輔助電子經(jīng)緯儀及激光跟蹤儀等設(shè)備進(jìn)行定位測量,技術(shù)水平了明顯提高。
工裝設(shè)計使工件能夠在工作臺上移動,且可旋轉(zhuǎn)夾持裝置,實現(xiàn)定位和曲面零件的姿態(tài)調(diào)整。三維柔性焊接平臺系統(tǒng)中的夾具機(jī)構(gòu)可分為4個模塊:底板、連接模塊、支承模塊和夾緊模塊,各模塊單元可分別設(shè)計制造,實現(xiàn)柔性定位。
【二】、柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)勢
科技的迅猛發(fā)展不但改變了物理世界,而且改變了人們的思想觀念,并從根本上改變了人們的生活方式,從而給制造業(yè)實體和理念上雙重性的深遠(yuǎn)影響??萍几锩鼛Я俗兏锏乃俣瘸掷m(xù)加快,從根本上加強(qiáng)了世界的互聯(lián)性,增加了多樣性,使得多元化成為常態(tài),并加劇了不穩(wěn)定性,從而使商業(yè)環(huán)境呈現(xiàn)出動態(tài)性的特點。由此,產(chǎn)品的革新速度和多樣性加快,特別是競爭與貿(mào)易深入發(fā)展,企業(yè)想在供應(yīng)鏈和競爭中占據(jù)有利位置而不被淘汰,就適應(yīng)由科技突變而帶來的環(huán)境變化的趨勢。柔性制造策略是制造業(yè)面臨信息時代挑戰(zhàn)的重要策略,也是適應(yīng)外部商業(yè)環(huán)境變化和客戶需要動態(tài)要求的重要策略。因此,建立柔性制造系統(tǒng)對于我國制造業(yè)的生存和發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。
1、靈活的適應(yīng)能力。柔性制造技術(shù)的“柔性”是相對于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的“剛性”而言的,它是相對的,動態(tài)的,也是不斷改進(jìn)的技術(shù),而不是一成不變的。由于工業(yè)化帶來需求的規(guī)?;?,傳統(tǒng)生產(chǎn)線主要實現(xiàn)的是單品種的持續(xù)性的大批量生產(chǎn),優(yōu)點是生產(chǎn),次品率低,單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本低,能同時滿足大量客戶的需求,適合標(biāo)準(zhǔn)化市場。但隨著科技革命的進(jìn)一步發(fā)展,它改變了商業(yè)環(huán)境和現(xiàn)代市場的需求方式,客戶需求變化,并表現(xiàn)為多元化和個性化特征。傳統(tǒng)的制造方式難以滿足現(xiàn)代市場要求的多品種、小批量和化的生產(chǎn)需求,缺乏現(xiàn)代市場所要求的靈活適應(yīng)性能力?;诂F(xiàn)代市場環(huán)境的變化,制造系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它能否在很短的周期內(nèi)生產(chǎn)出低成本、、不同品種產(chǎn)品的能力,能否適應(yīng)客戶需求的不斷變化。因而,柔性生產(chǎn)對于制造業(yè)變得越來越重要。
2、較高的客戶價值。由于柔性制造的思想和方法非常適合小批量、多品種、及時交貨的現(xiàn)代市場需求趨勢,在適合市場變化和客戶要求方面具有的靈活適應(yīng)能力。企業(yè)通過創(chuàng)造柔性優(yōu)勢,一方面,可以滿足了客戶的小批量、多品種的訂單需求,適應(yīng)了制造業(yè)市場多變的需求;另一方面,柔性制造系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮企業(yè)的柔性優(yōu)勢采取DESIGNIN的銷售模式,主動為客戶提升產(chǎn)品個性化價值,提高產(chǎn)品的附加值和客戶的滿足度,為贏得聲譽(yù),樹立良好的形象。DESIGNIN即“設(shè)計介入”,是指銷售人員要在客戶進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的前端介入。企業(yè)在實施DESIGNIN的銷售模式中,要推廣“顧問式銷售,專家式服務(wù)”的銷售文化:要求每位銷售人員要成為客戶產(chǎn)品問題的解決方案的專家,不僅僅推銷自己的產(chǎn)品,的是要從客戶需求的角度幫助客戶實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計,提升產(chǎn)品的個性化為客戶帶來較高的附加價值。同時,將客戶的個性化方案與企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢、柔性優(yōu)勢相結(jié)合,實現(xiàn)利潤模式上的雙贏。在客戶價值提升的同時,企業(yè)也將獲得大量訂單及個性化的溢價。