1. 引言
随着科学技术的进步，现代飞机装配工艺技术逐渐发展成熟，但国内大多数飞机企业对飞机整体油箱装配工艺技术仍然较为薄弱。目前在国内生产的很多机型存在着诸多问题，如：生产周期长、维修成本高、装配质量差、设计与制造脱节等问题。因此，加强飞机整体油箱的装配工艺技术水平，降低生产成本并提高产品质量具有十分重要的意义。精益生产是以改善产品质量为核心，以降低制造成本为手段而形成的一种新型生产方式。在精益制造思想中，将整个生产过程看作是一个系统，通过优化资源配置实现整体优化。本文结合某型飞机整体油箱装配工艺技术进行研究，通过对该型飞机整体油箱装配工艺流程进行分析和研究：对产品设计理念和设计流程进行优化；对布局进行合理设计；建立精益生产下的仿真系统；实现了基于精益生产方式下的某型飞机整体油箱装配工艺技术。
文章中，建立的精益生产仿真系统可有效分析优化前后整体油箱装配工艺技术水平，其内容如下：采用传统的“单工序流”模式进行产品设计；以 JIT为基本原则，对该型飞机的整体油箱装配工艺流程进行了优化，提出一种“单工序流”设计方式；在优化过程中引入精益生产中的“零浪费”思想，通过减少多余动作和消除不增值活动对工艺流程进行了优化；采用现代软件工程方法对仿真系统进行开发和建设，并运用仿真软件对该型飞机整体油箱装配工艺流程进行了仿真分析。本文采用先进的计算机网络技术、数字仿真技术对该型飞机整体油箱装配工艺流程进行研究。
2. 总体布局优化
飞机整体油箱是集结构、机械、电气于一体的复杂产品，装配过程涉及液压、电气等多个专业，以及众多的机械、气动、液压控制部件和结构零件，因此将其分解成很多小的单元，在各个单元内进行工艺设计和装配。在此基础上，采用模块化的设计思想对油箱进行了总体布局优化。按照模块化思想将飞机整体油箱划分为若干个模块，每个模块都有自己相应的工艺要求。通过模块化设计，可在此基础上合理地安排工序与流水时间，实现制造过程的专业化。模块化设计还可以灵活地适应新工艺、新技术和新材料等，并能以最短时间满足产品制造要求。总体布局优化后，通过合理安排各个模块的装配顺序和流水时间，使零件按工艺流程顺序依次流转至指定工位进行装配。
与传统的工艺布局相比，这种全新的生产方式在降低生产成本的同时，缩短了生产周期，提高了生产效率。通过对零部件进行优化分配，使其能够有效地利用资源，大大节省了制造资源。在整体油箱装配过程中，可以实现零部件的优化分配。在此基础上使用数字化三维技术和虚拟装配技术提高产品质量，并实现批量化生产。在总体布局优化过程中，工艺人员通过对设计图纸和实际制造产品进行比较分析后确定合理的工艺方案。建立数据库及模型库来管理设计人员与制造人员、工装及夹具数据信息资料；根据工程技术人员提供的制造工艺顺序表进行零件工序安排；再利用虚拟装配软件实现装配过程仿真。
3. 生产流程优化
生产流程的优化是以减少产品制造周期为目标，以减少成本、提高生产效率和保证质量为原则，采用精益的生产方式。通过对生产线布局的优化，从根本上改变了传统的机械生产方式。在此基础上利用仿真软件建立了该型飞机整体油箱装配工艺流程的仿真系统，通过仿真可以模拟产品在整个工艺过程中所发生的各种变化。本文采用了精益制造理论中“5σ”质量管理标准来实现对飞机整体油箱装配工艺过程进行分析，建立了精益生产流程模型和精益生产能力计算模型，将原设计中包含一道工序、三道工序和四道工序5个工位简化为4个工位和2个工位。
在产品装配过程中，通过对人员进行培训及考核等方式，不断提高工作效率。结合现场实际情况及产品装配要求等制定了一系列的工艺流程及标准操作程序并制作成标准手册指导现场人员规范操作。并对部分关键岗位人员进行培训考核，根据考核结果及时对部分关键岗位人员进行调整以保持设备正常运行或淘汰不合格人员。通过这些措施确保了生产线稳定、连续、高效的运行，产品质量也得到了保证。
产品从图纸设计、加工制造到安装调试需要经过设计人员、工艺人员和检验人员共同努力才能完成。由于产品的特殊性，制造过程中的质量控制是保证产品质量和生产效率的关键。当出现问题时，可以通过调查分析及时找出问题产生的原因并采取相应措施解决，同时也能对员工进行有效的培训。由于某型飞机整体油箱装配过程中存在工艺复杂性、质量难控制以及产品研制周期长等问题，为了达到精益生产要求，改善飞机制造过程中存在的浪费问题，以节约成本为目标，建立了精益生产能力计算模型，对该型飞机整体油箱装配进行了分析并提出了优化方案。
4. 工艺布局优化设计
采用先进的设计理念和布局方式，能够有效的提高生产效率，降低生产成本。根据某型飞机整体油箱装配工艺技术存在的问题，对其进行工艺布局优化设计。通过对生产工艺流程和生产设备的改进，能够有效地减少产品等待时间、减少人机交互次数、提高设备利用率和降低员工劳动强度。根据实际需求确定了“一主两辅”布局模式；对装配流水线进行了优化，将单一工位改造成多工位组合形式。在各工位之间采用输送线连接，保证产品能够同时在每个工位之间进行转移和安装。并采用移动式工装车实现了车间内的移动装配。针对“一主两辅”布局模式下出现的问题：一是由于存在设备不能同时使用的现象；二是随着生产线工作时间的增加，由工人进行人员调配后需要对各工位进行人员调配，这会造成人力资源的浪费。
所以在布局模式设计过程中，采用了“一主两辅”的模式，即在装配流水线上设置了两个工位，用于放置工装和工件；每个工位同时容纳一个工人进行装配工作。这种布局模式有效地解决了设备不能同时使用的问题，实现了人力资源的最大利用；同时根据实际生产需要在装配线上放置了移动工装车和自动换模设备。当生产线工作时间结束时，通过对工作站的统计，能够实现员工从一个工位移动到另一个工位的目的。通过对装配流水线优化后，仅需1人就能完成所有的装配工作，提高了生产效率。同时生产设备和人员都得到了有效利用和节约。
5. 仿真验证及应用分析
为了验证某型飞机整体油箱装配工艺流程优化的可行性和有效性，建立了精益生产方式下的生产仿真系统。通过对某型飞机整体油箱装配工艺流程优化前后的数据进行分析对比，可得出以下结论：优化前整体油箱装配工艺流程中，对飞机中舱结构件如铆接点、螺钉、螺栓等的安装都是由工人手工完成，需进行二次装配操作，并在现场进行简单装配。整个过程耗时较长，效率较低。采用精益生产技术后，该型飞机整体油箱装配工序流程得到了优化。
根据某型飞机整体油箱装配工艺流程优化后的数据分析可知：在该型飞机整体油箱的生产过程中可以减少25%左右的零件数量；减少30%~50%左右的零部件数量；减少了近60%左右的劳动力。在保持较低成本的基础上，实现了产品质量和生产效率等方面相对优化前有显著提升。采用精益生产方式后可以降低产品成本，提高产品质量。某型飞机整体油箱在生产过程中缩短了大部分零件的制造周期，提高了零件加工效率等。降低了人工成本、原材料成本等方面所带来费用支出，实现企业综合竞争力增强。
通过对某型飞机整体油箱装配工艺流程优化后的仿真对比分析可知，在该型飞机整体油箱的生产过程中，实现了较低的生产成本，提高了产品质量，增强了企业综合竞争力。通过对优化前和优化后整体油箱装配工艺流程的对比分析可知：在某型飞机整体油箱装配工艺流程优化后，提高了该型飞机整体油箱装配工艺流程效率和产品质量，缩短了生产周期，减少成本投入；同时也降低了人工成本和原材料成本等方面所带来费用支出。通过对某型飞机整体油箱装配工艺流程优化后的仿真验证可知：该型飞机整体油箱的设计理念、生产流程和工艺布局等方面均得到改进和完善。
6. 结论与展望
本文针对某型飞机整体油箱装配过程中存在的问题，通过对产品设计理念、生产流程和工艺布局进行优化，建立了精益生产方式下的整体油箱装配工艺流程。该流程经过优化后，缩短了生产周期，降低了成本。同时利用仿真软件进行了仿真分析，以验证优化方案的可行性和合理性。通过对该型飞机整体油箱装配工艺技术研究与实践表明：基于精益生产的整体油箱装配工艺技术能够有效地提高产品质量、缩短产品制造周期和降低产品生产成本，是一种先进的生产方式。同时也为其他航空制造企业在精益生产方式下开展飞机整体油箱装配工艺技术研究提供了理论借鉴。
本文的不足之处在于：本文研究的是基于精益生产下的整体油箱装配工艺技术，而在实际应用中，传统的生产工艺流程也能满足相关要求。因此，今后还可以考虑将其他一些先进的生产方式引入到飞机整体油箱装配工艺技术中，从而进一步提高飞机整体油箱装配工艺技术水平。随着航空制造技术的发展，人们对航空产品的需求逐渐增多，如某型飞机整体油箱装配所需零部件种类较多、数量较大，整个生产过程中所涉及的装配技术也比较复杂。因此，今后还需要在提高生产效率、提升产品质量方面做进一步的研究和改进。本文在进行飞机整体油箱装配工艺流程设计时，只是对某型飞机整体油箱装配过程进行了分析和优化，而对于整个生产过程中的每个工序之间的关系没有进行深入分析与研究。因此今后可以将飞机整体油箱装配工艺设计中相关理论与其他工艺技术相结合，进一步完善和优化该型飞机整体油箱装配工艺流程。
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