飞机装配工艺的分析与评价研究
刘鹏
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刘鹏,. 飞机装配工艺的分析与评价研究[J]. 中国航空航天科学,2021.2. DOI:10.12721/ccn.2021.157015.
摘要: 飞机装配工艺是装配规划中重要的步骤和内容之一。针对飞机装配中涉及零件多,装配方案复杂的特点,要从飞机装配的效率、成本、精度等方面进行装配评价指标分析。通过对装配数据进行分析,收集特殊的样本数据,结合装配经验和实际案例,确定装配工艺的初步评价意见,最终可以获得样本的训练支持向量机,最终结合计算机综合评价系统,实现飞机装配工艺方法的适用性、准确性分析。
关键词: 装配评价指标;支持向量机;综合评价系统
DOI:10.12721/ccn.2021.157015
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1.装配评价指标

飞机装配指标是实现飞机在装配过程中进行评定的数值,是评价飞机装配质量的重要目标,主要从以下几点进行。

1.1 装配精度指标

(1)工作空间,是对装配工人工作空间和工作舒服程度进行评价的指标,需要满足装配空间大、便于操作、搬运和拿起舒服,符合图1.1;图片27.png

图1.1  作业空间示意图

(2)装配定位,飞机装配中需要大量的定位指标,完成零件的装配、组件的装配、板件的装配、段件的装配;

(3)型架质量,型架是装配中非常重要的工艺装备,是保证飞机各部件与零件相对位置的工装,需要满足定位精度高、夹紧可靠、损伤程度低等指标;

(4)装配方向,示意图如图1.2,方向与重力方向相同,便于装配操作与装配精度,方向A,反之如果为方向B,不利于装配。

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图1.2装配方向示意图

1.2 装配周期指标

(1)人工熟练程度指标,需要根据装配中不同岗位与工序制定相应测装配熟练指标;

(2)铆接机械化指标,飞机装配中需要大量的铆接,另一部分是采用螺栓连接,因此需要制定铆接指标,判定什么位置需要铆接;

(3)装配序列,在装配工艺制定中,需要制定装配的序列,串联装配还是并联装配,如图1.3,装配效率是不同的。 

图片29.png

图1.3装配序列示意图

1.3 装配成本评价

(1)专用工艺装备,型架成本标准化,对飞机装配过程中用到的工装、型架制定采购标准成本,对一些特殊装配,需要使用大量人力、工装的装配,需要制定专用工装成本分析;

(2)流水线布置合理性分析,飞机装配工装是飞机生产线最主要也是最终的生产步骤,因此装配车间生产线安排要合理,避免采用一字型和并行的装配生产线,占地面积大,浪费资源,采用机头与尾翼叠加,两个机翼叠加的情况,节省面积,同时也提高装配效率。

2.支持向量机

支持向量机理论是经过严格的数学推理而得出的,在解决小样本、高维模式识别、非线性的问题表现出很多优势,是对装配精度和装配效果的一种考量方法,例如图2.1分析示意图。

图片30.png

图2.1  超平面示意图

支持向量在飞机装配工艺的应用主要用于多分类与模式识别问题解决上,而对于分类情况下主要利用线性支持向量机与非线性支持向量机两种,非线性支持向量机是在超平面情况下使用。

在使用支持向量机预测装配结果时,需要对支持向量机训练,例如在对某飞机装配的装配方案进行分析,4种不同的装配方案,需要24种装配作为训练样本,通过对不同训练样本进行分析,得出评测值,确定最终的装配方案。

3.综合评价系统

根据飞机装配的需求和数据分析的要求,对装配工艺进行系统综合开发,研发出综合评价系统,系统的功能主要如图3.1. 

图片31.png

图3.1  系统功能图

系统的功能确定之后,需要制定相应的流程,流程上需要先获得装配方案数据,确定飞机装配工艺方案,利用支持向量机对不同方案进行预测,通过不同的方案进行结果对比,如果数据满足要求,完成分析,如果不能满足要求需要重新选用训练样本,再次进行分析,最终得到想要的结果,流程如图3.2.

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图3.2  功能实现流程图

系统采用CATIA进行开发,工具选用CAA,通过机械设计装配设计模块进行相应的功能开发,界面如图3.3。

图片33.png

图3.3 主界面图

结论

飞机装配工艺的制定中需要结合大量的实际案例,分析装配中的复杂过程、影响飞机装配的关键要素,定性和定量的采集数据,结合飞机装配实际过程与装配目标,制定相应的装配精度要求、装配周期要求、装配成本分析、人工装配分析,制定装配评价指标,实现飞机装配过程指标可探测、可达到、可依据,增加飞机装配过程中的控制程度,增加装配精度,保证飞行安全。

参考文献

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