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飞机装配数字化生产管控研究及应用

吴剑燊

沈阳飞机工业(集团)有限公司,辽宁沈阳,110850

摘要: 飞机的装配生产过程十分复杂,在飞机的生产进程中全过程的数字化综合管控是实现飞机装配生产过程透明、高效、有序、持续优化的目标。本文通过对飞机装配生产管理的现状进行了分析,提出了飞机装配数字化生产管控的制造执行系统的解决方案,并讨论了飞机装配MES的技术以及实现途径,MES是实施数字化生产管控的最有效手段之一。
关键词: 飞机装配;生产管控;制造执行系统
DOI:10.12721/ccn.2021.157001
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1.执行监控

1.1工艺路线和规程

工艺路线和工艺规程都是飞机装配过程中的基础文件,制造执行系统(MES)中的工艺路线是规定加工顺序与加工定额的技术文件,定义了多个工序序列,工序序列与AO是一一对应的关系,每道工序只包含一本AO。如图1.1显示了MES装配过程中工艺路线中工序和工步的串并行关系;红色表示问题处理,黄色表示已经开工,绿色表示完工。图片1.png图1.1 工艺路线装配流程图

工艺路线主要有以下几点作用:

a.提供计算加工或者装配成本的标准工时数据;

b.提供装配的先后顺序;

c.按照工序跟踪生产;

d.计算工件提前期,提供物料需求计算的数据来源;

e.提供工作中心的负荷数据,提供运行能力的计划。

1.2数字化生产执行监控

飞机装配是根据生产订单中工艺路线规定的工序在AO的指导下进行操作,在装配过程中记录生产与检验信息,依据工序的进度来判断生产订单的执行情况。

2.质量管控

2.1装配质量管控数据

MES的主要功能之一是质量管理,通过制造执行系统对生产状态的跟踪分析,大大提高了产品质量,提高了问题处理效率,改进了业务流程。质量控制就是从设计产品到实物装配的制造过程控制,质量管控通常分为三个阶段:

a.生产前准备阶段;

b.生产执行中质量检验与问题处理分析;

c.装配完成后的质量信息统计和归档;

2.2 MES中质量流程管理的主要功能

a.质量流程定义管理,如图2.1所示,飞机装配的业务流程管理包括模板的定义与部署,以图形化的方式进行在线设计。图片2.png图2.1 质量流程定义管理

b.自定义表单设计,电子表单的业务逻辑功能很强,对于数据的校验和预定义以及内容组织的表现形式通可以通过电子表单来完成。

c.可视化质量流程执行进度监控,通过流程执行引擎直接可视化直观的查看工作流程的状态。

3.制作资源与MES

(1)制造资源的状态建模

制造资源是指飞机装配过程中的零组件等物料与工艺装备等辅助物料。飞机的工艺装备是指飞机生产提供专门设计的夹具模具、地面设备、实验设备等技术装备。建立工艺装备的生命周期状态模型能够有效监控工艺装备的状态,提高设备的利用率,为生产计划提供参考,如图3.1所示,即设备从申请到报废的全过程;图片3.png

图3.1 工艺装备状态

(2)飞机装配型MES系统

a.系统管理,包括用户管理、角色管理、菜单定义、权限管理、数据库资源管理。

b.工艺管理,是实现装配工艺规程编辑功能以及相关功能的模块,包括信息编制、项目组织管理、装配工艺规程的设定、架次管理、工艺规程编制、试验申请、查询统计等。

c.工厂建模,包括工作中心、工位管理、工艺路线、班组管理、工作日历。

d.计划管理,主要功能就是从ERP同步获取生产订单,包括订单管理、工单管理、任务管理、派工管理、计划查询等。

e.生产执行,主要包括工序和工步的开停工、复工、报工等。

f.质量管理,主要包括工步与工序的检验功能,如质量检验、客户代码检验、偏差处理、报废单管理、不合格品管理、制造记录归档、印章管理等。

g.制造资源管理,这一模块主要是工装工具的库存管理,如库房排架层格信息的维护、工装的申请、工装的移交和领用、工装的出库归还等。

结论

本文以民用飞机制造执行系统为研究背景,研究了飞机数字化生产管控的应用设计与MES的核心功能 。首先我们对飞机装配的工艺路线进行讨论,提出了以工艺路线为前提的AO中心的数字化生产执行监控;其次针对飞机的质量管理问题,进行了质量流程建模,大大的提高了处理问题的效率;最后对飞机装配制造资源进行了介绍,明确阐述了MES的资源管理功能。本文是在民用飞机装配业务流程的基础上展开的讨论,主要是对生产执行监控,质量管理以及制造资源管理的研究,希望在以后的工作学习生活中能够深入研究数据采集分析、系统集成等更多方面。

参考文献

[1]王京辉. 航天产品制造车间应用 MES 系统可行性研究[J]. 航天制造技术, 2004.

[2]柴天佑, 郑秉霖, 胡毅, 等. 制造执行系统的研究现状和发展趋势[J]. 控制工程, 2005.

[3]董会波, 许建新, 董思洋. 面向飞机装配的 MES 系统研究[J]. 航空制造技术, 2010,18: 46-50.