飞机制造的加速器:数字化装配技术 中国航空新

飞机制造的加速器:数字化装配技术 中国航空新

时间:2020-03-24 05:03 作者:admin 点击:
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20世纪80年代后期,CAD、CAM、CAE、CAPP、计算机信息和网络技术迅速发展起来。以美国为首的西方发达国家开始研究并首先采用飞机产品数字化设计制造这一全新技术。这项技术以全面采用数字化产品定义,数字化预装配,产品数据管理,并行工程和虚拟技术为主要标志,从根本上改变飞机传统设计与制造方式,大幅提高飞机设计制造的技术水平。

作为飞机数字化制造的重要环节,数字化装配可谓是飞机制造的 加速器 。它既保证了飞机装配过程中飞机三维数字化样机外形数学模型的唯一性和一致性,又对提高装配效率和装配质量,降低出错率和飞机制造、装配成本,缩短研制周期具有十分重要的意义。尤其是在飞机目标成本控制下,数字化装配技术可以满足用户所要求的全部性能指标,实现飞机性能成本比的飞跃。随着技术的发展和完善,飞机制造中的装配占用场所、装配过程中人工干预还将大量减少,从而最大程度地降低整机装配成本,提高装配质量,缩短装配周期。波音公司就率先在B777制造中采用无纸化设计开始全面实施飞机数字化制造技术;洛克希德马丁公司在先进军机研制中采用 柔性装配技术 应用了激光定位、电磁驱动等技术,在F-35的研制生产过程中,该公司也采用先进的模块化柔性自动化装配工艺和系统等。加工装配愈发精密、差错率明显降低、工具工装减少,装配制造周期缩短、制造成本降低。在我国,直到2013年大飞机的成功研制,才使得敏捷、高效、高质量的数字化装配这一技术优势被国内飞机制造企业所认识。随后,该项技术在国内各航空制造企业中的应用开始逐步深入。

而伴随着运8系列飞机平台的全新提升和飞跃,飞机批产与生产能力之间的矛盾日益严重,生产体系数字化程度偏低,无法满足飞机数字化生产需求。分析得出:一是目前飞机制造仍主要应用传统样板协调体系、模拟量传递的串行工作模式,飞机数字化装配研究和应用基本处于空白,传统的 试错 、高强度低效率的手工作业是目前存在的主要问题;二是随着飞机性能要求的提升,交付周期的缩短,更新换代的频繁,对飞机装配技术提出了更高要求;三是生产线正处于科研和批产高度交叉、重叠局面,由此产生大量部件装配设计和制造任务,调整复杂困难,虽重新规划工艺布局与实施能力建设,逐步实现两大平台飞机分线生产,但仍然严重影响飞机交付周期;四是信息化、自动化水平偏低,直接影响飞机有效装配时间和加工质量的一致性,装配效率低;五是整机技术协调复杂且困难;六是工装制造精度日益提高,工装制造周期占据的飞机整机生产时间过长,费用逐年攀升,管理较为复杂。积极构建飞机数字化制造体系,实现飞机制造全生命周期的数字量传递,并以数字化促进生产柔性,以信息化促进管理自动化,进而提高生产效率,满足生产周期和质量要求就成了企业当前乃至未来发展过程中极为重要的一环。

数字化装配技术应用在中航工业陕飞起步后,2010年规划设计数字化部件装配线,2011年启动厂房建设,2012年专项技术改造项目建议书通过国家评审,2013年成立专项建设指挥部,数字化部件装配线和总装配线的建设规划陆续投入实施中。如在飞机制造中应用自动制孔,铆接等先进生产制造技术;应用精益制造思想,引进脉动式总装生产线与自动化测试技术提高装配质量,缩短装配周期;以中央吊轨、滑轨、吊车滑轨为装配基准,采用激光定位,数字化测量方式进行部件装配,满足空投、货运要求,避免装配误差积累,提高精度,满足设计要求。通过数字化建线过程,使飞机制造从模拟量装配向数字化装配转型,迅速、全面地提升了飞机研制生产水平、技术、管理水平和整机生产制造水平,最终努力达到数字量协调,减少装配场地面积和装配工装数量,全面实现飞机装配数字化和自动化的终极目标。

2013年,数字化装配技术成功应用于飞机部件装配后,操作工人可使用计算机完成飞机部件的工序加工,通过可视化计算机装配图,将所需的设计、工艺、工装技术文件资料瞬间呈现于显示器上。对操作工人而言,最直观的感受就是 活儿干得更快、更精准了。 与此同时,厂房施工、设备安装、部件装配的同步进行,也让以信息化为先导的数字化改造有序进行,传统科研生产管理手段得到较大改观,航空产品生产能力大大提高。

如今,技术的发展和更新日新月异,数字化装配技术的推广应用也让 飞机制造 加速器 这一名称变得越来越 名符其实 。不久的未来,这项技术必然会在我国航空制造企业重要技术领域中占据不可或缺的地位,也必将推动全球飞机制造业向着模块化、集成化、智能化、经济化、绿色化的方向不断发展、前行! (陕宣)

责任编辑:张嘎