數(shù)字化裝配的探索與實踐
中航工業(yè)鄭飛以打造專業(yè)領(lǐng)域一流系統(tǒng)供應(yīng)商和國家隊為目標，瞄準國際水平、客戶需求、飛行器發(fā)展和武器進步，縱橫并舉，型號牽引，適應(yīng)市場，聚焦主業(yè)，實現(xiàn)了航空產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。批產(chǎn)交付任務(wù)快速增加，新產(chǎn)品研制節(jié)奏不斷加快、交付周期也越來越短，各種矛盾和困難同時在總裝現(xiàn)場交匯，給傳統(tǒng)裝配技術(shù)帶來巨大挑戰(zhàn)，創(chuàng)新變革推進裝配方式轉(zhuǎn)型升級勢在必行。
為提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可裝配性、裝配流程合理性、工裝設(shè)計適用性預(yù)先驗證手段，理順從設(shè)計到工藝、生產(chǎn)的信息傳遞，公司成立由設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、管理等各專業(yè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)骨干組成的攻關(guān)項目組開展持續(xù)的聯(lián)合攻關(guān)，致力于構(gòu)筑適合機載產(chǎn)品特點的數(shù)字化裝配體系。數(shù)字化裝配體系，由裝配仿真分析系統(tǒng)、三維裝配工藝系統(tǒng)、三維可視化系統(tǒng)、脈動裝配系統(tǒng)等四個部分組成：通過數(shù)字化仿真手段的應(yīng)用，實現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計階段就進行裝配全流程虛擬仿真；通過三維裝配工藝系統(tǒng)構(gòu)建，打造設(shè)計、工藝、制造信息一體化的數(shù)字化車間；通過三維可視化系統(tǒng)應(yīng)用，對裝配全過程進行可視化指導(dǎo)；通過脈動式裝配生產(chǎn)線建設(shè)，對生產(chǎn)裝配進行脈動組織，最大限度發(fā)揮其靈活、柔性的工作特點，有效解決多品種、小批量的生產(chǎn)難題，推進產(chǎn)品裝配均衡穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)高效產(chǎn)出。
數(shù)字化仿真系統(tǒng)。數(shù)字化仿真是一種基于數(shù)字樣機的先驗技術(shù)，可以對產(chǎn)品設(shè)計、工藝中可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)先分析，盡早發(fā)現(xiàn)不合理的地方，并及早完善。公司運用虛擬仿真技術(shù)，對產(chǎn)品生產(chǎn)前進行裝配驗證。通過數(shù)字化裝配仿真分析，不斷進行優(yōu)化迭代，在裝配前，有效減少因設(shè)計、工藝失誤而引起的返工和更改，形成科學(xué)合理的裝配方案，為產(chǎn)品順利裝配提供強有力的技術(shù)保障。
三維裝配工藝系統(tǒng)。該系統(tǒng)是公司與高校合作研發(fā)的工藝平臺，主要用于對機載產(chǎn)品裝配生產(chǎn)中的各種設(shè)計信息、工藝文件和制造要求進行全方位管理，它由企業(yè)基礎(chǔ)環(huán)境層、CAPP規(guī)劃管理層、工藝編制應(yīng)用層組成。通過此平臺的應(yīng)用，推進三維模型從設(shè)計到生產(chǎn)的全過程有效運用，更好滿足機載產(chǎn)品多品種特點對工藝系統(tǒng)的客觀要求。
基于模型的三維裝配。該系統(tǒng)作為實現(xiàn)機載產(chǎn)品裝配生產(chǎn)數(shù)字化的重要環(huán)節(jié)，是一種精細化的裝配工藝，其以動態(tài)的影像表述使裝配工藝變得更形象直觀，特別是對于復(fù)雜的關(guān)鍵操作過程，能夠通過動畫形式進行直接表達，變得更加容易理解，最大限度減少裝配操作錯誤，提高裝配的效率和質(zhì)量。公司將三維裝配工藝系統(tǒng)與3DVIA Composer進行集成，能夠方便快捷地完成模型轉(zhuǎn)換，并可將簽批后的演示動畫通過文件管理模塊從服務(wù)器直接推送至裝配現(xiàn)場的顯示終端，實現(xiàn)了零距離對接。
脈動裝配生產(chǎn)線建設(shè)。脈動生產(chǎn)線是以開放式、數(shù)字化、分布式的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)為平臺，通過自動物流傳送和現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸，將裝配生產(chǎn)線的物流和信息流進行集成，實現(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品柔性化制造的生產(chǎn)組織方式。脈動式裝配線是介于固定站位裝配與連續(xù)移動裝配之間的一種生產(chǎn)裝配形式，其典型特征是產(chǎn)品移動時不進行裝配作業(yè)，進行裝配作業(yè)時產(chǎn)品不移動。
公司堅持創(chuàng)新驅(qū)動，加強核心能力建設(shè)，通過數(shù)字化裝配體系的探索與建設(shè)，以數(shù)字化研發(fā)、脈動生產(chǎn)為標志的精益管理體系日臻完善，有力支撐了企業(yè)發(fā)展。裝配數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，對產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)起到明顯的促進作用。通過對產(chǎn)品設(shè)計進行裝配仿真、應(yīng)用三維CAPP系統(tǒng)編制工藝規(guī)程，工藝準備時間縮短50%；通過對工裝設(shè)計進行仿真驗證，工裝結(jié)構(gòu)合理性不斷增強，對近年新制工裝返修次數(shù)統(tǒng)計顯示，返工返修率下降42%；三維裝配動畫的應(yīng)用，拓展了知識傳遞和成果應(yīng)用，使一線技能操作人員的自學(xué)能力大大增強；脈動式生產(chǎn)線縮短了物流、集中了工序，經(jīng)對某主導(dǎo)產(chǎn)品進行統(tǒng)計，產(chǎn)品裝配效率提高33%。
面向“十三五”，公司將進一步加大兩化融合力度，在數(shù)字化研發(fā)平臺升級、基于模型的裝配制造技術(shù)、自動裝配鉆孔鉚接技術(shù)、數(shù)字化柔性裝配定位工裝、激光測量等數(shù)字化技術(shù)方面進行新的技術(shù)探索和研發(fā)，推進機載產(chǎn)品數(shù)字化裝配技術(shù)不斷完善，促進航空機載產(chǎn)品裝配數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)更高層次的發(fā)展。
上海先予工業(yè)自動化設(shè)備有限公司是一家集非標制定、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、工程服務(wù)為一體的工業(yè)裝備制造企業(yè)。公司以自主核心技術(shù)和系統(tǒng)集成優(yōu)勢為依托，針對企業(yè)用戶在生產(chǎn)過程控制中的各種復(fù)雜控制要求，采用DCS和PLC等控制系統(tǒng)為企業(yè)量身定制，技術(shù)先進、可靠性高、經(jīng)濟實用的電氣和自動化控制，生產(chǎn)，輸送，包裝、清洗系統(tǒng)，提供完整的非標制定自動化生產(chǎn)解決方案，從而有效為企業(yè)降低勞動力成本、提高品質(zhì)、提升效率。
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