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本帖最后由 晨枫 于 2023-6-3 21:32 编辑
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手头有一本2020年第6期《海陆空天》,里面有一篇谈到脉动生产线的。
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/ s% K/ R) Q( O- ?. x一直看到脉动生产线这个提法,一直不甚了了,这篇很好,从基本概念讲到Petri网络。早N辈子的时候听说过Petri网络这个说法,从来没有研究过,看来在离散事件系统最优化里用上了。# E2 s% I& P+ S. l6 }) _
$ W" u+ ]9 r7 z% ~" r脉动生产线是相对于固定工位和流水线而言的。顾名思义,固定工位就是只有一个站位,从最开始的零部件组装到最后的产品测试,“人动机不动”,直到完工、拉走。在每一道工序的时候,相关的工人、工装、材料进驻,开始工作;到下一道的时候,换人、换工装、换材料。最初的汽车也是这么制造的,直到不久以前,飞机也是这么制造的。问题是每一个站位都是从头到尾,没有一点并行工作,产量受到车间里站位数的限制。
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流水线反过来,“机动人不动”,装配线在不断移动,工人、工装、材料在固定位置,每一道工序在固定的位置进行,但在接连的产品上重复,所有站位并行工作,产量和效率大大提高。汽车制造从亨利·福特开始,就是流水线作业。问题是,每一道工序必须足够简单,不会因为问题而导致流水线堵塞,也需要有足够高的产量。! j6 i7 H' g9 A- m+ x! B2 N
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现代大部分制造业都是流水线作业。但飞机不是,因为飞机太复杂,产量又不够大,没法用流水线。# z5 C3 {7 I6 t0 M4 U+ V7 p
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脉动生产线在固定工位和流水线之间。整个装配过程分解为少数几个站位,每一个站位完成若干工序,然后移动到下一个站位。这样,减少了固定站位需要不断有工人、工装、材料进进出出的问题,也容许不同站位之间并行工作。. s# H0 N8 v6 a! y' L
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更加具体的还有很多问题:站位的划分,工装和材料的及时保障,等等。6 X5 V6 y' W! N6 r. Z( a
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根据文章,中国最早的脉动生产线是西飞制造歼轰-7A时建造的,2005年立项,2010年投产。2012年,洪都的L-15也用上了脉动生产线。2016年,成飞用脉动生产线制造歼-10改进型,估计就是歼-10C。2015-16年,西飞用脉动生产线制造运-20。2017年,陕飞打通运-9的脉动生产线。2017年,哈飞也在直升机制造上用上了脉动生产线。据报道,成飞已有3条歼-20的脉动生产线,第四条正在建设中。
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西工大、上交大、南航、东南都参加了脉动生产线的建模仿真,但浙大先进技术研究院才是主导,已经研制了17套飞机自动化装配系统和2条脉动生产线,为歼-20和运-20的批量生产做出很大贡献。
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/ Z3 e5 B5 r6 i4 M3 n! c5 I文章中特意提到,浙大团队与中航联合,从航空制造加工工艺基础研究转向飞机装配工程关键技术攻关,攻克装配间接失效、制孔失准、定位变形三大难题,研制成功动态成组定位系统、移动机器人制孔系统、环形轨道制孔系统、5+X轴专用机床制孔系统、卧式双机联合钻铆机等,为运-20、歼-20、运-9等9个型号的制造提供工艺、技术、装备及系统的重要支撑。其中卧式双机联合钻铆机的钉头齐平读从0.05毫米提高到0.02毫米,实现了飞机壁板装备的全自动化,故障率小于千分之一。此前都是人工钻铆,故障率高达10%。# i8 b" Q( H/ u: R- m& n3 S9 d
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相比之下,歼-11早期型号总装时,都是人工钻铆优势需要工人跪着铆装,生产效率和质量不可能高。4 h- ~. r& v8 F& }, t: g
" n7 |7 h4 p3 K% M- {$ ]6 x采用脉动生产线后,成飞某型生产周期从41天下降到30天,工作组数有12组降低到10组,一年可生产40-50架歼-10。
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( |) G2 f$ L4 ]4 o' H2 r" f5 \6 U+ i西飞以前制造运-7的时候,机翼与机身对接可需要一天时间,现在中i需要40分钟。预计脉动生产线可使得运-20的生产速度提高10倍。具体数据不知道,估计每年能有30-40架?, i Q' Y5 v8 {5 h5 R* b v
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陕飞的运-9产能在脉动生产线之后,达到每年72架。
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“而某型新一代战机的脉动生产线正在建设中,据报道每月生产3架的能力。”这就令人浮想联翩了。这不是歼-20、运-20,肯定是什么重要飞机,会是轰-20吗?每月3架,一年就是36架?真按这个速度投产的话,美国空军又要跳脚了。: O8 T$ B. F) W
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涡扇20也用上了脉动生产线,而且模仿赛峰和普惠,采用可升降、可转动的悬挂式,工人不再需要趴在底部装配了,大大提高装配的速度和质量。' e- ?( J A9 @! @
$ V* g, r ~, z5 i" q不能光看产品技术,制造技术也是大国重器,脉动生产线对航空工业就是这样的关键技术。
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9 P( c K: s) C赛峰协作商eXcant的发动机脉动生产线3 Q. Q4 f! k7 F- ?
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F-22的脉动生产线! O4 W, c' K' _4 y! i. R
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+ G V( S6 R* AF-35的脉动生产线 |
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