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本帖最后由 晨枫 于 2023-6-3 21:32 编辑 6 T& m+ S" D: V+ R5 s7 z* u1 {7 @
* x, v8 I" W7 l. m' d3 r$ [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。 t$ B# Q: h! \, b( V& I7 o
$ v( q5 J3 y8 T: t- \& E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。
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?, e3 v; Z; }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。% b+ W" j# ?: L$ R; ]% G( B
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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。
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* N8 Z" w! J2 D& h' d: |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。3 u9 ]! V* k) y) v8 K
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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; E- H) q; @% _8 i- Z
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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。
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- U. Y3 m. X9 K8 R4 Y" F. }. b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。2 o: c* s8 `9 `9 ~# u9 O: L& k2 E
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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%。7 P' h+ o) J. `3 Y2 ]) R
_, e8 B4 W7 e. l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。. Y4 c7 @& B1 j6 |7 f
3 p' \# _; C/ S9 F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。$ R9 m9 G, K9 k
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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?
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P: y4 y/ l! m6 b3 A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。: t D }0 J+ N6 c! g& u
' ?6 ^+ g" ^3 x/ i3 ?! Y# Y- s& @5 m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。0 g6 c H( z. \
) [7 Y. b# O. N# K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。; R5 g/ N' G3 T1 f
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; G0 {9 g( Z$ ]/ i2 l( |8 C2 V赛峰协作商eXcant的发动机脉动生产线
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6 I8 X5 d D& X1 F7 g" m' }9 ^F-22的脉动生产线 _4 m; H1 ^2 l5 C2 s& y
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F-35的脉动生产线 |
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