熊 旭，鐘冬平，唐 姍，文松濤

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌，330095）

0 引言

蒙皮零件是飛機(jī)的主要零件類型之一，顯著特點(diǎn)是批量少、品種多和尺寸較大，隨著現(xiàn)代飛機(jī)性能指標(biāo)要求的不斷提高，蒙皮零件形狀日趨復(fù)雜，外形尺寸精度和表面要求越來(lái)越高，數(shù)字化的工藝設(shè)計(jì)和成形技術(shù)是鈑金技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

目前公司陸續(xù)建成了大型客機(jī)前機(jī)身及中后機(jī)身大型蒙皮生產(chǎn)線并正式投入生產(chǎn)，成功支撐了大型客機(jī)前機(jī)身和中后機(jī)身大型蒙皮研制的科研生產(chǎn)任務(wù)。但由于在研制期階段，大型客機(jī)蒙皮采用單架份投產(chǎn)的模式進(jìn)行生產(chǎn)，且工藝方法和管理方式仍處于摸索階段，導(dǎo)致研制期階段大型蒙皮年產(chǎn)量不能滿足批量階段的大型蒙皮生產(chǎn)進(jìn)度要求。因此，蒙皮生產(chǎn)線的產(chǎn)能提升工作已迫在眉睫，現(xiàn)對(duì)公司目前大型客機(jī)蒙皮生產(chǎn)線制造效率進(jìn)行分析并依此制定蒙皮產(chǎn)能速率提升方案。

1 大型客機(jī)蒙皮生產(chǎn)線總體生產(chǎn)周期分析

目前蒙皮生產(chǎn)周期，主要包含加工工序的時(shí)間，以及各工序之間流轉(zhuǎn)和包裝交付時(shí)間，同時(shí)還有蒙皮鏡像銑、蒙皮展平銑等關(guān)鍵設(shè)備的產(chǎn)能不足而造成的蒙皮等待加工的時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在各蒙皮滾動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)的情況下，按現(xiàn)有研制批生產(chǎn)能力計(jì)算，單架份客機(jī)大型蒙皮生產(chǎn)流程，如圖1所示，待加工時(shí)間約占39%、工序流轉(zhuǎn)時(shí)間約占27%，這兩項(xiàng)工序的累計(jì)耗時(shí)總和達(dá)到全架份飛機(jī)累計(jì)總耗時(shí)的2/3(占66%)，這表明在研制期的蒙皮生產(chǎn)條件下，加工工序之間的流轉(zhuǎn)、待加工時(shí)間占據(jù)了所有蒙皮加工大部分周期，而其中蒙皮鏡像銑待加工時(shí)間占了33%，這表明蒙皮鏡像銑產(chǎn)能不足，是影響蒙皮生產(chǎn)效率提升的重要因素。

另外從圖1可以看出，工序流轉(zhuǎn)時(shí)間約占整個(gè)周期的27%，即工序與工序之間，因設(shè)備、協(xié)調(diào)或運(yùn)輸問(wèn)題而等待停留時(shí)間占整個(gè)生產(chǎn)周期的1/3，這說(shuō)明如果能有效降低因設(shè)備、協(xié)調(diào)或運(yùn)輸?shù)确羌夹g(shù)問(wèn)題而造成的等待流轉(zhuǎn)工序時(shí)間，那么蒙皮的加工效率將大幅度提高。

圖1 各工序累計(jì)耗時(shí)占比

如果從完成單架份蒙皮生產(chǎn)所需時(shí)間來(lái)看，完成單架份蒙皮生產(chǎn)所需時(shí)間取決于生產(chǎn)周期最長(zhǎng)的那一項(xiàng)蒙皮的制造時(shí)間，而從單張蒙皮的各個(gè)主要加工工序來(lái)看，鏡像銑工序是制約蒙皮生產(chǎn)進(jìn)度的主要瓶頸，即使鏡像銑開(kāi)啟“三班倒”的工作模式，也不能滿足客戶方對(duì)蒙皮產(chǎn)能的需求，這表明鏡像銑本身的加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也是制約蒙皮生產(chǎn)效率提升的重要原因。

2 影響大型客機(jī)蒙皮生產(chǎn)關(guān)鍵步驟的生產(chǎn)速率分析

以一架份飛機(jī)占用加工時(shí)間的多少來(lái)排序，占用加工時(shí)間最多的前3項(xiàng)分別為等待加工、鏡像銑加工、工序間流轉(zhuǎn)，因此可以認(rèn)為影響大型客機(jī)蒙皮交付進(jìn)度的關(guān)鍵就是上述3步。為提高蒙皮交付速率，有必要對(duì)上述關(guān)鍵因素作進(jìn)一步分析，以找出制約生產(chǎn)效率提升的關(guān)鍵因素。

2.1 待加工工序生產(chǎn)速率分析

在一架份蒙皮的生產(chǎn)中，等待鏡像銑和等待展平銑切工序前的等待時(shí)間為影響蒙皮加工效率的第一因素。如圖2所示，每張蒙皮銑切工序之前的等待時(shí)間的長(zhǎng)短受蒙皮投產(chǎn)數(shù)量的影響和支配，隨著蒙皮投產(chǎn)數(shù)量的逐漸增加，蒙皮銑切前的等待時(shí)間也逐漸增加且增加幅度呈加速上升的趨勢(shì)。

圖2 銑切等待時(shí)間隨投產(chǎn)蒙皮數(shù)量的變化規(guī)律

如果單獨(dú)分析每種銑切方式下的銑切前等待時(shí)間隨投產(chǎn)數(shù)量的變化規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，展平銑蒙皮與鏡像銑蒙皮有相似之處，等待時(shí)間均隨著投產(chǎn)數(shù)量的增加而延長(zhǎng)，但從增長(zhǎng)幅度看，鏡像銑蒙皮遠(yuǎn)高于展平銑蒙皮。如圖3所示，銑切等待時(shí)間隨投產(chǎn)數(shù)量的變化規(guī)律可看成是近似的線性關(guān)系。

圖3 不同類型蒙皮銑切等待時(shí)間隨投產(chǎn)數(shù)量的變化規(guī)律

展平銑蒙皮等待時(shí)間隨投產(chǎn)數(shù)量的變化規(guī)律如公式（1）所示,其中，X為投產(chǎn)數(shù)量，Y為等待時(shí)間：

鏡像銑蒙皮等待時(shí)間隨投產(chǎn)數(shù)量的變化規(guī)律如公式（2）所示，其中，X為投產(chǎn)數(shù)量，Y為等待時(shí)間：

可以看出，待加工時(shí)間受投產(chǎn)數(shù)量的影響很大，投產(chǎn)數(shù)量越大，待加工時(shí)間越長(zhǎng)。生產(chǎn)能力的不足導(dǎo)致大量蒙皮被迫在銑切工序前等待，浪費(fèi)了大量時(shí)間?？梢哉f(shuō)，蒙皮鏡像銑和蒙皮展平銑的生產(chǎn)能力是制約蒙皮生產(chǎn)效率提升的重要瓶頸，并且鏡像銑前蒙皮的總體累計(jì)待加工時(shí)間遠(yuǎn)超展平銑前蒙皮總體累計(jì)待加工時(shí)間。可見(jiàn)，僅僅通過(guò)單獨(dú)大幅度提升鏡像銑產(chǎn)能的方法就能改善這種相互等待的情況，提升蒙皮的生產(chǎn)效率。

2.2 鏡像銑工序生產(chǎn)速率分析

在一架份大型客機(jī)蒙皮的生產(chǎn)中，需鏡像銑加工的蒙皮數(shù)量為20項(xiàng)，因此，鏡像銑加工也是影響蒙皮交付速率的重要因素。

不同類型蒙皮的鏡像銑加工時(shí)間不同，這主要受蒙皮原材料厚度和曲率半徑大小的影響，其中蒙皮原材料厚度對(duì)鏡像銑加工時(shí)間的影響尤為顯著。如圖4所示，隨著蒙皮原材料厚度的增大，鏡像銑加工時(shí)間顯著增加，材料厚度最大的6mm原材料蒙皮的平均加工時(shí)間超過(guò)材料厚度最小的1.6mm蒙皮的1倍，而在所有鏡像銑蒙皮中，有一半的蒙皮厚度超過(guò)3mm，這表明厚度超過(guò)3mm蒙皮的鏡像銑加工周期長(zhǎng)，耗時(shí)多，是制約蒙皮鏡像銑加工速率提升的主要原因。

圖4 蒙皮鏡像銑周期隨原材料厚度的變化規(guī)律

按照鏡像銑加工工藝特點(diǎn)和要求，可將鏡像銑加工工序細(xì)分為裝夾、探點(diǎn)、二次編程、銑切和檢驗(yàn)工序，每一工序的加工周期并不相同，相應(yīng)的占據(jù)鏡像銑總加工周期的比例不同。其中，銑切工序耗時(shí)最多，占鏡像銑總加工時(shí)間的63.5%，裝夾工序占總加工時(shí)間的12.9%，檢驗(yàn)工序占總加工時(shí)間的10.3%，探點(diǎn)和二次編程時(shí)間分別占總加工時(shí)間的6.8%和6.5%，如圖5所示。

圖5 鏡像銑各工序加工時(shí)間對(duì)比

裝夾、探點(diǎn)、二次編程工序?qū)儆阢娗星暗臏?zhǔn)備工序，而檢驗(yàn)工序?qū)儆阢娗泻蟮馁|(zhì)量控制工序，這些工序均屬于正式銑切工序前、后的輔助工序，并不屬于銑切加工的主體，并不產(chǎn)生實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益，且此兩項(xiàng)輔助工序共占用鏡像銑加工時(shí)間的36.5%，超過(guò)了1/3。更為重要的是，除了檢驗(yàn)工序之外，其他的輔助工序均需要在機(jī)床上進(jìn)行，即均需要占用機(jī)床的加工時(shí)間。這些輔助工序耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)影響了鏡像銑的加工周期，并且使得鏡像銑設(shè)備不能100%投入蒙皮的銑切加工，因此如能夠有效減小上述輔助工序，就能較大幅度提高蒙皮鏡像銑的利用率。

2.3 工序流轉(zhuǎn)速率分析

在一架份蒙皮的生產(chǎn)中，各工序之間的流轉(zhuǎn)時(shí)間占累計(jì)加工總時(shí)間的26.95%。這表明蒙皮加工工序與加工工序之間的流轉(zhuǎn)等待時(shí)間也極大地影響了蒙皮的生產(chǎn)效率。

在各主要加工工序之間均存在流轉(zhuǎn)，包括下料工序與成型工序之間的流轉(zhuǎn)、成型工序與銑切工序之間的流轉(zhuǎn)、銑切工序和切邊工序之間的流轉(zhuǎn)，切邊工序和打磨工序之間的流轉(zhuǎn)、打磨工序和半檢工序之間的流轉(zhuǎn)、半檢工序與清洗工序之間的流轉(zhuǎn)、清洗工序和滲透工序之間的流轉(zhuǎn)及滲透工序和表面處理工序之間的流轉(zhuǎn)等等，每道流轉(zhuǎn)工序可細(xì)分為組織搬運(yùn)人員、與下道工序單位辦理交接、對(duì)蒙皮施加保護(hù)、將蒙皮搬上轉(zhuǎn)運(yùn)架及將蒙皮運(yùn)輸至下一工位或廠房等主要工序。同時(shí)，按照流轉(zhuǎn)工序前后兩道加工工序的參與人員的相互熟悉程度和工位距離遠(yuǎn)近，可將流轉(zhuǎn)工序分為相近工序之間的流轉(zhuǎn)和不同工序之間的流轉(zhuǎn)。按照這種分類方法，銑切與切邊、打磨與半檢、清洗與滲透之間的流轉(zhuǎn)工序?qū)儆谙嘟ば蛑g的流轉(zhuǎn)，而成型與銑切、切邊與數(shù)控半檢、半檢與清洗、打磨與氧化之間的流轉(zhuǎn)屬于不同工序之間的流轉(zhuǎn)。兩種流轉(zhuǎn)類型所對(duì)應(yīng)的流轉(zhuǎn)工序如表1所示。

表1 兩種流轉(zhuǎn)類型所對(duì)應(yīng)的流轉(zhuǎn)工序

無(wú)論對(duì)于相近工序之間的流轉(zhuǎn)還是對(duì)于不同工序之間的流轉(zhuǎn)，召集組織人員均占據(jù)流轉(zhuǎn)工序的大部分時(shí)間，在相近工序之間的流轉(zhuǎn)中，生產(chǎn)組織工序需要大量時(shí)間，占該流轉(zhuǎn)工序總時(shí)間的50%，而在不同工序之間的流轉(zhuǎn)之中，生產(chǎn)組織工序則耗時(shí)更長(zhǎng)，占該流轉(zhuǎn)工序總時(shí)間的62.5%。這歸因于蒙皮尺寸和重量均較大，搬運(yùn)每一張蒙皮就需要4至10人不等，考慮到蒙皮連續(xù)滾動(dòng)同時(shí)生產(chǎn)的要求，同一時(shí)間往往有5張蒙皮需要在各個(gè)工序、各個(gè)生產(chǎn)工位之間進(jìn)行搬運(yùn)流轉(zhuǎn)，以平均每項(xiàng)蒙皮流轉(zhuǎn)需要8名搬運(yùn)工來(lái)計(jì)算，需要同時(shí)組織40名搬運(yùn)工進(jìn)行蒙皮的轉(zhuǎn)運(yùn)工作，這40名搬運(yùn)工的組織協(xié)調(diào)需要消耗大量時(shí)間。此外，辦理交接工序也需要消耗大量時(shí)間。除了協(xié)調(diào)搬運(yùn)工及辦理交接需要較多的時(shí)間之外，對(duì)蒙皮內(nèi)外表面貼附壓敏保護(hù)膜和用角保護(hù)器保護(hù)尖角也需要時(shí)間。

3 結(jié)論

1）蒙皮銑切待加工時(shí)間受投產(chǎn)數(shù)量的影響很大，投產(chǎn)數(shù)量越大，待加工時(shí)間越長(zhǎng)，且鏡像銑前蒙皮的總體累計(jì)待加工時(shí)間遠(yuǎn)超展平銑前蒙皮總體累計(jì)待加工時(shí)間。可通過(guò)單獨(dú)大幅度提升鏡像銑產(chǎn)能的方法，改善這種相互等待現(xiàn)象，顯著提升蒙皮的生產(chǎn)效率。

2）鏡像銑生產(chǎn)周期不僅受蒙皮原材料厚度和曲率半徑大小的影響，同時(shí)還受裝夾、探點(diǎn)、二次編程等輔助工序的影響，如能夠有效減小上述輔助工序，則能較大幅度地提高蒙皮鏡像銑的加工效率。

3）蒙皮工序流轉(zhuǎn)分為相近工序之間的流轉(zhuǎn)和不同工序之間的流轉(zhuǎn)，可通過(guò)建立一套智能物流系統(tǒng)或組建專業(yè)蒙皮搬運(yùn)團(tuán)隊(duì)的方法來(lái)提升蒙皮流轉(zhuǎn)速率，減少蒙皮的劃傷和蒙皮質(zhì)量問(wèn)題。