飞机装配的生产计划优化及执行过程监控

倪维丹

摘 要：当前，航空制造业发展速度快，飞机制造企业的生产组织模式正向批产、研制和维修生产的共存模式转变。在新的形势下，优化飞机装配生产计划，并加强对执行过程的监控，对于提升企业的市场竞争力意义重大。文章从不确定信息环境下的飞机装配生产计划优化和执行过程监控两方面进行了分析。

关键词：飞机装配；生产计划；优化；过程监控

中图分类号：V262.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）11-0112-01

飞机制造行业的市场需求量逐步攀升，给飞机制造企业的发展提供了良好的外部环境，为了适应新形势的需要，企业的生产组织形式也逐步过渡到中、小批量和多任务生产共存的形式。为了保证飞机装配质量，优化装配生产计划及加强装配过程的监控，显得尤为重要。本文即对该命题进行了有益的探究。

1 信息环境不确定下飞机装配主生产计划的优化

飞机的制造的组织生产与装配，通常是由订单和历史数据预测决定的，在制定装配计划时，必须根据架次来管理，以订单、需求预测、构型BOM清单，还有工艺文件、工装状态和零部件库存等信息作为依据。而在装配时，制造信息贯穿于计划制定、执行过程之中。

不过由于飞机装配复杂，计划、生产类型、预测和订单等因素均会对主生产计划（MPS）产生影响。为了解决上述问题，需要在考虑生产能力、需求和成本等不确定因素后，制定不确定理论随机模糊扩展模型，通过其来制定优化的MPS。

比如某家飞机制造企业计划在一季度内装配A1、B1、C1三种信号飞机，生产能力为2 400 min/月。现在假定系统需求冻结期，三月末需要高成本来维持库存量。同时，假设在装配中可适当延长生产期限，根据下面的运行结构，如图1所示。

运行结果显示，置信因子α、β对生产水平有较大的影响，且α、β越大时，装配生产的成本研究越高，且后者比前者对生产成本的影响率更高。因此，在实际生产中，为了在满足生产能力的同时，减少生产成本，可采取的措施就是控制生产能力消耗置信水平。在实际生产过程中，给定能力置信水平β、费用置信水平α及满足需求置信水平γ时，便可制定一个准确的主生产计划。

2 基于网络技术的飞机装配生产作业计划的优化

制定飞机装配主生产计划后，还需根据生产能力、作业顺序等制定阅读、周生产计划。从整体来看，装配车间具有交叉作业、装配工作量大、对物料配套要求严格和效率高等特点。为了更好进行飞机装配生产，需要不断优化月度、周生产装配计划。如图2所示。

比如某型号的飞机机身装配项目，又尾翼装配和襟副翼装配两个子项目组成，通过添加虚拟的任务及代号网络图，可将两级装配项目合并为同一个装配计划项目，编号为1，合并后的装配开始时间与约束条件等，不发生改变。其中，襟副翼装配优化后的流程如下：

后腹板装配→翼梁装配→铆接上下壁板、装配上壁板→安装尾部型材→安装前肋。

经过优化之后的组织生产装配计划，根据粒子群算法计算得到，尾翼装配优化后的工期为25 d，襟副翼优化后的装配工期为16 d，加权后，两个子项目的总装配工期为23 d。不但节约了成本，而且还缩短了装配工期。

因此，在优化飞机装配主生产计划后，还应建立飞机装配作业多级网络计划模型，制定最底层车间装配作业计划的优化方法，为装配执行提供理论依据，以在实际的装配过程中尽可能缩短装配时间。

3 基于工作流技术的飞机装配执行监控

计划不落实无异于空头支票，为了真正产生价值与效益，应对飞机装配车间的装配作业进行有效的监控，加强对执行过程的监控。笔者主要探讨的是基于工作流技术的飞机装配执行过程监控。

工作流技术是指在计算机技术支持下，实现整个生产过程的半自动或全自动化。在日常业务活动中，受计算机控制的过程均可被视为工作流。随着计算机技术的不断提高，工作流技术的应用范围也越来越广。飞机装配生产工作流分为装配准备阶段、执行阶段，在这两个阶段内有包括众多的环节。飞机装配业务流程的特点为生产信息实时反馈、信息的动态变更及制造资源的实时调度分配等。

基于工作流技术的飞机生产装配，可实现业务过程建模、仿真分析、过程优化和管理及集成等：首先，创建飞机装配工位流程图，反映与产品的装配关系；其次，下发及接受生产装配指令。为了更好对飞机生产装配进行控制，需要实时采集工位信息，并将采集的生产数据与计划数据进行动态比较，了解和掌握执行和处理过程中出现的问题，为后续计划的优化提供基础数据支撑。操作流程为：检验员接到装配指令后，进入页面，并在页面上查找负责的装配任务，并按照装配指令，完成装配作业，并填写检验结果或工序参数。装配操作流程为：工序开工→工序检验→工序保留或进入下一道工序。对于装配中出现的问题，装配工人应填写问题记录，确保装配流程顺利完成。

在装配执行监控中，获取的装配任务完成率、质量信息等数据，可为生产统计、质量问题分析和纠正措施的制定提供基础数据，以改进后续装配，降低生产成本，并缩短了装配生产周期，且能确保装配质量。

4 结 语

飞机装配过程是一个非常复杂的过程，设计多个环节、多个子项目，需要制定完善优化的装配优化方案，并加强对执行过程的监控，以保证装配的质量。本文结合自身经验，从飞机装配主生产计划优化、装配作业优化和生产装配过程监控等三个方面进行了分析总结。

参考文献：

[1] 董慧博，徐建新.面向飞机装配的MES系统研究[J].航空制造技术，2010，（18）.

[2] 吴峰，马丽丽.面向MES的装配作业调度系统研究[J].杭州电子科技大学学报，2011，（30）.

[3] 周小波，刘元.基于层次时间Petri网的飞机部件装配过程建模方法[J].计算机应用，2012，（4）.