航空维修中工装设计与制造模式的探讨

李文彬 郑荣华

摘 要：实践证明，受航空维修任务周期持续缩短的影响，航空维修企业对于全新工装设备需求量不断扩大，客观上要求相关技术人员以飞机大修工艺流程为立足点，全面分析传统航空维修工装设计及制造流程，着重强调彻底解决飞机工作设计制造期间的常见问题，促使工装设计及制造模式向制作速度化、研制数字化及设计柔性化等方向转变。本文以航空维修中工装设计及制造模式为切入点分析其现存问题，就提出具体的技术手段进行深入探究，旨在为相关从业人员积累更多的工作经验。

关键词：航空维修；工装设计；制造模式

航空装备维修工作水平与解放军部队战斗力间存在着密切联系，占据着举足轻重的地位及作用，尤其是航空维修工装设备中包括专用工具、试验设备、夹具、底面设备及模具，是实现飞机维修计划产量指标及提高维修质量的有力保障。同时，航空工装设备设计制造周期及制造质量不止与飞机维修质量间关系密切，更对于经济效益、维修进度、自制零部件制造技术水平及航空维修质量控制产生极其深远的影响[1]。从航空维修企业角度来看，深受日益扩大维修竞争需求的影响造成飞机维修周期持续缩短，并且航空修理厂肩负起众多型号飞机维修任务，一旦现有的维修厂工装研制模式不够健全则直接延长工装生产准备周期大大增加维修成本投入。鉴于此，本文针对航空维修中工装设计与制造模式的研究具有重要现实意义。

1.航空工装设计及制造的技术现状

从研究角度来看，有学者已深入研究飞机工装产品信息集成方法全面分析归纳各类工装设计制造信息，基本明确工装设计及制造的协同流程，搭建以MBD模型为基础的设计制造集成框架，并且于VS2005开发平台实现CAPP、PDM及CATIA等计算机应用系统集成的目标，满足有效组织管理工装信息的需求。同时，有学者以知识本体工装设计本体模型为基础提出以本体工装设计知识为基础的检索方法及以知识流为基础的工装设计知识推送方法，甚至以平尾前梁装配型架为例进行示范验证[2]。此外，出现工装设计数字化及制造技术研究实例，基本阐述数字化工装设计所包含的关键性技术内容及技术原理。

2.航空维修中工装设计及制造模式

按维修深度、维修广度及所处场所，航空维修可分为基地级维修、中继级维修及基层级维修3个级别[3]。其中，基地级维修指航空装备直接使用单位直接进行的装备维修作业，例如：轻度战伤飞机检修、飞机结构小修、普通性改装、定期检修、周期性检测及日常维护保养等；中继级维修指航空机构直接进行装备维修作业，例如：战伤飞机抢修、较大程度改装、部分零配件修配制造、机载设备及机件中修及大修、飞机机体结构中修等；基地级维修指专业航空维修厂或航空装配制造厂直接进行的装备维修作业，例如：飞机抢修技术支援或抢修支援、零配件制造、事故修理、复杂程度改装及航空设备大修等。

相较于其他2级维修，基地级维修（又称飞机整体大修）所遭遇的情况最为复杂，是航空维修最高级别，并且飞机大修工艺流程中各个工序维修工装均存在着明显差异性。按功用分类，工艺装备可分为调试工装、装配工装、零部件维修工装及分解工装等[4]。其中，零部件维修工装可细分为大零部件维修工装及小零部件维修工装，尤其小零部件维修工装往往于小零部件修理装配期间完成，能满足维修人员拆解、装配及维修功能夹具或工具的要求，而此类工装需求往往由工人提出且委托于自行制造部门或工装设计制造部门；装配工装指大部件装配期间支撑定位产品的零部件，用于保持零部件间位置关系满足生产装配的要求。

相较于飞机制造企业中工装设计制造，飞机维修工厂维修全新机型时要求制造企业提供相应的飞机技术资料文档，例如：工艺图纸等，往往不包含提供相对应的工装设计制造资料。一旦工装设计及制造周期过长则阻碍维修企业工装设计及制造的工作进度。目前我国现有的刚性化工装设计及制造模式极易出现维修任务过重或机型维修任务间失衡的问题，无法彻底满足维修任务的要求。同时，当前我国飞机制造工装研制模式限制飞机维修的工装类型，一旦多功能工装夹具数量过少则无法保证维修质量及装配质量，促使维修质量提升无法脱离技术人员的支持。

现阶段我国航空维修工装设计流程相对复杂，包括提出飞机设计图纸、提出飞机工装需求、制定飞机工装总体设计方案、制定飞机工装详细设计方案、做好工装制造前期准备、加工工装零部件、装配工装零部件及工装交付使用等环节[5]。由此可见，飞机维修企业采取兼顾制造、工艺及设计的传统工装制造模式，具有周期漫长、成本昂贵、设计制造工作量大及一致性较差等鲜明特点，存在影响工装产品质量稳定性的可能性。伴随我国工业体系不断健全，工艺装备得到迅猛发展，特别是高精尖行业，但是航空维修企业尚未形成成熟的体系且工装研制时间较长，往往出现大量的重复性设计工作，难以取得令人满意的经济效益。

3.航空维修中工装设计及制造的发展趋势

目前我国飞机工装设计逐步向柔性化方向转变且研制向数字化方向转变，一定程度上加快飞机工装研究制作发展速度。从飞机维修企业角度来看，受维修机型数量不断增加的影响，促使飞机维修企业对全新机型工装研制需求不断扩大，而工装柔性设计制造技术能满足飞机维修企业修理多种机型的需求。其中，柔性化指工装具备快速重新构造调整的能力，即1套工装拥有多个产品装配线路，而工装模块化设计是柔性化设计的重要指标，柔性工装由多个可重构模块单元共同组成，每个模块单元可设计单独的模块集，突出工装特定的功能。由此可见，工装柔性化设计能减少产品生产准备周期控制总体制造成本投入。

同时，工装研制数字化涉及检测、制造及设计等方面内容。由于现阶段我国航空维修企业实行传统制造模式，其研制精度往往较低，直接影响飞机维修装配质量，限制航空维修技术长远发发展，而飞机工装设计制造数字化主张利用三维数字化场景数字化处理飞机结构零部件装配作业，甚至设计飞机工装模型期间无法脱离数字化处理技术的支持，即重要特征面及交互点间相互协调实行数字化处理，有效弥补传统工装设计制造模式的不足。此外，我国大部分飞机维修企业工装制造以生产速度过于缓慢为集中表现，不同程度上延长维修周期，对于企业长远发展产生极其不利的影响，客观上要求技术人员不断提高工装设计效率，全面分析典型飞机工装结构。

4.结语

通过本文探究，认识到近几年来，航空修理厂先后肩负起众多型号飞机维修任务，一旦现有的维修厂工装研制模式不够健全则直接延长工装生产准备周期大大增加维修成本投入。由此可见，飞机工装设计制造逐步成为制约航空维修的主要因素。因此，相关技术人员秉持实事求是的工作原则，做好航空维修工装设计制造工作规范工作设计制造流程，全面分析飞机维修工装设计及制造的技術问题，提出具体的发展趋势及技术要点，进一步推动航空修理技术进步及长远发展。

参考文献：

[1]鲍梦瑶，潘超.国际民航组织关于维修机构审批和全球认可提案的制定与研究[J].航空维修与工程，2018（11）：84-87.

[2]杨阳.风险矩阵在民航机务维修质量风险管理中的应用[J].中国战略新兴产业，2018（44）：165.

[3]苏亨锔.测试数据下的航空装备视情维修研究[J].设备管理与维修，2018（21）：54-55.

[4]刘振敏.改革开放与中国航空业？民航维修业篇 MRO产业的发展与变革[J].大飞机，2018（10）：33-37.

[5]王绍增，赵新坤，冯爱凤.航空维修中工装设计与制造模式的探讨[J].云南化工，2018，45（02）：195-196.