飞机自动化装配过程数据集成与实现

祝太福

摘要：为了实现飞机装配过程中的数字化、自动化和柔性化，设计架构了面向某型号飞机大部件调姿、对和及加工的装配过程数据管理系统。该系统实现了数据的高效存储，详细阐述了过程数据集成的若干技术。包括设备维护、加工BOM管理装配可视化及数据的分析统计。优化了装配流程、改进了装配工艺、提高了生产效率。

关键词：飞机;自动化;装配;数据

引言

近些年来，国外的飞机装配技术迅猛发展，装配实现了精准化、自动化、高效化。与之前的技术相比，是对装配过程的高质量优化。而目前，我国的飞机装配技术仍停留在上世纪，没有太大的改观。多采用学习与原苏联的传统方法。基于模拟量的传递方式。数字化尚未完全适用于第一生产线。传统方法各环节信息交流不顺畅，工艺的协调方面难以做到极致。结构性差，不易调节。进而拖延工作进程。耗时耗工，但是产品却不如国外。所以，飞机装配过程的自动化、数字化成为工艺改进的重中之重。通过飞机装配过程的数字化、自动化，提高生产的飞机的性能，减少工艺损耗，缩短研发周期，进而达到降低成本的计划。

飞机装配过程的自动化、数字化，不是编写一个程序就能基本实现的。它涉及飞机装配的各个工艺流程。各个单元数据要第一时间收集、提交，以适应及时反馈。及时做出相应的调理措施。通过数据的采集、计算，合理分配资源，优化任务调度。

1过程数据的管理设计

数据库是飞机装配流程的数据记录中心以及数据源。记录了装配过程的所有数据。数据库的作用是方便数据调用，整合资源，记录流程。从而，在对流程进行优化时能够有足够的数字证据作为依据。而不是凭空臆造，或者停留于理论。

飞机装配的自动化的核心就是数据。所有的工作都要有数据的参与，根据已有的数据，进行加工利用，实现各单位、各车间协同工作，增加施工效率。

数据不加以分析永远都只是数字，而非信息。所以，在数据全面的基础下，对数据进行分析、理解成为关键。一台处理数据分配任务的中心计算器成为关键。它将成为整个飞机装配流程的大脑。首先，它会根据下达的工作实现任务调度。其次，会对收集上来的数据做出及时反馈，确保任务不会错或者停止。基于中心计算机的任务条例，能够更加精准、迅速、规范。而且能够及时纠错，最少能快速知道哪里出了问题。

2装配过程中的数据存取原则

为了保证在工作过程中数据不会出错。从而确保处理过程的可靠性、准确性以及及时性和效率性。制定了一系列具有约束性的苏剧存取原则：

1）采用在线存储与离线存储两种方式。在整个流程里，我们已经有对数据源的可靠与安全性的保障措施。但是任然可能出现不可预料的问题。基于此种考虑，在在线存取的基础上，我们加入了离线存取模式，进一步确保数据的真实性、稳定性。

2）对于大块数据进行分块处理。数据越大，消耗的内存也就越大。内存消耗大会使得程序运行效率变差。而且，一次性的写入大量数据也许会造成一定的不稳定，甚至时瘫痪现象。所以，这种处理方式就是避免出现类似情况。将数据打标分块，变大块数据为一个个小的数据块，减少出现不稳定的可能性。

3）参数的标准化。飞机的型号各有不同，装配部件可能不能通用或者装配技术存在差异。这样，不同型号的飞机装配是的参数会出现较大差别。而且，新老版本的工艺参数也不尽相同，所以，对工艺参数暗战不同版本整合分类，可以保证数据的正确性。

3数据的测量与记录

飞机自动化装配过程是多个单元协调工作的一个过程。在如此一个多元复杂的工艺流程里，如何对工作对象进行实时的测量与记录，并反馈给中心计算机，完成装配工作是一个难点。

数字化测量系统就可以很好的完成测量任务。它能够及时、正确的跟踪测量。而且，能够快速的反馈，保证整个工艺流程的正确性，不会发生错误。

4设备的维护

飞机装配所用到的各种设备，都有着精准度的严格要求。所以，为了保证设备的安全性与可靠性，对设备进行定时定期的维护与保养必不可少。而且，还要配备对突发状况的监控系统，已及时发现出现的各种设备问题。设备维修人员要严格按照维修标准进行维护。问题出现的状况以及可能的缘由要记录在案。

5加工BOM管理

信息的传递会不可避免地存在或者出现误差。这种误差会在一环又一环的工艺流程中积累甚至于放大。最终会导致生产的原件外形不达标或者是部件与部件之间的链接不协调。所以需要加工BOM管理。

加工BOM管理涉及的方面有：对加工元件进行编号，并记录其名称及技术要求等描述性信息。尺寸、孔位位置、物理结构、断面参数等几何信息。还有用什么加工工具、加工时的尺寸要求等工艺信息。最后，要对元件加工前后的参数进行全面记录，为加工质量的改进与评价做出有利支撑。

6装配过程的可视化

可视化分为两个方面。虚拟场景与现场实况。两种可视化都有其存在的意义。都是辅助人工工作的。只有结合使用，才能更好的提供视觉信息。

首先，是现场实况监控体系。就是建立飞机装配现场的实况检测系统，辅助人工，达到人力不可级之处。确保飞机装配的流畅性、安全性。及时获取错误的情报，并及时改进。

其次，是虚拟场景。有别于现场实况监控系统。虚拟场景的监控数据化做得更好。并且能对装配过程进行预演，提前发现可能出现的问题。而且，虚拟场景的反馈更加直观于详细具体。

7统计分析

通过数据统计分析模块，可对飞机装配系统的数据进行查询、整合、处理、挖掘，利用可视化技术生成各种统计报表。并通过计算机个主要统计参数直观的显示非用户。以便做进一步的分析。从而实现优化的目的。

结语

这套飞机自动化装配过程数据集成与实现的系统尽管只涉及了几何外形与一些基本的运动学要求。但是仍然具有很高的参考价值。如果能够深入挖掘，使其能够考虑到飞机设计生产的各个层面，这无疑是一个极具诱惑力的方向。

参考文献：

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