航天地面产品制造过程中的工装设计管理

吕 涛， 李旭光， 牛王刚

（山西航天清华装备有限责任公司， 山西 长治 046000）

引言

“工装”即生产过程工艺装备，指制造过程中所用的各种工具的总称，包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具、工位器具等。在山西航天清华装备有限责任公司又将工装的含义进行扩大，由于在焊接过程中易变形，又提出防焊接变形工装等，设计生产工装最终的目的都是提高产品加工效率，符合生产实际情况合理设计工装，将会减少生产成本，提高产品生产制造效率。

1 工装设计及管理现状分析

山西航天清华装备有限责任公司是中国航天科技集团公司中最大的航天地面设备制造单位，近年来，公司以“产品研制生产过程中的统一数据源与信息闭环”为核心，以“虚拟装配与物理制造融合与统一”为目标，大力推进精益管理，优化组织结构、业务流程和生产模式，实施设计工艺协同、结构化工艺设计与仿真、企业资源计划管理、车间制造执行、实验数据管理和数控联网等系统，形成了数字化设计工艺协同能力、三维结构化工艺设计及仿真能力、生产管控能力和基础保障能力。

对工装使用情况进行总结，现行的工装设计和管理方式整理如下（如图1 所示）：

图1 工装流程图

1）由工艺人员根据产品需要提出工装任务书；

2）工艺和工装设计人员对工装进行沟通，确认该工装可进行设计，并按工装分类申请工装编号；

3）管理组下达工装设计任务书；

4）工装设计人员按工装任务书进行工装设计；

5）工装设计人员将工装图纸按工装编号进行归档，下发车间进行投产。

由于工装是按工装编号进行分类存档的，无具体的工装特征，在申请新工装时，查阅相关类型的工装难度较大，工艺人员只对相关的产品工装比较了解。在对产品的工装需求进行分析时，对前期工装不了解，就会申请相似以及相同特征的工装。工装是基于产品需要而产生的，工装又分为工装油源、工装模拟件、吊装工装、加载工装等，相同或相似的工装的比例就会比较大。

大多数航天机械产品多为小批量，导致工装的使用率不高，如果还按上述方式进行工装设计，就会出现工装的重复设计，造成资源的浪费，而企业不对工装进行整合，就会加大工装的准备周期，影响产品的生产进度。

2 解决办法

2.1 利用成组技术进行工装设计和管理

在工装设计管理中应用成组技术，是将多种类型产品中的部件和零件，按照一定的相似性准则，分类编组，并以这些组为准则，组织生产，从而实现多品种中小批量的产品设计、制造和管理的合理化。当设计人员根据工装任务书设计新工装时，要对工装中的关键特征进行提取，并和图纸上传到系统上，工艺人员可根据工装编号以及关键特征找到此工装，在新申请工装时，可先在工装库中进行查找，是否有相同关键特征的工装，如果有，便可采用现有工装进行使用。当未查到有相同关键特征的工装时，需重新提出工装需求，进行工装的重新设计，这就使得工装的使用率大大增加，也减少了设计工装量。

如何在工装设计管理中应用成组技术，应先了解现有工装的用途和工装的特征。工装的特征是区别于其他工装的关键参数，比如工装油源的参数是压力、流量以及可实现的功能。因此，可以按工装的用途、工装的关键特征制定工装分组系统，将企业中现行的工装按该分组系统进行编码分组，建立工装图纸和资料的信息库，同时，将工装中的零部件按生产件、标准件等分别进行编码分组存入零部件信息库；此外，还对各类零部件进行必要的标准化处理，建立企业标准件信息库，以备检索使用。

2.2 建立一种完善的工装设计及生产管理系统

根据以上分析，如何更好地运用成组技术进行工装设计及管理，最重要的问题是建立网上工装信息库，工装按分类进行编码，将工装信息录入到信息库中，利用计算机实现自动编码和搜索。

网上工装信息库包括下面几个系统：

1）工装类型及资料系统，包括建立工装现有资料信息库，将企业中已有和在制的工装、元部件和标准件图纸进行编码分组，分别存入工装信息库。

2）零部件图纸及资料系统。

3）标准件图纸及资料系统。

4）工装的生产系统，包括工装的生产情况、使用情况等。

2.3 改进效果

根据工装网上信息库，改进以后的流程如图2 所示。工艺人员根据产品图纸和车间实际操作需求进行分析，是否采用工装以及采用什么类型的工装，并从工装库中进行查找，如有工装符合，则可重复使用或按图进行投产，如未有合适的工装符合，则再提出工装需求。此过程不仅可以节省工装设计的时间，也可以将工装进行继承并改进[1-3]。

图2 改进后的工装流程图

3 结语

改进后的工装设计将会减少工装的再次返工，加快产品的生产进度，给企业带来很大的经济效益。如果网上信息工装库在企业内部进行信息共享，即可实现工装的最大使用率，节省工装设计时间，减少生产成本。