王安良
(航空工業(yè)哈飛,黑龍江 哈爾濱 150066)
精益求精的思想歷來被國際汽車組織研發(fā)團隊所重視,豐田汽車總結(jié)大會的核心目標就是立志于減少自然資源的浪費,通過最少的資源投入來獲得最大的經(jīng)濟效益。精益觀念在國內(nèi)外比較有名的航空企業(yè)的運營中都得到了廣泛應用,并取得了良好的生產(chǎn)效果,尤其是在于飛機小鈑金折彎族零件生產(chǎn)方面的應用上,促進了飛機生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量的提高。在美國,飛機的生產(chǎn)實踐實現(xiàn)了生產(chǎn)線的直送工位交付的生產(chǎn)方式,使得零件的生產(chǎn)線更加流暢,同時美國波音商還在737生產(chǎn)總線上安裝了移動的安裝設備,大大加快了零件生產(chǎn)線的工作效率。此外,英國著名的發(fā)動機公司——羅爾斯·羅伊斯公司,在推行了精益理念之后,公司在生產(chǎn)產(chǎn)品的交付、加工、庫存的周轉(zhuǎn)狀況上,以及生產(chǎn)零件的維修等方面都取得了矚目的成就。同時我國國內(nèi)的航空業(yè)也重視到了精益制造理念的實際應用,將其運用到飛機小鈑金折彎族零件的生產(chǎn)過程中,對飛機移動生產(chǎn)、總裝等方面進行技術性、理論性的研究,為我國飛機總裝技術的理論發(fā)展作出了重要貢獻,提供了大量的生產(chǎn)理論依據(jù)。
當前我國生產(chǎn)飛機的大部分零件都是鈑金零件,其中生產(chǎn)的飛機小鈑金零件就能占到生產(chǎn)總量的1/2以上。但是在保持飛機小鈑金零件生產(chǎn)量的基礎上,生產(chǎn)的整套工序還存在以下問題:
飛機小鈑金零件在生產(chǎn)時還存在生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量較差的問題。在我國小鈑金零件的加工方法采用的都是基本、傳統(tǒng)的工藝方式,而零件生產(chǎn)的主要設備也是傳統(tǒng)的沖床和簡單的手工鉗臺。基礎設備的老舊和落后的零件生產(chǎn)模式是造成工人工作效率低下、勞動生產(chǎn)率低的最主要原因。在飛機小鈑金零件的生產(chǎn)過程中,主要是通過手工的方式來生產(chǎn),很容易造成零件本身的劃痕、壓痕,使得零件的表面質(zhì)量非常差,大大降低了零件生產(chǎn)的檢核通過率。
飛機小鈑金零件生產(chǎn)的規(guī)模宏大,在生產(chǎn)的組織、管理方面,執(zhí)行的難度非常大。到我國2011年,飛機小鈑金零件的交付量達到了5.3萬件/月,飛機小鈑金零件的更大規(guī)模生產(chǎn)使得在實際的生產(chǎn)組織中很被動,大大影響了整個飛機小鈑金零件生產(chǎn)的裝配節(jié)點,使得零件不能夠準時、高質(zhì)的生產(chǎn)。
在飛機小鈑金生產(chǎn)的過程中,很容易出現(xiàn)生產(chǎn)工裝管理的問題,其中成本的問題也比較突出。在我國大部分的飛機小鈑金零件的生產(chǎn)過程中,一般都需要一套專門的工裝,甚至是兩套及以上。在零件生產(chǎn)時,其模具是不具備通用性的。因此,在飛機小鈑金生產(chǎn)數(shù)量巨大的情況下,小鈑金零件的成熟機型的工裝多時,能夠到達1500多,這大大加大了飛機小鈑金零件生產(chǎn)的工藝成本,也給廠間的管理工作帶來了極大的問題。在飛機小鈑金零件的加工中,模具的樣板、工裝的前期準備工作將占用較長的時間,如果看一套簡單零件加工手工模具的制造過程,一般是模具制造→從庫房借出→安裝于沖床上,該過程的準備時間大約為40min左右,大量的重復搬運將非常地浪費時間與人力。這種大量耗費時間與精力的工作方式不符合JIT的發(fā)展管理理念,增大了零件的運營成本,也大大降低了飛機小鈑金零件的生產(chǎn)效率。
根據(jù)我國國內(nèi)飛機小鈑金折彎族零件的生產(chǎn)特點,從零件成型的方式、材料、熱處理方式以及工藝技藝等維度的方向出發(fā),對飛機零件進行分族。飛機小鈑金折彎族零件成型的方式和種類的代碼為壓落成型(L)、液壓成型(Y)、蒙皮成型(M)、沖壓成型(C)和分類代碼及基本零件材料。在對飛機小鈑金折彎族零件的鋁制材料進行熱處理的分類時,要充分考慮是否進行淬火處理,其進行熱處理時的代碼為1,相反,不需要時代碼就為0。針對不同的工藝方法,各專業(yè)針對飛機小鈑金折彎族零件外形的特點進行全面分析,從而總結(jié)出具有共性的一些工藝方法共有29種,分別用數(shù)字1~29表示,其中,折彎族零件的代碼為21號,這樣就能夠更好地做好飛機小鈑金折彎族零件的改善工作,提升生產(chǎn)線的工作效率。
在我國,大部分的飛機小鈑金折彎族零件的生產(chǎn)廠家都存在設備利用率不高的問題,其中以專業(yè)加工鈑金的公司——LVD為例,該公司開始時的設備利用率非常低,因此,他們以數(shù)控折彎族機床的研究為基礎進行研究,形成數(shù)控折彎族零件技術,提高零件機床的最終利用率。在研究的過程中,工廠的數(shù)控折彎族零件的生產(chǎn)一般配有1套完整的折彎系統(tǒng),促進零件能夠完成各種各樣的彎曲角度,并且調(diào)整的時間范圍也在不斷縮短。小鈑金折彎族零件的彎曲度很高,在面對直彎邊的零件時,可以直接取消工裝的生產(chǎn)方式。在沒有常規(guī)模具的制造限制下,小鈑金折彎族零件的生產(chǎn)效率也在不斷提升,大大縮短了飛機小鈑金折彎族零件的生產(chǎn)周期。此外,還可以通過基礎性研究,得出可以使得折彎族零件折彎成形的基本圖形。通過全自動的數(shù)字加工系統(tǒng),零件操作員可以進行數(shù)字操作,這樣工人工作的安全性就大大提高了。數(shù)字化的折彎設備能夠根據(jù)飛機小鈑金的零件尺寸,計算出其下料的尺寸。所以要在生產(chǎn)時拋棄不準確的小料尺寸,從而采用粗放式生產(chǎn)的方式,大大節(jié)約了飛機小鈑金折彎族零件的生產(chǎn)成本。
當前我國飛機小鈑金折彎族零件生產(chǎn)的廠房主要是以二代機器設備生產(chǎn)為基礎,廠房的設計模式是參照前蘇聯(lián)之前的工廠建廠模式,這是一種集群式布局的廠房設計,雖然美觀,但是卻沒有按照飛機小鈑金折彎族零件生產(chǎn)工藝的流程進行安排,零件物流的路線較長,滯留的時間也會隨之增加,大大增加了生產(chǎn)的周期和重復運送等不能創(chuàng)造經(jīng)濟利益的輸送環(huán)節(jié)。因此,為了解決這種集群式廠房設計所帶來的不利影響,培養(yǎng)多功能的作業(yè)人員,減少過多的人力投入,促進飛機小鈑金折彎族零件的生產(chǎn)流程、工藝排布和單件零件流成為可能,對電子化的設備與廠房進行合理調(diào)整。從飛機小鈑金折彎族零件生產(chǎn)的工藝過程中,我們進行分析得出,直線型連續(xù)性的零件生產(chǎn)線:小鈑金折彎族零件的下料沖切→去毛刺→折彎角度→核撿的流程,按照精益的理念進行調(diào)整后,就變?yōu)楦泳娴闹本€型的廠房布局。零件的原材料配送成功后,工人在LVD公司的轉(zhuǎn)塔式?jīng)_床上進行下料的沖切工作,完成打毛刺的工作,最終實現(xiàn)整個工序的折彎工作,體現(xiàn)了直線型廠房布局的數(shù)字化生產(chǎn)線的優(yōu)勢,大大減少了運輸?shù)奈锪骶嚯x,漸漸縮短了飛機小鈑金折彎族零件的交付周期,淘汰了過時的工裝系統(tǒng)。
飛機小鈑金折彎族零件生產(chǎn)在進行精益改善之前,其零件的主要生產(chǎn)工藝流程為落料→鉆孔→折彎→矯正→修剪→核撿,其中折彎時的準備時間就為1h多。進行精益改善后,生產(chǎn)流程直接淘汰了工裝,直接變?yōu)椋呵邢铝稀ッ獭蹚潯藫?,大大減少了零件折彎的時間,優(yōu)化改善了生產(chǎn)線的工藝流程。
當前,小鈑金折彎族零件的精益改善理念在小鈑金的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中得到了極為廣泛的應用。在2011年最初的零件生產(chǎn)成本為114萬元,自精益改善以來,新研制的工藝取締了工裝就大大減少了工藝的管理成本。
數(shù)字化的飛機小鈑金折彎族零件的生產(chǎn)方式,使得工人取締了傳統(tǒng)的手工矯正的方式,小鈑金折彎族零件的表面也變得更加美觀,在交檢時,合格率也增加到了100%,實現(xiàn)了數(shù)字化小鈑金折彎族零件生產(chǎn)線的形成,大大減少了零件交付的時間,使得產(chǎn)品的生產(chǎn)更加快捷。
飛機小鈑金折彎族零件生產(chǎn)精益改善理念的實施,促進了數(shù)字化飛機零件生產(chǎn)線的建成,大大解決了產(chǎn)品交付的成本,也使得產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高,解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下效率低下的問題,減少了飛機小鈑金折彎族零件生產(chǎn)的人力投入,促進了我國航空事業(yè)的發(fā)展。