傳統(tǒng)的飛機裝配采用剛性工裝定位、手工制孔連接、基于模擬量傳遞的互換協(xié)調(diào)檢驗方法和分散的手工作坊式生產(chǎn)。自20 世紀(jì)80 年代以來，隨著計算機輔助設(shè)計/ 制造（CAD/CAM）技術(shù)、計算機信息技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代飛機制造中得到了廣泛的應(yīng)用，飛機制造進(jìn)入了數(shù)字化時代。
在數(shù)字化技術(shù)的推動下，飛機裝配技術(shù)快速發(fā)展，形成了現(xiàn)代飛機的數(shù)字化柔性裝配模式。數(shù)字化柔性裝配模式具體表現(xiàn)為：在飛機裝配中，以數(shù)字化柔性工裝為裝配定位與夾緊平臺，以先進(jìn)數(shù)控鉆鉚系統(tǒng)為自動連接設(shè)備，以激光跟蹤儀等數(shù)字化測量裝置為在線檢測工具，在數(shù)字化裝配數(shù)據(jù)及數(shù)控程序的協(xié)同驅(qū)動下，在集成的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線上完成飛機產(chǎn)品的自動化裝配。
由數(shù)字化的柔性可重構(gòu)工裝、自動化的數(shù)控連接設(shè)備、數(shù)字化的測量檢驗設(shè)備和信息化的集成管理平臺構(gòu)成的飛機數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線，是現(xiàn)代飛機裝配的典型特征。
一般機械制造中的裝配線是指人和機器的有效組合，通過將生產(chǎn)中的輸送系統(tǒng)、隨行夾具和在線專機、檢測設(shè)備等進(jìn)行有機組合，從而滿足多品種產(chǎn)品的裝配要求，充分體現(xiàn)了設(shè)備靈活性。裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率縮短了制造周期，但自動化生產(chǎn)線的成本較高，主要用于批量生產(chǎn)，如在汽車行業(yè)。
但飛機產(chǎn)品型號多、批量少的特點使得飛機裝配生產(chǎn)線需要在具有一般機械產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線的特點基礎(chǔ)上，還應(yīng)具有一定的柔性功能，這樣同一生產(chǎn)線既能用于同型號同批次，又能適用于同型號改進(jìn)改型系列機型的飛機產(chǎn)品裝配，從而滿足了裝配生產(chǎn)線對產(chǎn)品產(chǎn)量的要求，可充分發(fā)揮其優(yōu)勢，實現(xiàn)現(xiàn)代飛機產(chǎn)品的精益制造。
通過研究國外數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合飛機裝配及其生產(chǎn)線的特點，可得出構(gòu)建新一代飛機數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線必須包括以下內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：
（1）面向裝配的數(shù)字化產(chǎn)品并行設(shè)計，為實現(xiàn)柔性裝配、敏捷制造提供前提和基礎(chǔ)；
（2） 數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計與仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)整個裝配過程中數(shù)字量傳遞；
（3） 數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)，實現(xiàn)工裝快速響應(yīng)、快速重構(gòu)以及數(shù)字化定位；
（4） 先進(jìn)的連接設(shè)備及技術(shù)（包括柔性制孔技術(shù)、自動鉆鉚技術(shù)、電磁鉚接技術(shù)等），保證裝配質(zhì)量和效率，實現(xiàn)裝配過程的自動化；
（5） 數(shù)字化測量檢驗系統(tǒng)，實現(xiàn)裝配過程中的精確測量和協(xié)調(diào)裝配，裝配完成后的精確檢驗；
（6） 數(shù)字化裝配生產(chǎn)線輔助裝備及管理，建立數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線集成管理系統(tǒng)。
實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計、工藝、裝配、檢驗和現(xiàn)場管理各裝配生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息的高度集成和移動生產(chǎn)線的自動配送物流管理。
上述各項內(nèi)容在實際應(yīng)用中互相聯(lián)系、互相支撐，通過將其整合和集成，可構(gòu)建現(xiàn)代飛機的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線，實現(xiàn)現(xiàn)代飛機產(chǎn)品的數(shù)字化、柔性化、自動化裝配。
面向裝配的數(shù)字化產(chǎn)品并行設(shè)計是建立柔性裝配生產(chǎn)線的前提條件，通過將三維制造信息PMI（3D Product Manufacturing Information）與三維設(shè)計信息共同定義到產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型中，使CAD 和CAM（加工、裝配、測量、檢驗）等實現(xiàn)真正的高度集成，從而為后續(xù)實現(xiàn)數(shù)字化的工藝設(shè)計、裝配及檢測提供基礎(chǔ)和依據(jù)。
數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計與仿真系統(tǒng)是實現(xiàn)飛機數(shù)字化裝配模式、構(gòu)建飛機數(shù)字化裝配生產(chǎn)線的軟件基礎(chǔ)，現(xiàn)代飛機整個裝配過程都是建立在數(shù)字化工藝設(shè)計的基礎(chǔ)之上的，只有采用基于單一產(chǎn)品三維數(shù)字量模型的數(shù)字化工藝設(shè)計方式，為整個裝配過程從源頭上提供數(shù)字量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，基于數(shù)字化裝配的柔性裝配生產(chǎn)線才有可能真正實現(xiàn)。
數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)、先進(jìn)連接設(shè)備及技術(shù)、數(shù)字化測量檢驗系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的硬件基礎(chǔ)。通過數(shù)字化裝配工藝設(shè)計仿真系統(tǒng)得到的數(shù)字量數(shù)據(jù)必須由數(shù)字化的工裝及設(shè)備來執(zhí)行，才能保證整個裝配過程的全數(shù)字量傳遞，從而實現(xiàn)整個裝配生產(chǎn)線的數(shù)字量協(xié)調(diào)。另外，數(shù)字化的柔性工裝實現(xiàn)了裝配中飛機零部件的數(shù)字化定位，而其柔性可重構(gòu)功能又使得數(shù)字化裝配生產(chǎn)線可以用于多個飛機型號，從而降低了生產(chǎn)線的成本；先進(jìn)的數(shù)控自動連接設(shè)備則實現(xiàn)了裝配過程中的數(shù)字化、自動化連接，保證了整個裝配生產(chǎn)線的自動、高效運行；而數(shù)字化測量設(shè)備則實現(xiàn)了飛機裝配過程中及裝配完成后的數(shù)字化測量和檢驗。
數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線集成管理系統(tǒng)是支撐數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線運行管理的核心，其不僅可實現(xiàn)對柔性工裝、數(shù)字化測量檢測設(shè)備、制孔和移動運輸設(shè)備的信息集成管理，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對飛機的整個裝配過程的實時動態(tài)控制。
以美國為首的發(fā)達(dá)國家在整個飛機數(shù)字化制造技術(shù)上發(fā)展早、起步快，這也促進(jìn)了柔性裝配生產(chǎn)線的發(fā)展應(yīng)用。柔性裝配生產(chǎn)線最早出現(xiàn)在民機產(chǎn)品的裝配中，波音公司借鑒汽車工業(yè)中的洗車概念，建立了第一條飛機柔性裝配生產(chǎn)線。柔性裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用使得飛機制造發(fā)生了革命性變化，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了飛機交付的周期。目前，波音公司已經(jīng)在柔性裝配生產(chǎn)線上建造了波音717、新一代波音737、波音747、波音757 以及波音787等單通道飛機。
波音公司的柔性裝配生產(chǎn)線
在軍機方面，在美國F22 的裝配中，柔性裝配生產(chǎn)線已較成熟，通過采用一種U 型裝配生產(chǎn)線，使裝配周期由16 個月縮短為12 個月。而在F35 的制造中，其裝配生產(chǎn)線的自動化程度較F22 更進(jìn)一步。
F35 的裝配生產(chǎn)線在F/A22 裝配生產(chǎn)線基礎(chǔ)上，對傳送系統(tǒng)及工作臺進(jìn)行了改進(jìn)，生產(chǎn)線自動化程度更高、工裝更少，裝配線上減少了傳統(tǒng)的高架吊車的使用，使用串行的通用軌道夾具SURF（SequentialUniversal Rail Fixture）來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型夾具，SURF 夾具能夠沿滑軌向前移動，可以在各裝配工作站之間運送零部件，保證了每架飛機在裝配線上以1.22m/h 的速度向前移動。為了保證裝配質(zhì)量，生產(chǎn)線上配備有質(zhì)量檢測系統(tǒng)，實時檢測各裝配步驟的裝配質(zhì)量。而且大部分的噴漆工作和隱身涂料的噴涂都由機器人來完成，降低了工人工作強度，提高了噴涂質(zhì)量。
通過將F35 的3 種機型包括CTOL（著陸性）、STOVL（短距離垂直起落型）、CV（艦載型）的裝配放在同一條裝配線上進(jìn)行，不僅提高了裝配生產(chǎn)率，節(jié)省了裝配空間，而且在整個F35 項目壽命期內(nèi)，節(jié)省了3億美元。
當(dāng)前國內(nèi)軍機產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計與零件制造技術(shù)發(fā)展迅速，但是裝配技術(shù)作為飛機制造的關(guān)鍵還停留在二、三代機的制造水平，與其他軍機制造技術(shù)相比嚴(yán)重滯后，已成為軍機型號快速研制和生產(chǎn)的瓶頸。數(shù)字化產(chǎn)品定義取代二維工程圖樣已成為必然趨勢，零件精準(zhǔn)制造技術(shù)的快速發(fā)展為實現(xiàn)飛機柔性裝配提供了必要的前提，新一代飛機長壽命、隱身、高可靠性、低成本快速研制的需求對數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用提出了迫切要求。
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