(来源:中国航空报)
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潘跃 钟小明 何芸
造一架飞机,除了飞机本身,背后还有大量看不见的“幕后功臣”——工艺装备,简称“工装”。作为飞机制造的“母机”,工装的研发速度、研制成本,直接决定了飞机的生产周期和制造成本,是航空装备高质量发展的关键一环。
为响应集团高质量发展、降本增效的战略要求,航空工业成飞打破传统生产思维,大胆创新、主动破局,通过推行工装统型设计新模式,破解了传统工装定制化、专用化的生产短板,实现了工装研制降成本、提效率、通用化的跨越式升级,为航空装备科研生产注入全新活力。
随着科研任务增多,大量专用工装不仅造成资源浪费,还促使研发成本持续攀升,且多项目并行研制时资源难以统筹,成为制约科研生产低成本可持续发展的一大挑战。面对这一难题,成飞决定从设计源头改起,不再“专机专用”,而是树立“标准化设计、模块化共用”的研制思路,推行统型设计——把工装做成标准模块,像“乐高积木”一样,根据不同需求快速拼装、重复使用。
统型设计不是简单照搬,而是一场设计理念和流程的深刻变革。成飞从装配工装、工作平台、运输车、托架、吊具五类关键工装入手,开展技术攻关,把常用结构做成163项公共基础模块,整体模块化复用率超80%,需要时直接选用标准模块拼装,满足了不同任务、不同部件间模块快速重构和再利用的需求。
装配工装是飞机制造中最核心、价值最高的工装,但以往每型飞机的装配工装都无法实现复用。成飞在初期设计阶段模拟受力情况,保留关键结构,针对大型、重载生产场景,结合人机工程、安全可靠性、使用稳定性多重优化,最终完成7类17种规格通用模块化设计,可以像“搭积木”一样根据不同机型快速重构,告别了“一机一架、不可复用”的旧模式。
此外,工作平台的护栏、台面、立柱、扶梯等主要模块都可以实现柔性拼装。特别是靠近飞机部位的定制化延长板设计,既保障操作人员的安全性和作业的便捷性,又大幅提升了通用性。
在运输设备方面,成飞搭建了系列标准化运输车谱系,实现尺寸、载重全覆盖,可满足厂房内部转运、厂区跨区域运输等所有场景。同时优化骨架设计、简化生产工艺、集成标准化配件,大幅减少焊接工序和生产成本,搭配可拆卸、可互换结构,一台运输车可适配多种转运需求,大幅减少设备保有量。
支撑托架则优化升级了成熟结构设计,配备手动、电动两种升降模式,可适配飞机装配、密封检测、淋雨试验等多种生产场景,实用性大幅提升。
作为吊装的安全核心设备,成飞优化了骨架形状结构设计,凝练出3种通用骨架造型,可适配所有吊装点位需求。同时统一配件规格,将原有25种零散配件精简至12种,既降低了采购、库存和维护成本,又统一了安全标准,让现场吊装作业更安全、更便捷。
统型设计全面落地后,收获了一系列实打实的成效:统型设计成本降低约20%,工装研制周期缩短约25%;可重构柔性装配工装模块化覆盖率达80%,工作平台模块化覆盖率达90%;运输车、托架、吊具的统型应用率分别达到84%、60%、87%。
更重要的是,这种模式实现了“一次投入、长期受益”。在一些科研任务中,工装可以重复用于多架次,单架次分摊成本大幅下降,直接节约成本超过20%,扭转了工装成本居高不下的被动局面,为航空工艺装备行业探索出一套可复制、可推广的低成本研制模式。
未来,成飞将继续深化统型设计理念,丰富标准模块库,推动工艺装备向数字化、智能化、绿色化方向发展,以更加昂扬的姿态,锚定集团战略目标,精益财资管理,以工艺装备的高质量发展全力支撑航空强国建设。
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