论文部分内容阅读
复合材料具有比强度和比刚度高、耐腐蚀、抗疲劳性能好、可设计等诸多优点，在飞机结构中的用量不断提升。复合材料在航空制造领域正成为一种备受关注的热点领域[1] 复合材料的应用水平是现代民机经济型和先进性的重要体现。复合材料制造中的生产计划是复材加工工厂管理内部运作的核心。制定科学、有序的生产计划将大大提升工厂运作的效率，为企业创造价值。但由于航空复合材料具有工艺复杂、工序繁多、涉及的零件多等特点，其与传统的材料工艺生产计划相比具有高度复杂性，因此企业的计划管理人员在编制复合材料生产计划时也将面临很多挑战。如何有效地进行复材生产的计划编制，提高车间复材生产效率，同步提升复材零件生产的质量是本文研究的重点。
一、航空复合材料零件生产中的主要工艺
目前，我国在航空领域复合材料生产过程中的主要生产工艺有铺贴（分为手工铺贴、自动铺带、自动铺丝）、热隔膜成型、预装、热压罐固化成型、机械加工、胶接、质量检验、封边、喷漆等生产阶段，其中铺贴、热压罐固化及机加工序可能需要进行二次操作，具体工序图如下所示：
二、航空复合材料零件生产计划编制过程中的主要问题
由于复合材料相比传统金属制造在工艺步骤、加工方式都存在较大区别，对于生产计划编制过程需要解决如下问题，
1.复合材料在飞机上的使用区域、零件结构、预浸料类型等多方面不同，使每个零件的制造工艺有所区别，造成生产计划编排中不能类比排程。
2.生產对工装依赖性较强，零件工装的到位情况会导致计划编排的反复更改。
3.复材生产过程中对于预浸料等主料及辅料的状态要求较高，主料一般都有严格的保质期、存储温度，制造过程中暴露时间的明确规定，因此对于物料有效周期的合理控制将是衡量编排计划合理性的重要指标。
4.复合材料生产操作的技术操作要求较高。复材生产无论是手工操作还是设备操作都对技能人员的操作水平做了较高的要求，技能人员的熟练水平直接影响了生产的有序进行。
5.目前的生产计划排程多为计划员手动排程为主，对于经验度的依赖程度高，尚需更加自动化的高效的管理方式。
三、航空复合材料零件生产计划编制过程中优化措施
因此为了解决复合材料生产计划编制中的突出问题，笔者在实际的实践工作中，经过总结分析提出如下优化措施：
1.充分利用软件工具提升计划编制的效率。高效的软件工具的使用将大大提升生产的容错率，提升利用资料开展生产的效率，因此企业可以引入ERP系统及MES系统[2]优化生产计划的编排，实现计划调度和生产控制，并进行实时跟踪订单状态。ERP软件系统能有效地将制造资源如材料、设备和人员等因素进行充分集成，在企业履行生产订单、合理组织企业资源、缩短生产周期等方面极大得提高效率。MES系统（制造执行系统）为生产管理中应用较为成熟的系统，主要包括：基础数据管理、生产计划管理、生产调度管理、库房管理、产品跟踪及质量管理等。结合ERP及MES系统的相互关联性，可以实现采购、物料、工装、工艺文件发布等信息收集，为计划的编制提供有利条件。
2.防患未然工艺启动前进行物料的预先排查。细化复材生产过程中对原材料、辅料以及工装工具等的具体需求，生产开始之前进行材料数量和保质期等因素的预先排查。将计划生产零件的物料需求定期进行量化统计，尤其是易变质材料。将材料准备及工装准备计划提前于生产下达到库房和生产工段，有效控制易变质材料外置时间和次数，提前做好生产状态梳理。企业各部门间建立应急响应的联动机制，根据材料的不同采购周期，联动采购部门、物流管理部及复材车间等建立多方联动；确保临近过期料、少库存料的及时采购。
3.疏导瓶颈工序提升关键工序的效率。对具有重要特点并影响整个生产进度的瓶颈工序进行疏导和有效管理以提升整体的效率，如复合材料热压成型工艺中，热压罐成型是整个生产工序中最费时费力的环节，热压成型工序中热压罐设备的效率利用将直接影响到整个成产的效率，因此在分析其瓶颈工序为热压罐后，可以有针对性得实现设备的自动排程，动态显示和调整等功能，增加生产时间，减少停罐维护时间，在生产计划编制时，对于同一时段，要进行的多个成产任务进行有效得整合，实现多个零件的拼罐。提高关键设备的使用效率，实现复合材料生产流程的优化。
4.纳入柔性生产理念应对突变情况。在复合材料生产计划的编排中，纳入柔性生产理念 提高对紧急任务和工艺变更频繁的处理能力，通过计划排程的快速重组，减小突发情况对原有生产流程的冲击，希望通过制造执行系统的计划排程实现在保证紧急任务按时交付的前提下，提高生产系统对突发情况的响应速度，维持原来年度计划的准时交付率。
5.加强工人技能培训提升生产熟练度。对于生产技能水平较高的岗位，提前做好技能人才储备，建立技能培训室，加强技能练兵，使技能操作人员的生产水平保持在相对一致的水平。
四、结语
本文介绍了目前复合材料制造中的主要工序，并分析了生产计划编排中存在的主要问题，经过实践经验总结了对现有管理模式及系统进行改革的优化措施，旨在为提升我国民用航空制造企业的复合材料生产效率提供参考。
参考文献：
[1]李培旭，陈萍，苏佳智，刘卫平，复合材料先进液体成型技术的航空应用与最新发展[J]，2016（8）：1-2.
[2]梅中义、范玉青、刘忠献，飞机复合材料制件车间生产计划研究，航空制造技[J]，2009（22）：1-2.
一、航空复合材料零件生产中的主要工艺
目前，我国在航空领域复合材料生产过程中的主要生产工艺有铺贴（分为手工铺贴、自动铺带、自动铺丝）、热隔膜成型、预装、热压罐固化成型、机械加工、胶接、质量检验、封边、喷漆等生产阶段，其中铺贴、热压罐固化及机加工序可能需要进行二次操作，具体工序图如下所示：
二、航空复合材料零件生产计划编制过程中的主要问题
由于复合材料相比传统金属制造在工艺步骤、加工方式都存在较大区别，对于生产计划编制过程需要解决如下问题，
1.复合材料在飞机上的使用区域、零件结构、预浸料类型等多方面不同，使每个零件的制造工艺有所区别，造成生产计划编排中不能类比排程。
2.生產对工装依赖性较强，零件工装的到位情况会导致计划编排的反复更改。
3.复材生产过程中对于预浸料等主料及辅料的状态要求较高，主料一般都有严格的保质期、存储温度，制造过程中暴露时间的明确规定，因此对于物料有效周期的合理控制将是衡量编排计划合理性的重要指标。
4.复合材料生产操作的技术操作要求较高。复材生产无论是手工操作还是设备操作都对技能人员的操作水平做了较高的要求，技能人员的熟练水平直接影响了生产的有序进行。
5.目前的生产计划排程多为计划员手动排程为主，对于经验度的依赖程度高，尚需更加自动化的高效的管理方式。
三、航空复合材料零件生产计划编制过程中优化措施
因此为了解决复合材料生产计划编制中的突出问题，笔者在实际的实践工作中，经过总结分析提出如下优化措施：
1.充分利用软件工具提升计划编制的效率。高效的软件工具的使用将大大提升生产的容错率，提升利用资料开展生产的效率，因此企业可以引入ERP系统及MES系统[2]优化生产计划的编排，实现计划调度和生产控制，并进行实时跟踪订单状态。ERP软件系统能有效地将制造资源如材料、设备和人员等因素进行充分集成，在企业履行生产订单、合理组织企业资源、缩短生产周期等方面极大得提高效率。MES系统（制造执行系统）为生产管理中应用较为成熟的系统，主要包括：基础数据管理、生产计划管理、生产调度管理、库房管理、产品跟踪及质量管理等。结合ERP及MES系统的相互关联性，可以实现采购、物料、工装、工艺文件发布等信息收集，为计划的编制提供有利条件。
2.防患未然工艺启动前进行物料的预先排查。细化复材生产过程中对原材料、辅料以及工装工具等的具体需求，生产开始之前进行材料数量和保质期等因素的预先排查。将计划生产零件的物料需求定期进行量化统计，尤其是易变质材料。将材料准备及工装准备计划提前于生产下达到库房和生产工段，有效控制易变质材料外置时间和次数，提前做好生产状态梳理。企业各部门间建立应急响应的联动机制，根据材料的不同采购周期，联动采购部门、物流管理部及复材车间等建立多方联动；确保临近过期料、少库存料的及时采购。
3.疏导瓶颈工序提升关键工序的效率。对具有重要特点并影响整个生产进度的瓶颈工序进行疏导和有效管理以提升整体的效率，如复合材料热压成型工艺中，热压罐成型是整个生产工序中最费时费力的环节，热压成型工序中热压罐设备的效率利用将直接影响到整个成产的效率，因此在分析其瓶颈工序为热压罐后，可以有针对性得实现设备的自动排程，动态显示和调整等功能，增加生产时间，减少停罐维护时间，在生产计划编制时，对于同一时段，要进行的多个成产任务进行有效得整合，实现多个零件的拼罐。提高关键设备的使用效率，实现复合材料生产流程的优化。
4.纳入柔性生产理念应对突变情况。在复合材料生产计划的编排中，纳入柔性生产理念 提高对紧急任务和工艺变更频繁的处理能力，通过计划排程的快速重组，减小突发情况对原有生产流程的冲击，希望通过制造执行系统的计划排程实现在保证紧急任务按时交付的前提下，提高生产系统对突发情况的响应速度，维持原来年度计划的准时交付率。
5.加强工人技能培训提升生产熟练度。对于生产技能水平较高的岗位，提前做好技能人才储备，建立技能培训室，加强技能练兵，使技能操作人员的生产水平保持在相对一致的水平。
四、结语
本文介绍了目前复合材料制造中的主要工序，并分析了生产计划编排中存在的主要问题，经过实践经验总结了对现有管理模式及系统进行改革的优化措施，旨在为提升我国民用航空制造企业的复合材料生产效率提供参考。
参考文献：
[1]李培旭，陈萍，苏佳智，刘卫平，复合材料先进液体成型技术的航空应用与最新发展[J]，2016（8）：1-2.
[2]梅中义、范玉青、刘忠献，飞机复合材料制件车间生产计划研究，航空制造技[J]，2009（22）：1-2.