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中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西西安 710089
【摘要】飞机装配生产线运行过程中，装配工作平台作为完成飞机装配任务所需的重要硬件条件之一，其设计理念和制造水平直接关系到生产线的先进程度和运行效率。本文从大型飞机装配平台工作区域可达性、安全性、人机工程、精益布置、集成化设计等多方面因素考虑出发，阐述了集成化装配工作平台的研究内容，以供相关行业设计、工艺人员参考。
关键词：总装配工作平台集成化人机工程
0 引言
随着国内军、民机航空事业的快速发展，各型飞机接连推出，但在飞机研制阶段，装配工作平台的设计仍然采用传统思路：以实现工作区域可达性为主，对于工作平台的人机工程、精益布置、安全性、精准移动、资源集成化、美观性等方面未进行深入研究和实践。相比而言，空客、波音等国外先进飞机制造商在大型飞机生产过程中早已应用高度集成化的工作平台，相应的设计理念也远远领先于国内水平。因此通过大型飞机集成化装配工作平台需求分析与设计制造技术研究，掌握集成化装配平台设计制造技术，实现生产现场工作平台功能高度集成、空间精益化布置、活动平台安全联锁、整体平台精准移动、最优人机工效、整体美观等建设目标，以减少操作人员生产准备时间，改善操作人员工作环境舒适性，从而进一步提高飞机装配阶段安装、调试及试验的工作效率，提升飞机产品质量，缩短整机生产周期。
1现状分析
国内大多数飞机在研制生产期间，仍采用传统简易式工作平台、升降梯、人字梯等完成飞机装配生产工作，用于满足型号研制生产需求。通常来说，传统工作平台存在以下缺点与不足：1）所有工作平台采用传统型架工装，飞机装配试验过程中必需能源设施（风网电气）、试验设备、信息化终端等设备设施均需要操作人员需花费大量的时间进行生产准备，造成大量工作时间浪费，生产准备时间几乎占到总生产周期的35%；2）工作平台整体人机工效差，无法满足飞机不同试验状态的可达性，生产过程中频繁移动工作平台以满足工作部位的可达，造成生产时间严重浪费；3）人工移动平台操控难度大，移动过程中存在较大磕碰产品的风险（曾多次发生磕碰飞机事故）；4）工作平台与机体贴合性差，极易造成人员、工具跌落安全事故，手动运动部件操控性差，存在误操作的安全风险；5）工作平台主体框架结构均采用焊接方式连接，工装制造精度低，整体结构不稳定，且不便于后期使用过程中改进优化方案的现场实施。
2 研究内容
1）装配资源统计分析与统筹规划
相比中小型飞机，大型飞机装配项目多，装配难度大，相应的装机物料、工装工具、试验设备、辅助设施等装配资源数量随之庞大，资源与装配工作平台的集成融合也极为复杂。
因此需要对装配资源名称、型号、数量、工作部位、上机通道、基本尺寸/重量、所需工装工具/零组件/标准件、辅助材料、试验设备、风电需求及所在站位/工序等信息进行详细地统计梳理，并从物料配送、工装工具管理、风网电气能源配置、信息化终端显示、飞机测试系统集成等多方面对统计结果进行综合分析和统筹规划，为实现装配资源与工作平台的集成化设计提供基本数据支撑。
2）工作平台精益化布置研究
利用生产线工作平台装配资源的统计分析结果，结合工作平台的不同结构形式、可利用空间，按照精益化思想对装配资源和人员操作过程进行分析，对装配资源进行合理划分和三维模拟布置，给出装配资源最优的配置位置、摆放顺序及物料流转路径，实现装机物料、工装工具、风电能源、视频监控系统、通讯系统、线缆检测系统、信息化系统以及生产管理系统在工作平台上的集成融合及精益化布置。
3）工作平台人机工程研究
集成化工作平台最基本最主要的功能是保证工作部位的可达性，而具备良好人机工程效果则是装配平台在可达性基础上的进一步提升。飞机装配工作涉及大部件对接、结构安装、系统件安装、系统检测和总/军检交付等多个方面，因此需要通过对飞机各个部位工作任务量工作类型、施工方法的研究分析，进行操作工作的流程优化，达到基于精益化制造的人机工程设计，这意味着操作人员可以更高效、安全的工作，从而大幅度节约生产周期。为满足最佳的人机工效工程，工作平台应适当采用伸缩、升降、旋转等活动结构，现场操作人员根据自身需要调整工作平台，以最舒适的动作进行装配、试验工作。
4）工作平台精准移动及安全联锁技术研究
飞机总装配阶段工作区域几乎遍布全机所有部位，大部分工作平台在飞机交付牵引过程中需要进行撤离，尤其是飞机尾段大型工作平台及机头工作平台必须撤离，工作平台安全撤离和移动靠近已成为飞机安全生产过程中极为重要的控制因素，同时为达到更优的人机工效，平台须配置大量的电控活动部件，因此需要对工作平台移动的安全性、精准度及平台活动部件之间的互联互锁逻辑关系进行深入分析，采用最优的控制方式和精确移动方式，实现整体平台移动安全精准及活动部件控制安全，从而有效避免飞机硫碰伤事故的发生。
5）工作平台结构模块化、柔性化设计研究
传统的工装型架设计制造通常采用焊接式结构，尤其是大型型架平台因场地、运输等原因须直接在飞机装配单位现场进行原材料切割、焊接、喷漆等工作，不仅造成生产现场工作环境有害气体污染，还存在起火、油漆爆炸等安全隐患，最为关键的是焊接式结构的工装型架极不适合后续改进优化工作的实施。因此工作平台主体结构设计须采用模块化设计思想，规划设计恰当的分离面，使其结构具有良好的柔性和可重构性。
3结束语
随着我国各大中型军机、民机研制进度地快速推进，围绕飞机研制部装、总装生产环节，集成化装配工作平台也是各主机厂的发展需要。先进装配工作平台可以减少装配工装数量、降低产品人员安全风险、节约生产准备时间、改善工作环境舒适性，从而提高飞机装配的质量和效率。
参考文献：
[1]高伟光，大型飞机装配工作平台设计技术及应用，GF-A0171813G
[2]郑井水，大型客机装配工作平台关键技术及应用研究，[硕士学位论文]东华大学2015(学位年度）