Концепция создания гибкого серийного сборочного производства агрегатов гражданских самолетов нового поколения на ОАО "ВАСО"

УДК 629.735.33

КОНЦЕПЦИЯ СОЗДАНИЯ ГИБКОГО СЕРИЙНОГО СБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА АГРЕГАТОВ ГРАЖДАНСКИХ САМОЛЕТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА ОАО "ВАСО" В.В. Самохвалов

На основе анализа существующего сборочного производства отечественных и зарубежных самолетостроительных фирм сформирована концепция гибкого серийного сборочного производства агрегатов гражданских самолетов. В соответствии с целями и задачами развития предприятия, сформулированы основные направления по совершенствованию агрегатно - сборочных работ

Ключевые слова: концепция, агрегатно-сборочные работы

Производство современной авиационной техники представляет собой сложную многоуровневую систему процессов, объединенных общей целью - созданием самолета, предназначенного для обслуживания потребителей.

Значительную роль в обеспечении качества планера самолета играет агрегатная сборка, обеспечивающая высокое

аэродинамическое качество, геометрические

параметры, герметичность и надежность.

В настоящее время отечественные предприятия работают в режиме мелкосерийного или одиночного

производства. В основном используется универсальное оборудование, низок уровень автоматизации сборочных работ.

В условиях повышения серийности выпускаемых изделий многие предприятия приобретают новое суперсовременное оборудование, полагая, что только за счет этого можно решить вопросы повышения производительности труда и снижение

себестоимости.

Однако внедрение нового оборудования при существующей технологии и организации производства реально не приносит ожидаемых результатов. При этом, учитывая высокую стоимость оборудования, существенно

увеличивается стоимость изготовления.

Затраты на оборудование себя не окупают. Производство, по-прежнему, остается недостаточно организованным. Отсутствует четкое планирование.

Наиболее эффективным направлением в решении этой проблемы следует считать внедрение и дальнейшее совершенствование принципов гибкого автоматизированного производства.

Эти системы представляют собой наиболее важное технологическое достижение в машиностроении с начала XXI века. Их внедрение имеет для промышленности

Самохвалов Валерий Викторович - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (473) 248-14-57.

поистине революционное значение, поскольку вызовет резкое сокращение себестоимости продукции, изготовляемой в условиях мелкосерийного многономенклатурного

производства.

Целью концепции является создание высокотехнологичного производства

авиационных агрегатов как действующей организационно-технологической модели серийного выпуска самолёта Ан-148 с требуемыми технологическими,

экономическими и коммерческими

параметрами, формирование ритмичного производственного потока с тактом, обеспечивающим требуемую серийность (24 самолета АН-148 в год)..

Предлагаемые решения должны обеспечить следующие показатели:

Общее снижение трудоемкости на конец проектного периода не менее, чем на 50%;

• Снижение цикла сборки агрегата не менее чем в 1,5 -2 раза

• Ритмичность выпуска готовых агрегатов довести до 2 ед. в месяц

• Использование технологии

автоматизированной клепки в общем объеме сборочных операций по агрегату довести с 0% до 45%

Агрегаты самолета АН-148 отвечают основным требованиям технологичности. В конструкции большой объем

унифицированных каркасных элементов: стрингера и рядовые шпангоуты - Ъ образного сечения гнутые из листа; унифицированы детали каркаса пола. Уровень унификации порядка 0,7. Конструкция панелирована Кпан=0,8. Практически все малки открытые и постоянные. Продольные стыки панелей выполнены внахлест. Конструкция в значительной степени соответствует освоенной на ОАО ВАСО технологии.

Однако, конструкция анализируемого агрегата не в полной мере отвечает условиям крупносерийного сборочного производства:

Для клееклепаных продольных и поперечных соединений используется клей и

подслой, полимеризация которых занимает 72 часа в цеховых условиях.

Конструкция некоторых узлов (каркас пола, этажерка) затрудняют возможность их предварительной сборки.

Отсутствуют конструктивно оформленные сборочные чертежи на установку элементов крепления монтажей.

Технологическое членение не позволяет собирать каркас пола вне общей сборки.

Для технологического процесса сборки агрегата характерны следующие особенности:

• Сборка панелей, силовых шпангоутов, секций, общая сборка отсека выполняется в специальной сборочной оснастке

• Базирование деталей осуществляется по базовым (БО), координатно - фиксирующим (КФО), сборочным (СО) отверстиям, фиксаторам приспособлений, разметке.

• Выполняется разметка положения

крепежных отверстий (20%-30%).

• В технологическом процессе

присутствуют операции по подгонке и доработке, деталей и подсборок ручным пневмоинструментом со съемом и повторной установкой деталей.

• Фиксация деталей осуществляется

технологическими болтами, ручными

тисочками, струбцинами ( 90%), винтовыми прижимами, стяжными ремнями.

• Разделка крепежных отверстий, клепка

выполняются ручным малопроизводительным пневмоинструметом, клепка -

пневмомолотками в неудобном положении, постановка болтов вручную.

• Прессовая клепка панелей и шпангоутов выполняется на прессах КП-602, КП-204, КП 405.

С точки зрения организации труда следует отметить, что:

• Планировка участков выполнена от существующего положения оборудования и оснастки. Оборудование и сборочная оснастка расположены не по технологическому циклу

• Невысок уровень автоматизации процессов сборки и управленческого труда

• В организации рабочих мест практически отсутствует система плановопредупредительного обслуживания.

• Не обеспечивается поставка деталей в окончательный размер, требуется большое количество доводочных операций

• Большая часть сборочных операций выполняется вручную с помощью простого механизированного инструмента

Таким образом, существующая в ОАО «ВАСО» научно-методическая и

организационно-технологическая база сборки отсеков и агрегатов, характеризуется использованием традиционной стапельной оснастки, изготавливаемой по бумажной КД с

помощью шаблонов и макетов. Удельный вес объемов сборки, выполняемых с применением сборочных, базовых и координатно-фиксирующих отверстий невелик.

Отсутствуют средств автоматизации и

встраиваемой механизации. Оборудование

предназначено для опытного производства не обеспечивает серийное изготовление с

достижением требуемых технологических и экономических параметров.

Для достижения целей развития необходимо использовать имеющийся

мировой опыт.

Современные технологические решения предлагают технологии и оборудование для выполнения сборочных операций и в первую очередь для автоматизации сверлильно -клепальных работ

Современные программные продукты в области систем ТПП обеспечивают использование электронных 3-D моделей для анализа механики процесса, расчета параметров сборки, проектирования

технологической оснастки, формирования операций, выбор оборудования, составления технологической документации.

В авиационной промышленности хорошо зарекомендовали себя отечественное

программное обеспечение «ТеМП» -

автоматизированное проектирование

технологических процессов сборки, монтажа трубопроводных и электрических систем и системы управления конструкторскими и технологическими данными TeamCenter

Engineering (ТСЕ), предназначенной для управления информацией о составе изделия, и связанных с ним процессах, для

автоматизации проектно-конструкторских работ, инженерного анализа и разработки технологии изготовления изделия. Система служат единой средой моделирования всего изделия. TeamCenter функционирует в среде Unigraphics (UG) - интегрированной CAD/CAM/CAE - системе.

В области организации производства могут быть рекомендованы методы организации производственных процессов AIRBUS, которые используются на предприятии при сборке пилонов самолета А320.

Сложность форм изделий, повышение требований к качеству и точности, требует применения современных методов и средств контроля. В последнее время многие предприятия для такого контроля используют координатно-измерительные машины (КИМ) и лазерные сканеры для бесконтактного съема информации с геометрии агрегата, узла с точностью до 0,005 мм.

Предложения по совершенствованию агрегатно - сборочного производства формировались с учетом того, что

модернизация производства должна пройти в условиях действующего предприятия, реализующего программу технологического перевооружения, и, одновременно,

наращивающего выпуск продукции.

С учетом этих факторов предложено решение, основанное на идеологии гибких производственных систем, - "цифровое производство".

При подготовке производства

предлагается:

• Использование электронных 3D

моделей сборочных единиц и деталей, сборочной оснастки, и проектирование оснастки и техпроцессов с использованием специального программного обеспечения в рамках единого информационного

пространства;

• Изготовление базирующих элементов сборочной оснастки на оборудовании с ЧПУ.

• Оснащение сборочного производства

новым автоматическим оборудованием с расширенными технологическими

возможностями и модернизация имеющегося автоматического оборудования;

• Использование систем и методов контроля, позволяющих применять в качестве эталонов электронные модели.

• Формирование системы бизнес-процессов (реинжиниринг);

• Использование PDM (TeamCenter) и PLM-ERP (SAP) систем в рамках единого информационного пространства;

• Использование опыта производства пилонов А320 AIRBUS;

• Формирование "новой культуры производства".

Для реализации концепции в течение ближайших 2-х лет предлагается провести следующие мероприятия:

Для реализации концепции создания гибкого серийного сборочного производства

агрегатов в течение ближайших 2-х лет предлагается проведение следующих

мероприятий:

• Создание библиотеки электронных моделей типовых элементов сборочной оснастки;

• Разработку методов организации контроля сборочных единиц с помощью КИМ и сканеров.

• Компьютеризация служб управления

цехом (ПДБ), формирование единой информационной среды управления

производством;

• Изменение карт поставки с целью повышения степени законченности деталей, введение новых технологических комплектов на вновь выделяемые подсборки

• Реинжиниринг бизнес-процессов с помощью современной компьютерной системы;

• Обеспечение автоматической клепки панелей, на прессе GEMCOR : Разработка технологических рекомендаций, дооснащение и разработка управляющих программ

• Разработку и внедрение системы статистического управления сборочным производством.

• Внедрение элементов "Бережливого производства": планово - предупредительного обслуживания рабочих мест.

• Разработку программ и проведение обучения технических специалистов и руководителей подразделений.

В рамках концепции разработаны частные технические задания и начаты работы по реализации утвержденных мероприятий.

Литература

1. Современные технологический процессы сборки планера самолета/Колл. Авторов; Под ред. Ю. Л. Иванова. - М.: Машиностроение, 1999, - 304с.: ил.

Воронежский государственный технический университет

THE CONCEPT OF A FLEXIBLE SERIAL ASSEMBLING UNITS OF CIVILIAN AIRCRAFT NEW GENERATION OF OAS "VASO" V.V. Samohvalov

Based on the analysis of the existing assembly plant of domestic and foreign aircraft manufacturer formed the concept of flexible serial assembling units of civilian aircraft. In accordance with the objectives of the enterprise, the main directions for improving the aggregate-assembly work

Key words: analysis, concept, development, of aircraft, manufacturing, companies