精益制造和飛機(jī)移動裝配線

1、精益制造和飛機(jī)移動裝配線精益制造和飛機(jī)移動式裝配線基于精益思想的飛機(jī)移動式裝配線已成為飛機(jī)生產(chǎn)新模 式，世界各大航空制造企業(yè)競相采用。飛機(jī)移動式裝配 線既是長期精益實(shí)踐的成果，又對整個(gè)航空制造供應(yīng)鏈 起著積極的推動作用。適時(shí)地啟動飛機(jī)移動裝配技術(shù)研 究，在航空制造中深入推行精益生產(chǎn)的理念、方法和文 化是中國飛機(jī)制造向世界水平邁進(jìn)的必由之路。飛機(jī)移動生產(chǎn)線的需求二戰(zhàn)期間的1940年，美國政府下令福特汽車公司制造1200架B24轟炸機(jī)。福特經(jīng)歷了一次次挫折以后, 由當(dāng)初T型車生產(chǎn)線的建造者出任B24裝配線的設(shè)計(jì) 師。他完全照搬了汽車生產(chǎn)的模式，建成了1英里長的L型裝配線，共設(shè)28個(gè)站位，每小時(shí)出產(chǎn)

2、1架飛機(jī)。 至二戰(zhàn)結(jié)束，共裝配8600架B24,成為美國歷史上產(chǎn) 爭消耗引發(fā)的大量需求。另外，當(dāng)時(shí)的飛機(jī)相對簡單， 加上戰(zhàn)爭條件下，較少有客戶化和構(gòu)型變化要求，使B24 飛機(jī)制造具備了大批量生產(chǎn)的條件。量最量最多的飛機(jī)。大量生產(chǎn)飛機(jī)之所以成功是因?yàn)楫?dāng)時(shí)戰(zhàn)|三但是，現(xiàn)代的飛機(jī)生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生了變化。因?yàn)轱w機(jī) 技術(shù)復(fù)雜化，總裝涉及的專業(yè)多、工種多、人員多、物 料多、工具工裝型架多、技術(shù)文件多，總裝過程組織困難。加上社會和經(jīng)濟(jì)形勢不穩(wěn)定，無論是民機(jī)還是軍機(jī)， 都具有需求多變、構(gòu)型多、相同構(gòu)型產(chǎn)量少的特點(diǎn)，加 大了飛機(jī)生產(chǎn)裝備投入的風(fēng)險(xiǎn)。因此傳統(tǒng)上飛機(jī)總裝一 般采用機(jī)庫式（或停車場式）裝配。I=Jliil

3、機(jī)庫式裝配由多組工人并行作業(yè)，各架飛機(jī)的實(shí)際 裝配作業(yè)很難一致，難以保證質(zhì)量，弊病很多。因此飛 機(jī)制造業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的改進(jìn)裝配方式的需求。最先出現(xiàn) 的是由機(jī)庫式向站點(diǎn)式過渡：設(shè)置多站位，在每個(gè)站位 上裝入一部分，由通用設(shè)備移動飛機(jī)到下一個(gè)站點(diǎn)，直 至完成。飛機(jī)在站位式裝配中是一站一站地移動的，工 人也有了比較合理的分組和分工，但是裝配工作地的混 亂局面并沒能有本質(zhì)的改觀，受供應(yīng)鏈的影響也沒有得 到徹底的扭轉(zhuǎn)。移動裝配線是第一次管理革命的產(chǎn)物，福特汽車的 移動裝配線成為工業(yè)化的標(biāo)志之一。移動裝配線的基本 要素是：零組件統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的互換性、工人精細(xì)分工、動 作標(biāo)準(zhǔn)化工作，物料的精確到位、均衡和節(jié)拍，采

4、用專 用的固定生產(chǎn)線設(shè)施。這種裝配方式效率高，但專用設(shè) 施投資大，缺少柔性受產(chǎn)品變化影響大，傳統(tǒng)上只用于 批量較大、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品。而飛機(jī)是典型的長周 期、小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，裝配技術(shù)又復(fù)雜，實(shí)行單架次 構(gòu)型管理，造成了飛機(jī)移動裝配線在技術(shù)上、管理上、 物流配送、投資大，都有難點(diǎn)。怎樣將大批量生產(chǎn)簡單產(chǎn)品的流水線裝配方式用在小批量復(fù)雜的飛機(jī)裝配中？ 采用精益生產(chǎn)方式就是可行的解決方案?，F(xiàn)代飛機(jī)移動裝配線第一條現(xiàn)代的飛機(jī)移動裝配線是波音717總裝線。 當(dāng)時(shí)認(rèn)為波音717是性能很好的支線客機(jī)，預(yù)測在20 年內(nèi)有3000架的市場預(yù)期。這使得波音717具備采用 移動式裝配的需求，并于2006年初建成

5、投產(chǎn)。這條單 件流、連續(xù)移動式裝配線共有2個(gè)用于機(jī)體對接的固定 站位和6個(gè)總裝的移動站位。移動式飛機(jī)裝配的直接效 益是將原來需要20架在制飛機(jī)減少到810架，并縮短 裝配周期50%。在支線客機(jī)制造商龐巴迪與巴西航空的競爭 下，波音717被迫于2006年5月停產(chǎn)，717飛機(jī)共生 產(chǎn)了 156架。移動裝配線運(yùn)行了很短的時(shí)間。但是，移 動裝配線的成功成為波音717的重要?dú)v史遺產(chǎn)。=J與717同時(shí)期建設(shè)的是武裝直升機(jī)Apache的精益 脈動裝配線。從1998年到2008年的10年間，波音不 斷改進(jìn)這條裝配線，從直線形發(fā)展為U型，最后是J型; 站位數(shù)從10變?yōu)?5再回到10，終于獲得了減少裝配 工時(shí)85

6、%的示范性的效果。2005年Apache的U型 精益脈動裝配線被授予美國精益生產(chǎn)的最高成就獎一一新鄉(xiāng)獎。波音在這些 成就的鼓勵下，將移動式裝配用到了它的所有的商用飛機(jī)，波音737、波音747 （部裝）、波音757、波音767、 波音777上。其中，1998年進(jìn)行首次737機(jī)身結(jié)構(gòu)移 動式裝配的原理認(rèn)證，使用完全配套、向工作點(diǎn)配送和 看板等方法，縮l=jI三三I短生產(chǎn)周期80%。波音737的總裝移動線縮短總裝配周 期46%。美國精益航空創(chuàng)新計(jì)劃（LAI）稱737移動線 是“精益和高效率生產(chǎn)的模范”。777的U型移動線從 2006年開始建設(shè)，采用逐步的讓每個(gè)裝配階段“具備移 動能力”的方式，于20

7、10年1月實(shí)現(xiàn)全線同步移動，標(biāo) 志著全部建成。它被確認(rèn)為世界最大的集成式移動裝配 線。正在試生產(chǎn)的787夢幻機(jī)，也建立了移動裝配線。 波音的P8A反潛電子偵察機(jī)預(yù)期總產(chǎn)量也就在100200 架之間，也采用了移動總裝配線生產(chǎn)。最引人矚目的是 2008年8月波音宣布，它開通了有13個(gè)站位的衛(wèi)星精 益脈動裝配線生產(chǎn)。在新的精益脈動生產(chǎn)線上生產(chǎn)的第 一顆衛(wèi)星是為美國空軍制造的GPS系統(tǒng)的IIF衛(wèi)星。 波音今后所有的衛(wèi)星生產(chǎn)都將采用新的方法（當(dāng)時(shí)衛(wèi)星 的訂貨量為12顆）。波音沖破了傳統(tǒng)的多品種小批量飛機(jī)生產(chǎn)不能采用 移動式生產(chǎn)線的禁錮，它的成功經(jīng)驗(yàn)帶動了世界各大飛 機(jī)制造商?？湛?、龐巴迪、巴西航空都為新

8、機(jī)建立移動 或脈動裝配線。英宇航（BAE）承擔(dān)著F35生產(chǎn)的大約 1/3的工作量，BAE通過價(jià)值流分析，縮短了裝配過程，實(shí)行單件流布置的移動生產(chǎn)線。英宇航建立了按架次成 對移動的空客機(jī)翼總裝脈動線和支持車間，達(dá)到日產(chǎn)1 架的目標(biāo)。更值得注意的是，就連從事發(fā)動機(jī)維修的德 國漢莎航空也于2010年建成用于CFM發(fā)動機(jī)維修的 發(fā)動機(jī)分解和裝配的脈動的生產(chǎn)線。移動裝配線正在被 航空航天制造業(yè)所普遍采用。新飛機(jī)生產(chǎn)模式的誕生l=J在航空和軍工的多品種小批量生產(chǎn)中，使用精益生產(chǎn)的 裝配方式成為一個(gè)新的趨勢。移動式裝配線成為飛機(jī)生 產(chǎn)乃至軍工生產(chǎn)的新模式。精益的移動式裝配成為一種 先進(jìn)的制造和管理技術(shù)。甚至

9、成為航空生產(chǎn)系統(tǒng)先進(jìn)性 的標(biāo)志。和汽車生產(chǎn)的流水線方式相同，飛機(jī)移動式裝 配已經(jīng)成為飛機(jī)生產(chǎn)的“標(biāo)準(zhǔn)”模式。之所以將移動式裝 配作為一種新的飛機(jī)生產(chǎn)模式，是因?yàn)樵撃Ｊ侥墚a(chǎn)生以下效果：效率高，縮短了周期和裝配工時(shí)；-縮小了飛機(jī)總裝廠房所占用的面積，并且減少了飛機(jī) 生產(chǎn)中的投資；改善了裝配工作地的環(huán)境，使作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，更易保證 質(zhì)量和生產(chǎn)安全；對整個(gè)企業(yè)和整個(gè)飛機(jī)生產(chǎn)供應(yīng)鏈起著規(guī)范和拉動作 用；在建立移動線中采用的新工藝方法和新裝備技術(shù)，促進(jìn) 了飛機(jī)裝配技術(shù)的發(fā)展。移動式裝配線是一個(gè)單件流過程，要求連續(xù)的物流 供給。總裝配的移動節(jié)拍將拉動整個(gè)企業(yè)和供應(yīng)鏈的生 產(chǎn)步伐。生產(chǎn)計(jì)劃管理由裝配拉動，實(shí)現(xiàn)整個(gè)

10、供應(yīng)鏈的 拉式生產(chǎn)，并嚴(yán)格與總裝配節(jié)拍同步。實(shí)現(xiàn)飛機(jī)移動裝 配將徹底顛覆傳統(tǒng)的企業(yè)運(yùn)行的理念、狀態(tài)及文化。 精益思想是移動裝配線的靈魂波音在總結(jié)移動裝配線成功的因素時(shí)，總是提到是 波音十幾年來致力于實(shí)行精益生產(chǎn)的成果。精益生產(chǎn)是 成功建立飛機(jī)移動裝配線的基礎(chǔ)，移動裝配線的運(yùn)行又 是對整個(gè)波音生產(chǎn)模式的巨大推進(jìn)。波音從在建立波音 717移動線時(shí)開始，就強(qiáng)調(diào)了實(shí)行精益制造的3個(gè)基本 原則：客戶同步節(jié)拍生產(chǎn)、單件流和拉式生產(chǎn)。波音還認(rèn)為構(gòu)建移動裝配線的最大挑戰(zhàn)是從傳統(tǒng)的 推式計(jì)劃管理向精益的拉式計(jì)劃管理模式的轉(zhuǎn)變。因此, 波音特別關(guān)注幾個(gè)成熟的精益生產(chǎn)的方法：（1）生產(chǎn)線 的均衡性；（2）工作過程標(biāo)

11、準(zhǔn)化；（3）現(xiàn)場可視化控 制；（4）零件和工具派送到使用點(diǎn)；（5）建立供給線。波音在所有涉及到飛機(jī)移動式裝配線的成功案例 時(shí)，例如介紹他們的Apache武裝直升機(jī)脈動裝配線時(shí)， 都將波音長期推行精益生產(chǎn)方式的成功和企業(yè)精益文化 的積累作為首要因素。與之同步，實(shí)現(xiàn)移動式裝配又是 對精益制造的深化。波音稱：通過移動裝配線，波音的 精益旅程從“摘低枝果子”向縱深的整個(gè)企業(yè)同步節(jié)拍生產(chǎn)推進(jìn)。建立精益飛機(jī)移動裝配線的規(guī)劃波音移動裝配線的建造過程其實(shí)就是一個(gè)深化精益生產(chǎn)的實(shí)施過程，幾乎包括了運(yùn)用精益生產(chǎn)所有方法。波音737/757移動裝配線的建造過程有9個(gè)步驟：（1）分析價(jià)值流圖 Value Stream

12、Mapping（ VSM）。價(jià)值流圖分析是建立移動裝配線的總體設(shè)計(jì)。在建立移 動裝配線之初，波音首先繪制飛機(jī)總裝的現(xiàn)行價(jià)值流圖, 通過分析，消除浪費(fèi)，并將裝配過程的改進(jìn)納入，設(shè)計(jì) 出新的價(jià)值流圖。價(jià)值流圖VSM是國外應(yīng)用最廣的價(jià) 值流和辦公室流程分析和重建的方法，它以簡單、直觀、 半定量化的分析和無限的擴(kuò)展能力，在廣大企業(yè)中實(shí)地 應(yīng)用，VSM也是精益企業(yè)的基本功。（2）平衡生產(chǎn)線。按站位、天和班次進(jìn)行生產(chǎn)線的平衡。從主生產(chǎn)計(jì)劃MPS開始，做到多機(jī)種的均衡交付，企 業(yè)內(nèi)部和外部供應(yīng)鏈的均衡生產(chǎn)。（3）標(biāo)準(zhǔn)化工作。規(guī)范飛機(jī)裝配每一項(xiàng)作業(yè)，乃至動作、 時(shí)間。沒有標(biāo)準(zhǔn)化工作就沒有生產(chǎn)的節(jié)拍，沒有節(jié)拍就

13、 沒有建立移動式裝配線的基礎(chǔ)。（4）工作地可視化。由于移動裝配線是在車間里移動的， 工作地區(qū)塊線條的可視化就格外重要。車間地面的區(qū)劃 不僅規(guī)范了物料存放的位置，還是飛機(jī)首尾相接列隊(duì)移 動、供料和補(bǔ)給路線的“交通標(biāo)志”，成為移動裝配線的 組成部分之一。現(xiàn)場的雙面顯示屏或安燈、燈箱，警告 消息，同時(shí)面向裝配線和支持車間。協(xié)同的管理信息系 統(tǒng)也是不可或缺的，系統(tǒng)實(shí)時(shí)地對加工或庫房的拉動需 求、零組件配套需求。作業(yè)工人的個(gè)性化門戶提供作業(yè) 指導(dǎo)書的無紙化顯示、裝配過程數(shù)據(jù)采集、線上每架機(jī) 的裝配進(jìn)度需求等。（5）完全配套。完全配套是將指定飛機(jī)架次、在各個(gè)裝 配站位（或者裝配指令、工序）所需要的物料、工

14、具工 裝、輔料以及消耗材料一起按照裝配順序擺放在配送箱 或配送板上，待需要時(shí)一次送上。在移動式裝配線上， 不允許零件、工具、輔料的分別配送。（6）建立配送線。配送線將準(zhǔn)備好的完全成套件，按指 定的架次、在指定的時(shí)間、按照規(guī)定的路線送到指定的地點(diǎn)。突破原有流程，重新設(shè)計(jì)主裝配過程。流程的改進(jìn) 和價(jià)值流圖分析是反復(fù)循環(huán)進(jìn)行的。在進(jìn)行裝配線的未 來狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，必須有裝配過程的改進(jìn)，才能到達(dá)各站 位節(jié)拍一致，實(shí)現(xiàn)同步移動的效果。重新設(shè)計(jì)裝配過程 才能大幅度的減少裝配周期。在波音737建立移動裝配 線時(shí)所創(chuàng)造了 “座椅提升機(jī)”等新的工裝和作業(yè)方式。形成過渡的“脈動生產(chǎn)線”。移動裝配線的有2種 移動方式：

15、連續(xù)移動和脈動。從機(jī)械構(gòu)造觀點(diǎn)，脈動線 和連續(xù)線各有繁簡。從管理角度看，采用連續(xù)移動還是 脈動不僅是生產(chǎn)效率問題，更重要的是管理水平的適應(yīng) 性問題。脈動和連續(xù)移動的差異之一是：脈動可以設(shè)定 非增值的緩沖時(shí)間，當(dāng)生產(chǎn)管理水平跟不上時(shí)，留有一 定的間歇等待。發(fā)現(xiàn)問題未處理完則不移動，或者留給 下一個(gè)站位去完成。隨著后援的成熟，逐步將脈動節(jié)拍 加快?？梢詫⒚}動式作為一種過渡形式。連續(xù)移動和脈 動另一個(gè)重要差異是直覺的震撼效應(yīng)不同。移動裝配線 上首尾相接飛機(jī)的移動，讓所有在現(xiàn)場的人都直接感覺 到移動線承載著整個(gè)生產(chǎn)過程的震撼感。工人能夠真正 的看到和感覺到生產(chǎn)的節(jié)拍。工廠中所有的人都隨著移 動線的節(jié)拍

16、不懈怠的工作。從精益的觀點(diǎn)，脈動線作為 階段目標(biāo)，移動線是最終目標(biāo)。國外主要飛機(jī)制造商對 于連續(xù)移動和脈動的選擇，仍舊在預(yù)期產(chǎn)量較大的機(jī)型上采用移動式總裝配生產(chǎn)線。l=JMl形成總裝配的移動生產(chǎn)線。最后在全部具備了移動 條件后，開動連續(xù)移動裝配線的作業(yè)。在建立移動裝配 線時(shí)，配套和配送是移動的必要條件，起著關(guān)鍵作用。 要求是將作業(yè)指導(dǎo)書、零件、工具、工作指令都用工具 箱配送到裝配工人近旁，消除了工人到處找工具材料文 件的時(shí)間消耗。裝配線近旁設(shè)置了 “月光車間”(生產(chǎn)準(zhǔn) 備/緊急支援)，包括快速響應(yīng)的零件返修車間、緊急 設(shè)備維修、臨時(shí)工裝制造、配套和配送基礎(chǔ)設(shè)施等。移 動裝配過程消除了大量的非增

17、值作業(yè)，產(chǎn)品在整個(gè)裝配 線的移動過程中每個(gè)時(shí)刻都是增值的，最大化地減少了 裝配工時(shí)和成本。移動裝配線的完整性按照經(jīng)驗(yàn)，一條成功的飛機(jī)移動裝配線總是具備5 個(gè)部分組成：移動線主體：站位設(shè)施，對接定位的設(shè)備，拖動裝置、 可移動的裝配架等；供給線：配套和配送的物流系統(tǒng)；現(xiàn)場可視化系統(tǒng)； 后援的支持車間；與ERP和MES系統(tǒng)融合的信息系統(tǒng)和裝配線上的固 定及移動終端。從管理的角度說，飛機(jī)上線后不中途下臺，下線后liiJ不返修，是移動裝配線成功的主要標(biāo)志。移動線開通之 初，出現(xiàn)中途的缺件、質(zhì)量、后援問題，需要應(yīng)急處理， 幾乎是必然的。可以延遲移動、也可以停滯一會，但所 有問題必須在線上解決，這是一個(gè)強(qiáng)迫

18、推進(jìn)的機(jī)制。后 援的支持車間（波音稱為，月光車間，）用來緊急應(yīng)對這 些問題。因?yàn)楦鞣N原因?qū)w機(jī)撤下來，就說明管理達(dá)不 到移動生產(chǎn)線的要求，并且為所有不協(xié)調(diào)和不精益開放 了綠燈，失去了移動線拉動生產(chǎn)和供應(yīng)鏈的作用。 裝配線的專業(yè)制造廠商應(yīng)運(yùn)而生世界各大飛機(jī)制造商紛紛建立移動裝配線，采用裝 配自動化設(shè)備，催生了一批專業(yè)飛機(jī)裝配工裝和生產(chǎn)線 的制造廠商，以及移動式裝配線的集成管理軟件系統(tǒng) 為世界各大飛機(jī)制造廠服務(wù)。其中1992年成立的AIT 迅速發(fā)展成為世界級的專業(yè)飛機(jī)裝配設(shè)備的制造廠商。 它為各大航空企業(yè)設(shè)計(jì)和提供自動鉆鉚設(shè)備、飛機(jī)對接 裝配設(shè)備、激光測量設(shè)備、自動導(dǎo)引車系統(tǒng)、移動式裝 配線。AIT為世界各國包括波音、洛克希德馬丁、龐巴迪、 空客法國、空客西班牙、巴西等航空制造商制造各種大 小和批量的飛機(jī)建造總裝線，其中為龐巴迪制造的自動 化總裝線獲得美國先進(jìn)制造獎。飛機(jī)生產(chǎn)裝備和移動裝配線的專業(yè)制造廠商的出現(xiàn)，標(biāo)志著原來各個(gè)飛機(jī)企業(yè)一家一戶的自造自用的飛機(jī)工裝制造模式的改變。建立標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、技術(shù)先 進(jìn)，并且具有豐富飛機(jī)裝備制造經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)廠商是提高 整個(gè)國家的飛機(jī)制造水平和加