面向变批量舱段产品的柔性装配能力布局方案研究

随着航天发射应用市场的发展，运载器舱段产品现行的串行单元式装配作业模式已难以适应极速变化的任务形势。基于该背景，本文结合当前的领域先进工艺，梳理了重点建设内容和关键技术，针对不同构型特点产品提出了基于产品成组化装配的稳定制造单元/生产线布局与基于柔性加工能力的暂态生产单元/生产线布局两种装配能力布局的构建方案，并通过实例验证了两种方案的可行性。为提升箭体结构舱段产品制造效能、应对任务模式变革提供了思路。

变批量生产模式是指制企业在面向订单生产过程中，产品品种、构型多样，不同构型产品任务规模多样化的组织状态。在航天器装配领域，舱段产品装配过程工序链条长、协调关系多、涉及到大量的制造资源[1]，同时，其产品结构状态多变、不同结构产品批量差异大，造成了该类型产品研制周期长、过程管理困难的工程现状。

当前研制与批产混线的任务形势下， 传统的生产组织模式已经不能适用于当前研制任务急速变化、量产任务资源受限的形势，急需进一步革新生产组织模式，提高生产效率，降低成本。

在具备多品种变批量特点的离散制造领域， 许多学者进行了大量的研究和应用工作， 对发展智能化、柔性化的制造工艺技术提出了建议[2] [3] [4]。与此同时，在航空领域，结构件装配也正朝着智能化加工模式的方向发展，围绕精益化、柔性化的组织模式，实现多品种、变批量任务的匹配[5] [6] [7]。航天领域、各装配集成企业也正在创新生产组织模式，并在典型壳段产品、总装集成生产线的建设方面取得了一些进展[8] [9] [10]。

本项目针对多品种、变批量的舱段产品装配活动组织过程，通过开展基于产品成组化装配的稳定制造单元配置技术和有限资源模式下柔性生产线的快速构建技术研究，构建舱段产品柔性装配能力布局， 以应对变批量的任务模式下组织瓶颈。

2. 总体方案 针对变批量的舱段产品，其柔性装配能力布局涵盖两大部分。一方面，针对稳定批量产品，构建基于产品成组化装配的稳定制造单元/生产线；另一方面，针对研制型号等任务量动态变化的产品，开展柔性可调的装配能力建设，形成资源动态调配、任务动态响应、交付节点有效管控的能力布局。总体构建方案如图1 所示。

3. 关键技术研究 3.1. 工位间高精度对接与转换关键技术 工位间高精度对接与转换是变批量情境下柔性装配的关键。为防止装配过程应力影响，舱段产品往