装配是产品整个生命周期中一个重要的环节，产品的可装配性及装配质量将直接影响着产品的成本和使用性能。在现代制造中，装配时间约占成品制造时问的50%以上。同时产品的装配依靠的手工劳动量大且费用高并且和装配人员的熟练程度都有直接关系。所以应用数字化手段来提高装配生产率和可靠性具有重要意义。
本项目的研究项目的主要目标是应用最新数字化、信息化技术，结合企业的具体情况和发展需求，改进工艺设计和管理模式。使得工艺技术人员从繁琐的重复性工作中解放出来，投入更多精力用于工艺改进和技术创新；使得车问操作明确、规范，减少更改和返工，稳定质量；使得生产管理获取实时、准确数据，实现精细计划和科学管理。
一、装配工艺业务原状态
装配业务是制造类企业的核心业务，其工艺将直接影响到产品质量。由于飞机发动机产品结构复杂，使用要求严格，其制造工艺也因其复杂的结构和严格的要求而十分复杂。下图描述了目前装配工艺业务的整体流程。从设计部门提供设计数据到工艺编制、审批以及归档发放。
现阶段装配工艺业务流程
图中指出工艺编制主要以查阅二维装配图纸、编写工艺文档、手工统计清单方式完成，工作量非常大，对工艺人员编制工艺提出很高要求，同时也对使用工艺文件生产的操作人员提出了很高的要求。对于新工艺人员或操作人员在短时间内接收工作难度很大。因此需要在三维设计的前提下，装配工艺编制需要从理解二维图纸、编制文档方式中解放出来，采用直观的三维结构化编制方式，提高工艺工作效率，保证产品装配质量。
二、装配技术管理的需求分析
（一）改善工艺设计效率，提高正确率
通过创建面向工人的操作卡，规范和明确操作过程、稳定质量，减少对人员经验的依赖，减少技术人员现场协调和指导。
实现方式：
1.在三维装配环境中基于装配BOM进行工艺编制；
2.方便地获取取相关联的装配过程图示或模型；
3.自动输出工艺规程和统计报表。
改进优势：
1.减少阅读和分析二维装配图时问，创建三维操作卡片减少工人读图时间；
2.在三维装配环境下改善了装配工艺的可行性和准确率；
3.减少各种汇总报表的时问，保证了数据的实时性和正确性。
（二）整合工艺技术资源
通过统一调度装配厂车间工艺技术人员、有效利用、平衡工作，消除车间壁垒。
实现方式：
1.工艺人员以唯一用户名登录，在系统中接受任务，在统一界面环境中工作，数据在数据库中管理和共享；
2.系统以用户和角色进行管理，与物理位置无关；
3.结构化工艺支持多人同步、协同工作。
改进优势：
1.有效利用工艺技术资源，平衡工作量；
2.在较大范围内实现知识重用、经验共享、技术交流；
3.方便车间之间调配生产任务，平衡生产，有效利用生产资源。
（三）改进工艺规程的适用性和可视性
通过创建面向工人的操作卡，规范和明确操作过程、稳定质量，减少对人为经验的依赖，减少技术人员现场协调和指导。
实现方式：
1.制定对应工步的操作卡格式使内容规范；
2.用图形、图片、模型、动画等多种直观、便捷的方式表示操作过程；
3.在操作卡应用成熟时，优化工艺规程内容和格式。最终实现工艺规程针对工序和计划、操作卡针对工步和操作。
改进优势
1.改变纯文字工艺表述方式，提供可视化的三维工艺信息表达方式，方便操作人员理解；
2.从长期和总体上减少工艺人员工作量，改进生产效率和质量；
（四）统一装配、机加工艺标准
改变局限于纸质和表格的装配机加工艺不统一的方式，建立适合于电子化和信息化，面向工艺、工序对象的结构化工艺编制方式。
实现方式：
1.在结构化工艺中定制装配和机加两种工序类型，在一个工艺中可以包含两种工序类型，但每种工序类型中值描述装配或机加的操作；
2.定义不同的数据输入格式和内容，根据不同工序的需求输入相应内容；
3.系统自动从各工序中获取信息生成所需统计报表；
4.工人只打印本工序规程或作业指导书进行操作。
改进优势：
1.统一和规范装配工艺设计过程和规程输出格式。
2.改变原来机加规范格式不能满足装配工艺的需求，致使辅料、工艺件等信息在备注中随意填写，造成计算机系统处理不便。
三、数字化装配工艺实现的目标
装配工艺设计是连接产品设计和装配生产现场的关键环节。实现数字化装配工艺设计，就是要有效连接数字化产品设计和装配生产现场的制造执行，即充分继承和利用数字化产品设计信息，通过创造性的工艺设计，为装配生产现场的制造执行提供必要和准确的工艺技术信息。
（一）更方便地指导现场工人的使用：稳定质量，减少人为因素影响
1.不同部门对工艺有不同的需求，针对不同的要求为不同部门提供工艺信息。
2.通过装配作业指导书细化操作步骤，标准化操作步骤，为操作者提供更为直观的可视化作业指导。
（二）方便装配MES的管理：实现精细化科学管理
1.结构化工艺有效支持与MES的集成。
2.通过集成提供装配MES必要的数据，MES为现场生产提供更为精确的服务。
3.三维结构化装配工艺设计：提高工艺设计可行性和编制效率
(1)基于三维和可视化的技术的作业指导书，提高装配工艺设计准确性；
(2)基于装配BOM的装配工艺设计，提高工艺编制效率和准确性；
(3)基于工艺知识库、资源库，提高工艺编制效率；
(4)通过电子化的审批和更改管理，提高工艺编制效率；
(5)通过后续的装配工艺仿真，提高装配工艺设计准确性；
四、装配工艺数字化变革
先进的系统需要有配套的管理流程才能发挥出起作用，加速企业创新，提升企业竞争力。在上述新的业务流程中主要包含了三个方面的变革，即工艺流程的变革、工艺文件的变革以及电子化。每一种变革都会给工艺规划和应用带来更高的效率。
（一）工艺流程的变革
流程的变革主要包括两个方面：
1.并行工程：在工艺路线规划完成并进行评审后，工装派工、非标准设备派工和细化工艺规程可并行开展，缩短等待时间以及工装、非标准设备设计完成后工艺的更改。
2.渐进明细：派工提前后工艺人员将有更多的时间细化装配操作步骤，验证操作以避免错误。并且可根据试制和批产不同的阶段进行逐步细化。试制一定数量后工艺规程的内容将大大丰富，正确性将大大提高。
（二）工艺规程的变革
为了真正有效利用结构化装配工艺设计，借鉴国内外最优的业务实践，彻底改变装配工艺技术科和装配现场的管理模式，最终提高装配工艺编制的效率和准确性，并最大化发挥工艺对装配现场的指导作用，在引入作业指导书的同时，对传统的装配工艺规程进行改造。
原有的工艺规程根据不同部门对工艺的使用需求可以分为两部分，即概要工艺规程和详细装配作业指导书。
1.概要工艺规程由装配工艺规程简化成为工艺路线规划，主要包括工艺路线、各种目录，主要用于调度部门指定生产计划，领用零件、资源使用。一个或多个部件编制一本。主要用于为各管理部门和生产现场提供管理和生产作业计划所必要的信息；针对装配BOM中的每个组件，将建立一本工艺规程。
2.细化装配工艺规程即装配作业指导书主要包括工步的流程图、每个工步标准化的图文并茂的详细操作步骤、使用的资源清单等信息。每一个工序生成一本，直接供操作人员使用，直观清晰的向操作人员说明装配操作过程，真正成为现场工人现场操作的唯一指导。
（三）电子化管理与纸质管理的业务有机结合
首先要实现装配工艺业务的电子化管理，并为后续生产现场的无纸化管理奠定基础。因此要尽量遵循电子化管理的特点，尤其是工艺规程和各种汇总目录的更改方面。但在目前业务现状下，纸质管理模式在其他管理部门和生产现场不可能立即取消。为了保障项目的可行性，必须要实现电子化管理与纸质管理的业务有机结合；
1.在装配工艺设计系统内，为长远考虑，尽量遵照电子化管理的方式与手段，例如：将只存在版本管理和换版更改，始终输出最新的最准确的报表，不存在换页和划改的方式；
2.在与外部管理部门和生产现场的纸质提供资料和更改资料时，直接利用系统输出的最新、准确的报表和更改单，由人工选择合理的纸质的换版、换页和划改方式和打印的内容；
3.通过与装配MES系统和ERP系统的集成，逐步简化和取消相应的各种报表和统计目录，以减少电子化管理与纸质管理不一致而给工艺员增加的不必要的工作。
（四）变革收益
1.实现提前派工，缩短生产准备周期；
2.简化试制工艺规程，缩短生产准备周期；
3.工艺员在试制生产中，指导生产现场、获取实际工艺经验，保证批产工艺的正确性；
4.批产工艺符合装配实际，更加直观明确，稳定了产品质量：
5.直观明确的作业指导书，减少工艺员现场协调时间；
6.电子化管理实现设计、工艺、生产数据统一有效的管理；实现管理数据共享、历史追溯；减少人工维护和纸张使用，节约成本；
五、结束语
数字化装配技术的研究必须与工艺技术、实验技术、现代管理等技术的研究深入结合，实现生产模式和方法的转变。不过数字化技术的实施具有复杂性包括技术实施与人文等因素，文化的不同也削弱了人们认知度，使得相关人员无法在传统的观念中释放出去，无法吸收先进的装配理念，不过，如今我国行业内航空制造行业对数字化装配技术都有着非常迫切的需求，相信随着数字化装配技术向着实用化方向的发展，其将发挥更加重要的作用。
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本文标题：PDM系统数字化装配工艺管理技术研究
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