CN104268356B - 面向精益生产的飞机模型组装方法 - Google Patents

Abstract

面向精益生产的飞机模型组装方法，本发明涉及一种飞机模型组装方法。现有的精益生产方法存在飞机模型组装效率低、生产设备布置混乱、无序，物料移动浪费、搬运造成零件丢失的问题。本发明组成包括：对选取的飞机模型零件实体利用进行三维仿真建模并以源文件和图片形式存储其三维仿真图；确定六组子装配体工序；运用Solidworks完成每个子装配体工序的三维实体装配、渲染得到每道子装配体工序的三维仿真图，并制作成子装配体的装配示意图工艺卡片；确定飞机模型总装配路径；确定出每道子装配体工序的平均组装工时，找出工时最大的子装配体工序确定为瓶颈工序，并找出平衡方法实现工序平衡生产过程；操作人员进行子装配体的装配；并记录首架、尾架飞机模型组装完成后交付时间；最后重复组装3‑5轮。本发明用于飞机模型组装。

Description

面向精益生产的飞机模型组装方法

技术领域

本发明涉及一种面向精益生产的飞机模型组装方法。

背景技术

全球经济一体化的形成给中国制造业带来了更多的发展机遇，但现阶段中国制造业仍然属于粗放型，为了应对发达国家先进制造业的挑战，很多中国企业开始学习日本丰田公司，在企业推行精益生产，力图提高企业落后的生产管理水平。很多企业盲目效仿国外实施经验，硬性地向企业导入精益生产，中高层管理不能深刻理解对精益生产精髓，导致企业不能树立良好的精益改善意识，精益生产最终成了一种口号和运动。

现有飞机模型组装的方案一般以折叠纸飞机为生产背景，在此生产背景下对生产人员进行精益生产培训，具体方法为：通过批量折叠纸飞机和单件折叠纸飞机，进而比较完成相同数量飞机模型的总时间，最后得出单件生产的优势，该种精益生产培训方法简单粗糙、融入的精益生产知识较少，融入的理论知识牵强缺乏说服力，导致实际的飞机模型组装过程中存在组装效率低、生产设备布置混乱、无序，物料搬运和移动浪费的问题，此外，各工序之间还出现因搬运产生碰撞，造成零件丢失的问题，直接导致精益生产方法在飞机模型组装过程中收效甚微，其培训效果也大打折扣。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的精益生产方法导致的飞机模型组装效率低、生产设备布置混乱、无序，物料移动浪费、搬运造成零件丢失的问题，而提出一种全面、高效的系统化的飞机模型组装方法。

一种面向精益生产的飞机模型组装方法，所述飞机模型组装方法通过以下步骤实现：

步骤一：对选取的飞机模型零件实体利用Solidworks仿真软件进行三维仿真建模，然后对每个飞机模型零件实体进行编码，并以Solidworks源文件和图片两种格式存储飞机模型零件的三维仿真图；

步骤二：将步骤一获得的飞机模型零件的Solidworks源文件以不同功能、不同操作难度和能够独立装配成一体的原则分成六组子装配体工序：螺旋桨装配工序、机架装配工序、机头装配工序、座椅装配工序、炮弹装配工序和底座装配工序，并以Solidworks源文件格式存储六组子装配体工序；其中，六组子装配体工序的零件数量在不包含螺钉和螺母的情况下相差在10以内；

步骤三：根据步骤二确定的六组子装配体工序Solidworks源文件，并运用Solidworks仿真软件对每道子装配体工序进行三维实体装配，每道子装配体工序完成装配后都进行渲染，得到每道子装配体工序的三维仿真图，以图片格式存储上述六组子装配体工序的三维仿真图；再根据上述每道子装配体工序装配后保存的图片制作成子装配体的装配示意图工艺卡片；

步骤四：将步骤二获得的六组子装配体工序中的螺旋桨装配工序以点A代表，机架装配工序以点B代表，机头装配工序以点C代表、座椅装配工序以点D代表、炮弹装配工序以点E代表、底座装配工序以点F代表，进行从点A开始，依次经过点B、C、D、E且止于点F的飞机模型总装配路径；其中，点A、B、C在线段AC上，点D、E、F在线段DF上，点C、D形成线段CD，且线段AC与线段DF平行并均与线段CD垂直；

步骤五：步骤四所述总装配路径确定后，对每道子装配体工序的组装工时进行六次统计，确定出每道子装配体工序的平均组装工时，找出工时最大的子装配体工序确定为瓶颈工序，并找出平衡方法实现工序平衡生产过程；

步骤六：根据步骤三确定的子装配体的装配示意图工艺卡片、步骤五平衡生产后的最终的飞机模型总装配路径，运用图像处理软件Photoshop、仿真软件Solidworks制作飞机模型总装配过程的动画演示视频，以Solidworks源文件和图片两种格式存储飞机模型总装配过程的三维仿真图，并制作飞机模型总装配动画视频、飞机模型总装配示意图工艺卡片以及相邻子装配体工序之间装配示意图工艺卡片；

步骤七：根据各个子装配体工序在装配过程所需的物料及工具制作物料及工具清单工艺卡片，物料及工具清单工艺卡片上记载内容包括：子装配体的装配示意图、操作说明、飞机模型零件编码、名称以及数量；

步骤八：根据步骤二确定的子装配体数目设定六组操作人员，每组操作人员具有7名成员，且其中的一名仓管员为各组子装配体工序之间共用的操作人员，操作人员按照步骤三制作的子装配体的装配动画演示视频，并参考步骤七制作的物料及工具清单工艺卡片，从盒子中选取飞机模型零件实体进行子装配体的装配过程，获得六组子装配体；

步骤九：操作人员根据步骤六制作的飞机模型总装配过程的动画演示视频，利用步骤八获得的子装配体进行整架飞机模型装配，并记录首架飞机模型组装完成后交付时间和最后一加飞机模型组装完成后交付时间；

步骤十：六组子装配体工序分配的每组操作人员重复步骤八至步骤九的组装操作3-5轮。

本发明的有益效果为：

本发明是将精益理念和方法交叉融入到飞机模型的组装过程中，是在选择了飞机模型后确定其最终的组装结构；再分析模型结构，找出最佳装配路径，并针对总装配路径提出一种平衡生产线的方法，完成对该模型的三维仿真及演示动画视频的制作，在此基础上，设计制作组装前以及组装时所使用的工艺卡片。要完成子装配体的每名操作人员在组装前通过观看子装配体工序的装配动画演示视频、飞机模型总装配过程的动画演示视频，这些装配动画演示视频用于在各工序学员操作之前播放，有助于各工序操作者进行模型装配，再由子装配体装配示意图工艺卡片、总装配示意图工艺卡片、相邻子装配体工序之间装配示意图工艺卡片以及物料及工具清单工艺卡片记载的内容起到组装提示作用。示意图工艺卡片清晰、准确的记载了组装方法，易于各个操作人员理解，使担任组装任务的操作员依此进行飞机模型组装，保证组装过程顺畅完成。通过对24架飞机模型组装的完成时间统计来看，第四轮的面向精益生产的飞机模型组装的效率至少提高50％，具有从根本上提高操作员的组装速度，同时提高其他操作人员的工作效率的好处，而每组子装配体操作人员参与的热情也得到提高。整个组装过程中制作的工艺卡片对操作人员的组装进行演示和指导，成为“可视化看板”，与可视化管理相结合，更好地让操作人员理解精益生产方法—目视管理。

并通过总装配路径确定后的工序平衡生产过程，使得到的U型飞机模型总装配路径具有减少第一道子装配体工序到最后一道子装配体工序之间距离的作用，使各个子装配体之间的信息传达更清楚，而产品数量也能被有效控制，组装操作所用到的生产设备布置有序、各子装配体工序之间的物料搬运和移动的路径快捷便利，零件存放拿取有序、省时省力，无丢失现象。

附图说明

图1为本发明进行飞机模型组装方法的流程图；

图2为本发明涉及的飞机模型总装配路径示意图；

图3为根据测量的飞机模型零件的尺寸在Solidworks界面上进行三维仿真建模的截图；

图4为装配体工序中的机架装配工序示意图工艺卡片；

图5为每道子装配体工序的平均组装工时走势统计图；

图6为平衡后各子装配体工序工时走势统计图。

具体实施方式

具体实施方式一：

本实施方式的面向精益生产的飞机模型组装方法，精益生产(Lean Production)，简称“精益”，是衍生自丰田生产方式的一种管理哲学。包括众多知名的制造企业以及麻省理工大学教授在全球范围内对丰田生产方式的研究、应用并发展，促使了精益生产理论和生产管理体系的产生，该体系目前仍然在不断演化发展当中。从过去关注生产现场的Kaizen转变为库存控制、生产计划管理、流程改进(流程再造)、成本管理、员工素养养成、供应链协同优化、产品生命周期管理(产品概念设计，产品开发，生产线设计，工作台设计，作业方法设计和改进)、质量管理、设备资源和人力资源管理、市场开发及销售管理等企业经营管理涉及的诸多层面。如附图1所示，所述飞机模型组装方法通过以下步骤实现：

步骤一：对选取的飞机模型零件实体利用Solidworks仿真软件进行三维仿真建模，然后对每个飞机模型零件实体进行编码，并以Solidworks源文件和图片两种格式存储飞机模型零件的三维仿真图；

步骤二：将步骤一获得的飞机模型零件的Solidworks源文件以不同功能、不同操作难度和能够独立装配成一体的原则分成六组子装配体工序：螺旋桨装配工序、机架装配工序、机头装配工序、座椅装配工序、炮弹装配工序和底座装配工序，并以Solidworks源文件格式存储六组子装配体工序；其中，六组子装配体工序的零件数量在不包含螺钉和螺母的情况下相差在10以内；

步骤三：根据步骤二确定的六组子装配体工序Solidworks源文件，并运用Solidworks仿真软件对每道子装配体工序进行三维实体装配，每道子装配体工序完成装配后都进行渲染，得到每道子装配体工序的三维仿真图，以图片格式存储上述六组子装配体工序的三维仿真图；再根据上述每道子装配体工序装配后保存的图片制作成子装配体的装配示意图工艺卡片，如图4所示子为装配体工序中的机架装配工序示意图工艺卡片；

步骤四：将步骤二获得的六组子装配体工序中的螺旋桨装配工序以点A代表，机架装配工序以点B代表，机头装配工序以点C代表、座椅装配工序以点D代表、炮弹装配工序以点E代表、底座装配工序以点F代表，进行从点A开始，依次经过点B、C、D、E且止于点F的飞机模型总装配路径；其中，点A、B、C在线段AC上，点D、E、F在线段DF上，点C、D形成线段CD，且线段AC与线段DF平行并均与线段CD垂直；

步骤五：步骤四所述总装配路径确定后，对每道子装配体工序的组装工时进行六次统计，确定出每道子装配体工序的平均组装工时，如附图5所示，找出工时最大的子装配体工序确定为瓶颈工序，并找出平衡方法实现工序平衡生产过程；

步骤六：根据步骤三确定的子装配体的装配示意图工艺卡片、步骤五平衡生产后的最终的飞机模型总装配路径，运用图像处理软件Photoshop、仿真软件Solidworks制作飞机模型总装配过程的动画演示视频，以Solidworks源文件和图片两种格式存储飞机模型总装配过程的三维仿真图，并制作飞机模型总装配动画视频、飞机模型总装配示意图工艺卡片以及相邻子装配体工序之间装配示意图工艺卡片；

步骤七：根据各个子装配体工序在装配过程所需的物料及工具制作物料及工具清单工艺卡片，物料及工具清单工艺卡片上记载内容包括：子装配体的装配示意图、操作说明、飞机模型零件编码、名称以及数量；

步骤八：根据步骤二确定的子装配体数目设定六组操作人员，每组操作人员具有7名成员，且其中的一名仓管员为各组子装配体工序之间共用的操作人员，操作人员按照步骤三制作的子装配体的装配动画演示视频，并参考步骤七制作的物料及工具清单工艺卡片，从盒子中选取飞机模型零件实体进行子装配体的装配过程，获得六组子装配体；将飞机模型零件放在盒子内具有便于携带、防止零件丢失、能够重复使用、节省组装前组装方法学习及培训成本的优点；

步骤九：操作人员根据步骤六制作的飞机模型总装配过程的动画演示视频，利用步骤八获得的子装配体进行整架飞机模型装配，并记录首架飞机模型组装完成后交付时间和最后一加飞机模型组装完成后交付时间；

步骤十：六组子装配体工序分配的每组操作人员重复步骤八至步骤九的组装操作3-5轮。

具体实施方式二：

与具体实施方式一不同的是，本实施方式的面向精益生产的飞机模型组装方法，步骤一所述飞机模型的三维仿真过程具体为：

步骤一一：用游标卡尺测量飞机模型零件的具体尺寸；

步骤一二：根据测量的尺寸在Solidworks仿真软件界面上进行飞机模型零件的三维仿真，并在确定实物视角后按照飞机模型零件实际材质进行渲染；

步骤一三：采取4位编码原则对每个飞机模型零件的三维仿真图进行编码，如黄色橡胶垫编码为1402。

具体实施方式三：

与具体实施方式一或二不同的是，本实施方式的面向精益生产的飞机模型组装方法，步骤五所述平衡方法为：找出与瓶颈工序相邻的工时最小的子装配体工序，与将找出的瓶颈工序工时做和求平均值，再将瓶颈工序进行工序分解，将平均值工时以上组装过程分给工时最小的子装配体工序，完成总装配路径的平衡生产过程，平衡后各子装配体工序工时走势效果如图6所示。

具体实施方式四：

与具体实施方式三不同的是，本实施方式的面向精益生产的飞机模型组装方法，步骤八所述个子装配体工序分配的7名操作人员分为一名操作员、一名领料员、一名转运员、一名质检员、一名仓管员、一名观察员一和一名观察员二；如表1所示的各个子装配体工序的操作人员及任务分配表，

表1各个子装配体工序的操作人员及任务分配表

进行步骤八所述子装配体工序的装配过程为：

步骤八一：每组子装配体工序的全部成员观看子装配体工序装配视频；

步骤八二：每组子装配体工序中由一名领料员根据物料及道具清单，在5-8分钟内领取本道子装配体工序所需要的物料及道具；

步骤八三：由一名操作员独立完成本道子装配体工序的所有装配操作，且在完成炮弹装配工序后需放入物料盒内等待5分钟，完成热处理过程，若装配期间缺少装配工件则由一名仓管员提供所保管的本道子装配体工序的备用零件及道具；

步骤八四：由一名质检员对本道子装配体工序的在制品进行质量检查，具体为与手中的子装配体工序样件进行质量对比检测；

步骤八五：由观察员一和观察员二分别利用秒表记录本道子装配体工序的数据，再由观察员二观察后记录本道子装配体工序中的浪费点，其他成员辅助观察员二记录数据；

步骤八六：质检合格后，由一名转运员将本道子装配体工序装配的在制品运送到下道工序；

步骤八七：当上道工序出现装配质量问题时，由相邻两组质检员和转运员进行沟通交流。

具体实施方式五：

与具体实施方式四不同的是，本实施方式的面向精益生产的飞机模型组装方法，步骤八二所述物料及道具包括飞机模型零件、子装配体装配示意图工艺卡片、物料及工具清单工艺卡片、秒表、马克笔、问题表和各个子装配体工序样。

具体实施方式六：

与具体实施方式四或五不同的是，本实施方式的面向精益生产的飞机模型组装方法，步骤八五所述子装配体工序的数据包括本道子装配体的装配过程所用时间以及首架、尾架飞机模型装配完成后的交付时间。

具体实施方式七：

与具体实施方式六不同的是，本实施方式的面向精益生产的飞机模型组装方法，步骤十所述六组子装配体工序分配的每组操作人员重复步骤八至步骤九的组装操作4轮，进行至第四轮操作组装时，每道子装配体工序分配的每组操作人员已经由6人下降至3人，具有通过降低组装操作人员而达到降低组装操作投入成本的好处。

Claims (6)

1.一种面向精益生产的飞机模型组装方法，其特征在于：所述飞机模型组装方法通过以下步骤实现：

步骤一：对选取的飞机模型零件实体利用Solidworks仿真软件进行三维仿真建模，然后对每个飞机模型零件实体进行编码，并以Solidworks源文件和图片两种格式存储飞机模型零件的三维仿真图；

步骤二：将步骤一获得的飞机模型零件的Solidworks源文件以不同功能、不同操作难度和能够独立装配成一体的原则分成六组子装配体工序：螺旋桨装配工序、机架装配工序、机头装配工序、座椅装配工序、炮弹装配工序和底座装配工序，并以Solidworks源文件格式存储六组子装配体工序；其中，六组子装配体工序的零件数量在不包含螺钉和螺母的情况下相差在10以内；

步骤三：根据步骤二确定的六组子装配体工序Solidworks源文件，并运用Solidworks仿真软件对每道子装配体工序进行三维实体装配，每道子装配体工序完成装配后都进行渲染，得到每道子装配体工序的三维仿真图，以图片格式存储上述六组子装配体工序的三维仿真图；再根据上述每道子装配体工序装配后保存的图片制作成子装配体的装配示意图工艺卡片；

步骤四：将步骤二获得的六组子装配体工序中的螺旋桨装配工序以点A代表，机架装配工序以点B代表，机头装配工序以点C代表、座椅装配工序以点D代表、炮弹装配工序以点E代表、底座装配工序以点F代表，进行从点A开始，依次经过点B、C、D、E且止于点F的飞机模型总装配路径；其中，点A、B、C在线段AC上，点D、E、F在线段DF上，点C、D形成线段CD，且线段AC与线段DF平行并均与线段CD垂直；

步骤五：步骤四所述总装配路径确定后，对每道子装配体工序的组装工时进行六次统计，确定出每道子装配体工序的平均组装工时，找出工时最大的子装配体工序确定为瓶颈工序，并找出平衡方法实现工序平衡生产过程；

步骤五所述平衡方法为：找出与瓶颈工序相邻的工时最小的子装配体工序，与将找出的瓶颈工序工时做和求平均值，再将瓶颈工序进行工序分解，将平均值工时以上组装过程分给工时最小的子装配体工序，完成总装配路径的平衡生产过程；

步骤六：根据步骤三确定的子装配体的装配示意图工艺卡片、步骤五平衡生产后的最终的飞机模型总装配路径，运用图像处理软件Photoshop、仿真软件Solidworks制作飞机模型总装配过程的动画演示视频，以Solidworks源文件和图片两种格式存储飞机模型总装配过程的三维仿真图，并制作飞机模型总装配动画视频、飞机模型总装配示意图工艺卡片以及相邻子装配体工序之间装配示意图工艺卡片；

步骤七：根据各个子装配体工序在装配过程所需的物料及工具制作物料及工具清单工艺卡片，物料及工具清单工艺卡片上记载内容包括：子装配体的装配示意图、操作说明、飞机模型零件编码、名称以及数量；

步骤八：根据步骤二确定的子装配体数目设定六组操作人员，每组操作人员具有7名成员，且其中的一名仓管员为各组子装配体工序之间共用的操作人员，操作人员按照步骤三制作的子装配体的装配动画演示视频，并参考步骤七制作的物料及工具清单工艺卡片，从盒子中选取飞机模型零件实体进行子装配体的装配过程，获得六组子装配体；

步骤九：操作人员根据步骤六制作的飞机模型总装配过程的动画演示视频，利用步骤八获得的子装配体进行整架飞机模型装配，并记录首架飞机模型组装完成后交付时间和最后一加飞机模型组装完成后交付时间；

步骤十：六组子装配体工序分配的每组操作人员重复步骤八至步骤九的组装操作3-5轮。

2.根据权利要求1所述面向精益生产的飞机模型组装方法，其特征在于：步骤一所述飞机模型的三维仿真过程具体为：

步骤一一：用游标卡尺测量飞机模型零件的具体尺寸；

步骤一二：根据测量的尺寸在Solidworks仿真软件界面上进行飞机模型零件的三维仿真，并在确定实物视角后按照飞机模型零件实际材质进行渲染；

步骤一三：采取4位编码原则对每个飞机模型零件的三维仿真图进行编码。

3.根据权利要求2所述面向精益生产的飞机模型组装方法，其特征在于：步骤八所述子装配体的装配过程为：

步骤八一：每组子装配体工序的全部成员观看子装配体工序装配视频；

步骤八二：每组子装配体工序中由一名领料员根据物料及道具清单，在5-8分钟内领取本道子装配体工序所需要的物料及道具；

步骤八三：由一名操作员独立完成本道子装配体工序的所有装配操作，且在完成炮弹装配工序后需放入物料盒内等待5分钟，完成热处理过程，若装配期间缺少装配工件则由一名仓管员提供所保管的本道子装配体工序的备用零件及道具；

步骤八四：由一名质检员对本道子装配体工序的在制品进行质量检查，具体为与手中的子装配体工序样件进行质量对比检测；

步骤八五：由观察员一和观察员二分别利用秒表记录本道子装配体工序的数据，再由观察员二观察后记录本道子装配体工序中的浪费点，其他成员辅助观察员二记录数据；

步骤八六：质检合格后，由一名转运员将本道子装配体工序装配的在制品运送到下道工序；

步骤八七：当上道工序出现装配质量问题时，由相邻两组质检员和转运员进行沟通交流。

4.根据权利要求3所述面向精益生产的飞机模型组装方法，其特征在于：步骤八二所述物料及道具包括飞机模型零件、子装配体装配示意图工艺卡片、物料及工具清单工艺卡片、秒表、马克笔、问题表和各个子装配体工序样件。

5.根据权利要求3或4所述面向精益生产的飞机模型组装方法，其特征在于：步骤八五所述子装配体工序的数据包括本道子装配体的装配过程所用时间以及首架、尾架飞机模型装配完成后的交付时间。

6.根据权利要求5所述面向精益生产的飞机模型组装方法，其特征在于：步骤十所述六组子装配体工序分配的每组操作人员重复步骤八至步骤九的组装操作4轮。