CN111737827B - 立体集群式飞机壁板自动化装配生产线及其规划控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立体集群式飞机壁板自动化装配生产线及其规划控制方法，具有制孔系统和用于定位壁板的型架工装；制孔系统为机器人制孔系统；所述型架工装滑动安装于左右平移模块上；左右平移模块具有两条，且平行设置于机器人制孔系统的两侧；首先确定单个壁板装配作业顺序，形成初步的单个壁板装配工艺流程时序图；然后对作业过程的时间和空间消耗进行分析；并分析多个壁板作业任务及多站位进出架、物流运输通道的耦合关系，对装配作业进行生产节拍设计；对多个壁板装配生产线作业进行逻辑建模，对生产线物料布局规划，最后验证考核。本发明的机器人制孔工位位于中间位置，模块化工装从各自的工作站位或左右平移或上下移动至制孔位。
Description
技术领域
本发明涉及飞机壁板生产技术领域，特别涉及一种立体集群式飞机壁板自动化装配生产线及其规划控制方法。
背景技术
飞机壁板作为飞机的皮肤，不仅数量巨大，而且，壁板组件的装配质量和装配效率是影响飞机产品性能（气动、隐身、密封）、使用寿命（抗疲劳性能）、经济性（航程、成本）和研制周期的关键要素和瓶颈，其装配工作量占结构装配工作总量的60%~80%。
目前国内主机厂飞机壁板装配生产线大多采用刚性工装与手动制孔方式结合，工装型架平铺于地面，工人借助工作梯完成高处制孔铆接等装配工作。在引入自动制孔机器人系统后，机器人导轨和工作梯相互干涉。同时针对批量不同壁板制孔，机器人导轨过长，不仅占地面积大，而且影响制孔精度和装配效率。其中，有少量主机厂采用国外自动钻铆设备，物流运输方式也是通过厂房行车吊运或地面运输的方式人工完成，壁板组件装配一直以来都是装配厂房占地面积最大，工装数量和人员需求最多的生产瓶颈。
现有专利申请CN103921116A，公开日2014年7月16日，公开了“一种飞机壁板柔性装配系统”，二者的技术领域相同，但该方案的内型卡板和外形卡板均是移动的，而工装型架整体基架是固定的；此外，该方案的壁板两侧都设有机器人，且为单一站位，制孔和装配工作都在一起，由于只有一套型架，通过调整内外卡板的位置实现不同产品的柔性装配。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种移动范围小，工装型架、机器人以及工作平台相互独立，移动时互不干涉，生产节拍紧凑，占地面积较小，可以快速扩产，易于复制的立体集群式飞机壁板自动化装配生产线及其规划控制方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种立体集群式飞机壁板自动化装配生产线，具有制孔系统和用于定位壁板的型架工装；所述制孔系统为机器人制孔系统；还具有双层立体平台；所述制孔系统固定于双层立体平台的下层所在的地面上；所述双层立体平台的下层所在的地面上设有两条平行设置的左右平移模块，且这两条左右平移模块位于制孔系统的前后两侧；每个左右平移模块上具有左、中、右三个移动工位以及两个与移动工位相匹配且滑动设置于左右平移模块上的型架工装，对应前方的左右平移模块的中间移动工位的前侧和后方的左右平移模块的中间移动工位的后侧位置非制孔系统一侧分别固定设有对应的上下移动模块；两上下移动模块与制孔系统三者的连线与左右平移模块的移动方向相垂直，上下移动模块贯穿双层立体平台，且上下移动模块的上工位位于双层立体平台的平台板上层，上下移动模块上滑动设有上下移动型架工装；所述上下移动型架工装的前端面与型架工装的前端面齐平。
上述技术方案所述型架工装和上下移动型架工装相同，均由整体口框、刚性卡板、长桁和框定位器构成。
一种立体集群式飞机壁板自动化装配生产线的规划控制方法，包括以下步骤：
S1、确定单个壁板装配作业顺序，形成初步的单个壁板装配工艺流程时序图；其中，壁板装配作业顺序包括壁板组件预定位、自动制孔、主结构铆接、系统件补铆和质检交付五个部分；
S2、对整体作业过程的工序时间TP和空间消耗S进行分析；
S3、分析多个壁板作业任务及多站位进出架、物流运输通道的耦合关系，对装配作业进行生产节拍设计；
S4、对多个壁板装配生产线作业进行逻辑建模，具体为：将面向对象建模技术与Petri网相结合，使装配过程的逻辑建模既具有Petri网所不包含的模块化、可重复使用等特点，又含有Petri网的结构化描述复杂逻辑关系的能力；并通过在传统Petri网中引入作业随机时间延迟序列来增强模型对装配过程的描述能力；
S5、对生产线物料布局规划，具体为：首先依据各个站位的生产作业计划，AO指令中给出的各个装配作业所需的物料清单，以及物料配送最小时间需求，生成各个站位的物料配送计划，将需要立即执行的配送计划下达给车间物料集配中心，集配中心以最小化配送成本和配送时间为目标，对所有站位的下达的配送计划进行归并，依据物料配送AGV的能力生成AGV配送计划，下达给AGV执行；通过物联网对生产状态进行监控，在生产状态变动时，实时获取生产状态数据；通过对生产状态数据进行分析，对配送方案相关影响因素进行提取，对站位配送方案进行快速更新；
S6、验证考核，具体为：
（1）统计、查询项目要求指标参数以及生产过程中工艺对于物料的要求；
（2）统计、查询生产线建成后相关验证参数；
（3）按照物料配送准确度指标计算方法，计算物料配送准确度
和配送时差满足度
，若
且
则考核通过，否则考核评定为未通过。
上述技术方案所述S2中的时间还包括两个非生产等待时间，两个非生产等待时间为机器人制孔系统在第七轴空运行的时间TE，以及因布局空间问题机器人运行和产品上下架导致的相邻站位工序停工的等待时间TD，单个壁板生产节拍总时间函数为：T(xi)=TP(xi)+TE(xi)+TD(xi)，生产线总生产节拍函数：T(x)=ΣT(xi)，生产线包含的型架和设备，需要占用占地面积，各占用有效面积为S(xi)，占地面积函数：S(x)=ΣS(xi)；生产线所使用的资源消耗函数为：R(X)=ΣR(xi)，以上，xi为第i块壁板；最终得到基于时间、空间和资源消耗的全要素工艺流程优化算法为：F(x)=aT(x)+bS(x)+cR(x)，其中，a、b、c为权重因子，0<c<b<a<1；从而得到最佳生产线布局为：
Min F(x)=MinΣ（aΣT(xi)+ bΣS(xi)+ cΣR(xi)）。
上述技术方案所述S3中，生产节拍r计算是依据产能需求和生产线作业模式，在作业顺序、时间空间和资源的多重约束下，分析作业任务及多站位进出架、物流运输通道的耦合关系，对装配作业进行合理计划；
其计算公式为：
，
其中，有效工作时间
=年有效工作日数×日工作小时数×班次×时间有效利用率系数，产出数量Q=（年产量+备件数量）×（1-废品率）。
上述技术方案所述S4具体为：
A、针对不同层次的装配作业单元，给出装配元对象和逻辑对象模型中作业任务、设备资源和作业延时的描述方法，建立不同装配对象间的外部通信机制；
B、研究装配系统关系随机对象Petri网模型的随机点过程特性，提出模型同构嵌入式马尔可夫链的生成方法；
C、通过研究EMC的稳定状态，求出EMC稳定状态概率集合；
D、对装配单元的生产能力稳态分析，具体为：首先，通过设定装配作业单元不同的初始状态来求解系统的各种运行指标；然后，将其综合为装配系统各种性能的变化趋势，供现场控制人员参考；
E、装配生产节拍的优化，具体为：创建满足装配资源利用率、装配系统平均生产力、装配系统作业平衡系数、物流的面向生产过程多目标优化模型，完成装配生产节拍优化；
F、计算出生产线平衡率：
，
ti为第i工站工时，S为瓶颈工站工时，R为工站总数。
上述技术方案所述B具体为：当同时满足①模型的可达集是有界的，②模型中的变迁实施速率与时间无关，③模型中任何可达标识返回初始标识的概率不为零时，构造马尔科夫链，当马尔科夫消失状态移除时，该马尔科夫的稳定状态概率X=（x0，x1，…，xr-1）满足条件XQ=0和
。Q为所有装配单元的实时位置集合向量，Q=（Q1，Q2，Q3，…，Qi）。
上述技术方案所述D中，在性能分析过程中，提出串联装配作业、选择性并联装配作业及装配元对象的等价分析方法，并针对性能分析不同的需求和侧重点，多方面考虑经验曲线对平均作业工时的修正y=αxβ、装配超差与返工对系统生产率的影响λis=[γ，η，μ]ωT的基础上，分析装配资源利用率、装配系统平均生产力和装配系统作业平衡系数。α为经验参数因子；β为各工位平均工时指数（0＜β≤1，一般为1）；λis为系统生产率；γ，η，μ为装配资源利用率、装配系统平均生产力和装配系统作业平衡系数；ωT为生产节拍。
所述S5中，物料精准配送计算考核方式如下：以产线设计要求的物料配送准确度和配送时差，作为物料配送准确度的参考基准，统计该项目完成后现场中配送物料的品种、规格、数量信息
，工艺要求的物料信息为
；配送物料的达到时间
，工艺要求的物料达到时间为
，配送时间差要求为
。某次物料的配送准确度
为：
统计生产线配送物料总次数
，生产线配送物料准确度
为：
某次物料的配送时差满足度
为：
统计生产线配送物料总次数
，生产线配送物料配送时差满足度
为：
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
（1）本发明的机器人制孔工位位于中间位置，模块化工装从各自的工作站位或左右平移或上下移动至制孔位。
（2）本发明和传统布局方案相比，立体方案的机器人移动范围小，工装型架、机器人以及工作平台相互独立，移动时互不干涉，生产节拍紧凑，占地面积较小，可以快速扩产，易于复制；需要提高产能时，可以直接在导轨上增加机器人，提高制孔效率。
（3）本发明通过合理工艺布局、定制研发模块化工装和自动化设备，基于关键参数的测定及求解，计算生产节拍，构建集群式壁板装配生产线作业逻辑模型，优化装配工艺流程和物流运输路径，充分利用装配厂房空间，实现精益装配，解决飞机壁板组件装配效率低、质量一致性差，工装数量多占地面积大，人员多等瓶颈问题，达到最小成本投入和占地面积实现最高产能的目标，满足多品种、多型号、批量化飞机壁板高效装配。
（4）本发明主要实现过程是通过对目标产品结构和工艺特点的分析，定制研发模块化柔性工艺装备和自动化装配设备，通过模块化工装的标准模块快速重组和自动化控制调型等技术实现多个站位、多个产品的集群式高效装配，充分利用装配厂房空间，并能与自动化设备无缝集成，使设备利用率最大化，生产节拍最优，生产线平衡率最高。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明的轴测图；
图4为本发明的实施例5的总体布局图；
图5为本发明的实施例5的不含立体平台的总体布局图；
图6为本发明的实施例5的俯视图；
图7为本发明的模块化工装的结构示意图；
图8为本发明的上下移动型架工装的结构示意图；
图9为本发明的双层立体平台的结构示意图；
图10为本发明的R-SOPN对象的基本结构图；
图11为本发明的装配任务与资源的映射示意图；
图12为本发明的装配系统模型马尔科夫链构造与稳态分析流程图；
图13为本发明的现场装配单元的生产能力稳态分析方法流程图；
图14为本发明的基于生产能力分析的装配生产节拍优化的流程示意图；
图15为本发明的工序优化流程图；
附图中标号为：1机器人制孔系统、2模块化工装、3上下移动型架工装、4左右平移模块、5上下移动模块。
具体实施方式
（实施例1）
见图1至图9，本发明具有制孔系统和用于定位壁板的型架工装2；制孔系统1为机器人制孔系统；还具有双层立体平台；制孔系统1固定于双层立体平台的下层所在的地面上；双层立体平台的下层所在的地面上设有两条平行设置的左右平移模块4，且这两条左右平移模块4位于制孔系统1的前后两侧；每个左右平移模块4上具有左、中、右三个移动工位以及两个与移动工位相匹配且滑动设置于左右平移模块4上的型架工装2，对应前方的左右平移模块4的中间移动工位的前侧和后方的左右平移模块4的中间移动工位的后侧位置非制孔系统1一侧分别固定设有对应的上下移动模块5；两上下移动模块5与制孔系统1三者的连线与左右平移模块4的移动方向相垂直，上下移动模块5贯穿双层立体平台，且上下移动模块5的上工位位于双层立体平台的平台板上层，上下移动模块5上滑动设有上下移动型架工装3；上下移动型架工装3的前端面与型架工装2的前端面齐平。当上下移动模块5上的上下移动型架工装3位于上工位时，与左右平移模块4上的左右两工位上的型架工装2成“品”字形设置，且上下移动型架工装3的前端面与型架工装2的前端面在同一平面上。
型架工装2和上下移动型架工装3相同，均由整体口框、刚性卡板、长桁和框定位器构成。
上述实施例中的左右平移模块4可以通过驱动缸，如气缸或油缸进行控制，也可以通过驱动电机和链条、齿轮的配合，实现型架工装2在左右平移模块4的导轨上滑动。
上下移动模块5可以通过驱动缸，如气缸或油缸进行控制，也可以通过驱动电机和链条、齿轮的配合，实现上下移动型架工装3在上下移动模块5的导轨上滑动。
此种布局工作流程比较简单，每个型架工装2在各自站位预定位壁板后，被驱动至中间制孔站位进行制孔，制完孔后回到原工位进行后续工序操作。当一块壁板完成制孔回到原工位后，下一块壁板可以立刻进入制孔站位进行制孔。每个壁板的装配工作独立，相互间没有影响。
型架工装2和上下移动型架工装3构成“品”字型。机器人所在位置为制孔专用站位。各站位初始位置为壁板装配工作站位，型架工装2工作站位设置在制孔站位的左右两侧，需要制孔时由左右平移模块4驱动至制孔站位，制孔结束驱动回到两侧工作站位，进入出架系统完成后续工作。上下移动型架工装3工作站位设置在制孔站位的二层平台，需要制孔时由上下移动模块5驱动至制孔站位，制孔结束驱动回至二层工作站位完成后续工作。
生产线运行流程为：
Step1：各型架工装2在工作站位，由人工手动将壁板的框和长桁通过框和长桁定位器安装好，壁板蒙皮由两端的定位孔和内形卡板初定位后，手动制若干基准孔并铆接固定。
Step2：型架工装2带着预定位的壁板运动至制孔站位，机器人识别基准孔铆钉标定姿态后，开始制定制孔并锪窝。
Step3：制孔结束，型架工装2运动回至工作站位，由人工进行去毛刺、涂胶、铆接、涂漆等后续工作。
本发明可以同时放置6个不同型号规格的壁板产品。
以长6米宽2米的壁板为例，制孔数约为2000个，机器人制孔速度为每分钟6个。采用本发明布局，在正常8小时工作制下，每年（252个工作日）完成制孔的壁板为336块。如果机器人制孔每天按12小时计，每天能完成504块壁板的制孔任务。
（实施例2）
本实施例与实施例4基本相同，其区别特征在于：由两套独立的立体集群式自动化装配生产线组成。如图4至图9所示，其中两条生产线的立体平台连在一起，共享大平台。
（实施例3）
见图10至图15，一种立体集群式飞机壁板自动化装配生产线的规划控制方法，首先，根据飞机的实际生产过程，进行壁板装配工艺流程分解与作业顺序规划，形成初步的壁板装配工艺流程时序图，作为后续工作的基础。其中，将壁板装配工艺流程大致分解为壁板组件预定位、自动制孔、主结构铆接、系统件补铆、质检交付等五部分，再综合时序和各专业工艺流程的逻辑关系，构建初步的装配工艺时序流程图。然后，在上述时序流程图的基础上，对作业过程的时间、空间与资源消耗进行分析，明确集群式壁板装配生产线建设的各类需求，并进一步完善和优化装配工艺流程。在此过程中，要全面考虑时间、空间、资源等约束条件，分析和获取移动生产过程中的工艺不均衡因素，定位相关的工艺节点和阶段，对整个壁板装配工艺流程进行优化。
1、各工序时间TP（Process Time）分配表如下：
| 预定位 | 自动制孔 | 去毛刺、铆接涂胶等 | 交检下架 |
| 4 | 6 | 16 | 4 |
除了以上工序时间外，实际生产过程中存在两个非生产等待时间：①机器人在第七轴空运行的时间TE(Empty Time)；②因布局空间问题机器人运行和产品上下架导致的相邻站位工序停工的等待时间TD(Delay Time)。
单个壁板生产节拍总时间函数为：T(xi)=TP(xi)+TE(xi)+TD(xi)，
生产线总生产节拍函数：T(x)=ΣT(xi)，
生产线包含的型架和设备，需要占用占地面积，各占用有效面积为S(xi)。
占地面积函数：S(x)=ΣS(xi)；
生产线所使用的资源消耗，例如工作梯、行车、人员、运输车等，函数为：R(x)= ΣR(xi)；
以上，xi为第i块壁板；
基于时间、空间和资源消耗的全要素工艺流程优化算法
F(x)=a T(x)+ bS(x)+ cR(x)，a、b、c为权重因子，0<c<b<a<1。
最佳生产线布局为Min F(x)=Min Σ（aΣT(xi)+ bΣS(xi)+ cΣR(xi)）。
2、生产节拍设计
生产节拍计算：依据产能需求和生产线作业模式，在作业顺序、时间空间和资源的多重约束下，分析作业任务及多站位进出架、物流运输通道的耦合关系，对装配作业进行合理计划，以实时采集的作业状态信息为依据，结合系统非线性及不确定性分析理论，对可能出现的资源冲突进行预测并提出解决办法与进一步的优化方案，保证作业执行过程的顺利进行；
其计算公式为：
，其中
Q——产出数量=（年产量+备件数量）×（1-废品率），
生产平衡是通过技术组织措施来调整生产线的工序时间定额，使工站的单件作业时间等于生产线节拍，或者与节拍成整数倍关系。
集群式飞机壁板装配生产线作业逻辑建模：
针对集群式飞机壁板装配生产过程的特点，提出一种基于关系的随机对象Petri网（Relation-based Stochastic Object Petri Net，R-SOPN）来抽象表示现场装配各个要素及其之间的关系，为装配现场控制分析、计划、调度、优化及监控提供支撑。R-SOPN建模方法的基本思路是将面向对象建模技术（Object-Oriented Modeling，OOM）与Petri网相结合，使装配过程建模既具有Petri网所不包含的模块化、可重复使用等特点，又含有Petri网的结构化描述复杂逻辑关系的能力。与此同时，通过在传统Petri网中引入作业随机时间延迟序列来增强模型对装配过程的描述能力。与传统Petri网建模方法相比较，R-SOPN模型如图10所示，将更加准确的描述飞机壁板装配的动态生产过程。
装配任务需要附加相应的资源才能开展装配工作。装配系统中的资源可以分为两类：主工作平台，指集约式壁板装配柔性工装和自动化装配设备，其中包含与其配套的专业工具、工作梯及平台，通常固定在某区域不可移动；工作人员：指完成装配作业工序所必须的人员。人员在装配作业中视其作业能力决定是否可以移动与共享。若是全局技能型人员，那他能够在装配站内部的不同位置移动；若为局部技能型人员，那他只能固定在与其技能配套的某个型架类资源附近。图11说明了一个飞机装配系统的基本结构，其中详细展现了装配任务与所需资源的对应情况。
见图12，针对不同层次的装配作业单元，给出装配元对象和逻辑对象模型中作业任务、设备资源和作业延时的描述方法，建立不同装配对象间的外部通信机制。研究装配系统关系随机对象Petri网模型的随机点过程特性，提出模型同构嵌入式马尔可夫链（Embedded Markov Chain，EMC）的生成方法。通过研究EMC的稳定状态，求出EMC稳定状态概率集合，稳态概率分布的求解是飞机装配系统性能分析与计算的基础，为后续装配能力稳态分析及基于生产能力分析的生产线布局优化提供技术支持。
见图13，装配单元的生产能力分析的根本目的是通过一系列参数量化方法来定量描述装配系统的各种性能。生产能力分析的基本思路是：首先，通过设定装配作业单元不同的初始状态来求解系统的各种运行指标；然后，将其综合为装配系统各种性能的变化趋势，供现场控制人员参考。在性能分析过程中，提出串联装配作业、选择性并联装配作业及装配元对象的等价分析方法，并针对性能分析不同的需求和侧重点，多方面考虑经验曲线对平均作业工时的修正、装配超差与返工对系统生产率的影响的基础上，分析装配资源利用率、装配系统平均生产力和装配系统作业平衡系数。
见图14，基于生产能力分析的装配生产节拍优化基于生产力分析，创建满足装配资源利用率、装配系统平均生产力、装配系统作业平衡系数、物流的面向生产过程多目标优化模型，完成装配生产节拍优化。
工艺布局设计原则：保证各工序之间的先后顺序；组合的工序时间不能大于节拍；各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍；使工站数目尽量少。
生产线平衡率：
即，生产线平衡率为各工站工时之和÷(S瓶颈工站工时×R工站总数)×100%。
在流线装配作业模式中，制约产能的是瓶颈工站，一旦产生瓶颈，前工站的产品无法流下去，后工站无产品可做，就会造成短暂的停止，从而降低产能。自动化设备的工站是本产线的瓶颈，因此，产能计算中优先考虑设备的生产能力，为保证工程化应用的实际产能，依据对设备和典型单元搭建的实验验证环境，实测关键生产参数，计算出设备利用率的安全系数。
3、生产线物料布局规划
在物料精准配送方面，为快速生成满足现场需求的最优物料配送方案，降低配送成本，研究作业数据驱动的物料配送方案快速生成技术。首先依据各个站位的生产作业计划，AO指令中给出的各个装配作业所需的物料清单，以及物料配送最小时间需求，生成各个站位的物料配送计划，将需要立即执行的配送计划下达给车间物料集配中心，集配中心以最小化配送成本和配送时间为目标，对所有站位的下达的配送计划进行归并，依据物料配送AGV的能力生成AGV配送计划，下达给AGV执行。通过物联网对生产状态进行监控，在生产状态变动时，实时获取生产状态数据。通过对生产状态数据进行分析，对配送方案相关影响因素进行提取，对站位配送方案进行快速更新。
物料精准配送计算考核方式如下：以产线设计要求的物料配送准确度和配送时差，作为物料配送准确度的参考基准，统计该项目完成后现场中配送物料的品种、规格、数量信息
，工艺要求的物料信息为
；配送物料的达到时间
，工艺要求的物料达到时间为
，配送时间差要求为
。某次物料的配送准确度
为：
统计生产线配送物料总次数
，生产线配送物料准确度
为：
某次物料的配送时差满足度
为：
统计生产线配送物料总次数
，生产线配送物料配送时差满足度
为：
验证流程如下：
1）统计、查询项目要求指标参数以及生产过程中工艺对于物料的要求，如下表所示：
2）统计、查询生产线建成后相关验证参数，如表2所示：
3）按照物料配送准确度指标计算方法，计算物料配送准确度
和配送时差满足度
。若
且
则考核通过，否则考核评定为未通过。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种立体集群式飞机壁板自动化装配生产线，具有制孔系统和用于定位壁板的型架工装（2）；所述制孔系统（1）为机器人制孔系统；其特征在于：还具有双层立体平台；所述制孔系统（1）固定于双层立体平台的下层所在的地面上；所述双层立体平台的下层所在的地面上设有两条平行设置的左右平移模块（4），且这两条左右平移模块（4）位于制孔系统（1）的前后两侧；每个左右平移模块（4）上具有左、中、右三个移动工位以及两个与移动工位相匹配且滑动设置于左右平移模块（4）上的型架工装（2），对应前方的左右平移模块（4）的中间移动工位的前侧和后方的左右平移模块（4）的中间移动工位的后侧位置非制孔系统（1）一侧分别固定设有对应的上下移动模块（5）；两上下移动模块（5）与制孔系统（1）三者的连线与左右平移模块（4）的移动方向相垂直，上下移动模块（5）贯穿双层立体平台，且上下移动模块（5）的上工位位于双层立体平台的平台板上层，上下移动模块（5）上滑动设有上下移动型架工装（3）；所述上下移动型架工装（3）的前端面与型架工装（2）的前端面齐平。
2.根据权利要求1所述的立体集群式飞机壁板自动化装配生产线，其特征在于：所述型架工装（2）和上下移动型架工装（3）相同，均由整体口框、刚性卡板、长桁和框定位器构成。
3.一种如权利要求1或2所述的立体集群式飞机壁板自动化装配生产线的规划控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定单个壁板装配作业顺序，形成初步的单个壁板装配工艺流程时序图；其中，壁板装配作业顺序包括壁板组件预定位、自动制孔、主结构铆接、系统件补铆和质检交付五个部分；
S2、对作业过程的时间和空间消耗进行分析；
S3、分析多个壁板作业任务及多站位进出架、物流运输通道的耦合关系，对装配作业进行生产节拍设计；
S4、对多个壁板装配生产线作业进行逻辑建模，具体为：将面向对象建模技术与Petri网相结合，使装配过程的逻辑建模既具有Petri网所不包含的模块化、可重复使用特点，又含有Petri网的结构化描述复杂逻辑关系的能力；并通过在传统Petri网中引入作业随机时间延迟序列来增强模型对装配过程的描述能力；
S5、对生产线物料布局规划，具体为：首先依据各个站位的生产作业计划，AO指令中给出的各个装配作业所需的物料清单，以及物料配送最小时间需求，生成各个站位的物料配送计划，将需要立即执行的配送计划下达给车间物料集配中心，集配中心以最小化配送成本和配送时间为目标，对所有站位的下达的配送计划进行归并，依据物料配送AGV的能力生成AGV配送计划，下达给AGV执行；通过物联网对生产状态进行监控，在生产状态变动时，实时获取生产状态数据；通过对生产状态数据进行分析，对配送方案相关影响因素进行提取，对站位配送方案进行快速更新；
S6、验证考核，具体为：
（1）统计、查询项目要求指标参数以及生产过程中工艺对于物料的要求；
（2）统计、查询生产线建成后相关验证参数；
（3）按照物料配送准确度指标计算方法，计算物料配送准确度
和配送时差满足度
，若
且
则考核通过，否则考核评定为未通过。
4.根据权利要求3所述的规划控制方法，其特征在于，所述S2中的时间还包括两个非生产等待时间，两个非生产等待时间为机器人制孔系统（1）在第七轴空运行的时间TE，以及因布局空间问题机器人运行和产品上下架导致的相邻站位工序停工的等待时间TD，单个壁板生产节拍总时间函数为：T(xi)=TP(xi)+TE(xi)+TD(xi)，生产线总生产节拍函数：T(x)=ΣT(xi)，生产线包含的型架和设备，需要占用占地面积，各占用有效面积为S(xi)，占地面积函数：S(x)= ΣS(xi)；生产线所使用的资源消耗函数为：R(x)= ΣR(xi)，以上，xi为第i块壁板；最终得到基于时间、空间和资源消耗的全要素工艺流程优化算法为：F(x)=a T(x)+ bS(x)+ cR(x)，其中，a、b、c为权重因子，0<c<b<a<1；从而得到最佳生产线布局为：
Min F(x)=Min Σ（aΣT(xi)+ bΣS(xi)+ cΣR(xi)）。
5.根据权利要求3所述的规划控制方法，其特征在于，所述S3中，生产节拍r计算是依据产能需求和生产线作业模式，在作业顺序、时间空间和资源的多重约束下，分析作业任务及多站位进出架、物流运输通道的耦合关系，对装配作业进行合理计划；
其计算公式为：
，
其中，有效工作时间
=年有效工作日数×日工作小时数×班次×时间有效利用率系数，产出数量Q=（年产量+备件数量）×（1-废品率）。
6.根据权利要求3所述的规划控制方法，其特征在于，所述S4具体为：
A、针对不同层次的装配作业单元，给出装配元对象和逻辑对象模型中作业任务、设备资源和作业延时的描述方法，建立不同装配对象间的外部通信机制；
B、研究装配系统关系随机对象Petri网模型的随机点过程特性，提出模型同构嵌入式马尔可夫链的生成方法；
C、通过研究EMC的稳定状态，求出EMC稳定状态概率集合；
D、对装配单元的生产能力稳态分析，具体为：首先，通过设定装配作业单元不同的初始状态来求解系统的各种运行指标；然后，将其综合为装配系统各种性能的变化趋势，供现场控制人员参考；
E、装配生产节拍的优化，具体为：创建满足装配资源利用率、装配系统平均生产力、装配系统作业平衡系数、物流的面向生产过程多目标优化模型，完成装配生产节拍优化；
F、计算出生产线平衡率：
，
ti为第i工站工时，S为瓶颈工站工时，R为工站总数。
7.根据权利要求6所述的规划控制方法，其特征在于，所述B具体为：当同时满足①模型的可达集是有界的，②模型中的变迁实施速率与时间无关，③模型中任何可达标识返回初始标识的概率不为零时，构造马尔科夫链，当马尔科夫消失状态移除时，该马尔科夫的稳定状态概率X=（x0，x1，…，xr-1）满足条件XQ=0和 
，其中Q为所有装配单元的实时位置集合向量，Q=（Q1，Q2，Q3，…，Qi）。
8.根据权利要求6所述的规划控制方法，其特征在于，所述D中，在性能分析过程中，提出串联装配作业、选择性并联装配作业及装配元对象的等价分析方法，并针对性能分析不同的需求和侧重点，多方面考虑经验曲线对平均作业工时的修正y=αxβ、装配超差与返工对系统生产率的影响λis=[γ，η，μ]ωT的基础上，分析装配资源利用率γ、装配系统平均生产力η和装配系统作业平衡系数μ，其中y为修正后的作业工时，α为经验参数因子，β为各工位平均工时指数。
9.根据权利要求6所述的规划控制方法，其特征在于，所述S5中，物料精准配送计算考核方式如下：以产线设计要求的物料配送准确度和配送时差，作为物料配送准确度的参考基准，统计项目完成后现场中配送物料的品种、规格、数量信息
，工艺要求的物料信息为
；配送物料的达到时间
，工艺要求的物料达到时间为
，配送时间差要求
，某次物料的配送准确度
为：
统计生产线配送物料总次数
，生产线配送物料准确度
为：
某次物料的配送时差满足度
为：
统计生产线配送物料总次数
，生产线配送物料配送时差满足度
为：
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