弹箭总装防差错工艺方法研究

0引言

弹箭产品种类多、数量大,总装过程是典型的单件、小批量生产模式。在弹箭总装过程中,设计、工艺、操作、检验及管理等各环节存在大量的人为因素,不可避免地会发生各种各样的疏漏和差错^[1],严重影响着产品的总装质量。经统计,在以往的质量问题中约80%是人为差错导致的,如电连接器插接关系错误、设备安装位置或方向错误、漏操作等。尽管通过持续业务培训提升人员能力素质,规范产品技术状态管控,对保证产品总装质量起到了一定的作用,但人为错误导致的质量问题仍时常发生^[2]。本文通过对弹箭总装过程易错项 目的分析,基于防差错技术开展弹箭总装过程防差错工艺方法研究。

1防差错技术

防差错技术是在过程失误发生之前加以预防,是在以人为本的前提下将差错充分展现在操作人员面前,并让操作人员能对错误的发生主动加以预防^[3]。防差错技术根据产品的特点及生产过程,通过设计适宜的防差错方法和防差错装置,能够防止人为错误对产品质量造成不利影响,进而保证产品质量。防差错技术的实施是主要基于标识警告、物理隔离、检查确认、多重保险、自动作用、流程顺序、缓和减少等原理进行防差错方法的制定^[4]。

由于弹箭产品高质量、高可靠性的要求,总装过程防差错技术的应用势在必行。国军标GJB 9001C— 2017《质量管理体系要求》8.5.1节规定“采取措施防止人为差错”^[5],这就从质量管理的角度提出了要求。目前,防差错技术在航空、汽车等领域得到了广泛应用;在航天领域,防差错技术尚处于发展阶段,仅针对设计防差错制定了部分标准并提出了相关要求,但未涉及制造过程的防差错方法。

2弹箭总装过程易错项目分析

弹箭产品设计时采取措施使产品具有自动防差错能力,能从根本上防止出错,是最安全、最直接的防差错措施,但有些零部组件无法在设计时进行防差错或防差错成本太高,需要在总装过程进行防差错。根据弹箭产品的结构特点、工艺特点以及以往的质量问题,利用失效模式和后果分析方法针对总装全流程进行分析,找出潜在的失效模式,并分析可能的后果及失效原因;根据分析结果及失效原因,可知弹箭总装过程易错因素主要集中在型号规格、装配位置、装配方向、产品状态等方面。

依据弹箭总装过程的易错因素,对工厂承担的弹箭总装过程的易错项目进行汇总,常见的易错项目类型包括相同型号相同位置电连接器的插接、相同型号不同量程传感器的安装、方向敏感类仪器设备的安装极性、火工品真假品的混用、相似零件的装配、防护附件的拆卸等。常见易错项目的易错因素、内容和典型类型如表1所示。

3弹箭总装过程防差错工艺方法

弹箭总装过程工艺防差错应从设计文件会签至产品交付前持续开展,贯穿产品总装全过程。根据弹箭总装的一般流程,依据防差错技术的实施原理,主要从工艺策划过程、总装制造过程开展防差错方法研究,同时随着三维协同制造技术的发展,逐步开展装配仿真防差错方法研究。

3.1工艺策划过程防差错

3.1.1工艺规程标记防错法

弹箭总装工艺方案制定过程中,工艺人员应根据产品的结构特点和工艺特点,参考易错项目类型形成本型号的易错项目清单,清单应明确涉及的产品图代号、装配位置、易错内容、易错因素及防差错措施等。根据型号易错项目清单,工艺人员在工艺规程相应位置添加“易错项”标记,让操作人员清晰地了解易错项目和易错内容。同时,型号易错项目清单可作为后续检查确认的依据,由工艺人员、操作人员和检验人员共同确认。

3.1.2工艺附图防错法

根据弹箭产品的圆柱形结构特点和零部组件布置特点,工艺规程中采用工艺附图展示舱段内部及外部的设备、电缆、火工品等的装配位置、路径等信息;工艺附图中针对易错项目需进行易错项目注释,让操作人员和检验人员可以直观地了解存在的易错内容,避免总装过程出现差错。

工艺附图一般采用展开图的形式依次呈现舱段I→ Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ象限区域的装配信息,进而展示出舱段内部、外部的所有装配信息;针对局部无法展示的关键信息可采用局部工艺附图来体现。工艺附图中应体现零部组件的图代号、安装位置、安装方向等信息,同时,针对易错项目应标注“易错项”及易错内容。某型号级间舱部分工艺附图如图1所示。

3.1.3工艺流程防错法

工艺流程防差错主要采用分工序工步、调整工序顺序、增加工序等方式进行。分工序工步、调整工序顺序是将易错项目内的操作内容分别设置在不同工序工步中,通过物理隔离的方式杜绝差错的发生;增加工序是设置易错项目检测,确认工序进行易错项目的再检查、再确认,通过多重保险的方式保证易错项目的正确性。如针对相似零部组件的装配,可以将不同的零部组件设置在不同工序工步中进行装配,使总装现场相同时间仅存在相同的零部组件,从而保证装配的正确性;针对相同型号不同量程传感器的装配,可以通过增加传感器电阻测量工步、尺寸测量工步来保证传感器类型使用的正确性;针对防护附件的拆卸,可以在舱段对接前增加防护附件检查确认工序,确保防护附件拆除的完整性。

3.2 总装生产过程防差错

3.2.1标记防错法

标记防错法是弹箭总装过程最常用的防差错方法,工艺规程编制时工艺人员确定各零部组件的唯一标识,如产品代号、测点代号、电连接器代号等;操作人员在产品配套时明确各仪器设备的唯一标识,产品实物的唯一标识应与工艺规程中的要求一致,并在产品表面制作相应标记;零部组件及紧固件齐套时使用密封袋进行分类包装,密封袋上制作相应标记防止后续使用时错误。各零部组件试装配时,操作人员在舱体、设备支架等相应位置制作唯一标识,标记应与待装配产品一一对应;标记应包含零部组件的图代号、安装位置、安装方向等信息,从而实现各零部组件装配信息的唯一性,防止正式装配时出现差错。某型号设备支架标记图如图2所示。

3.2.2颜色防错法

颜色防错法是弹箭总装过程最直观的防差错方法,根据零部组件的易错因素制定不同颜色的标记,借助不同颜色来传递装配信息,利用颜色的视觉冲击性可以有效防止差错的发生。如产品上临时装配的假品、模拟件、辅助工装、保护附件等,可将外表面整体涂成红色进行区分,防止清封舱时漏拆卸;如针对不同舱段相似结构件,按舱段的不同在结构件上制作白色、黄色、黑色等不同颜色的标识,确保舱段内结构件的使用正确。该类防差错方法主要适用于火工品真假品的混用、相似零件的装配、防护附件的拆卸等类型的易错项目。

3.2.3工装防错法

工装防错法是弹箭总装过程最可靠的防差错方法,借用工装进行辅助装配和检验,可有效起到预防差错、纠正差错的作用,保证总装精度和合格率。工装的设计应充分利用易错项 目结构和尺寸的差异性,将其放大成辅助工装的主要特征,确保易错项目的装配唯一性。如通过零部组件配套模板进行零部组件的齐套,可以有效防止相似零件、标准件的使用错误;通过对接螺栓装配引导工装进行对接螺栓、定位螺栓的装配,可以有效防止结构相似的对接螺栓、定位螺栓的安装位置错误。

3.3 装配仿真防错法

随着企业三维模型下厂生产模式的推进,在三维环境下进行装配工艺设计已成为趋势。工艺人员可以充分利用设计阶段创建的三维数字化模型,基于CREO、NX、CATIA、DELMIA等三维软件进行产品装配关系的分析,开展装配顺序规划、装配工艺设计、装配工艺过程仿真,验证产品设计的合理性、装配工艺流程的合理性、工装工具配备的合理性,不断优化装配工艺;最终输出仿真三维模型、仿真图片和视频直接指导实际生产,直观生动地向操作人员和检验人员展示装配关系及装配方法。

同时,在装配仿真过程中,针对总装过程的易错项目,可以通过增加特定装配视角、暂停或延时装配仿真进度、增加操作要点等文本信息将易错内容直观、着重地展示出来,通过仿真三维模型、仿真图片和视频等传递给操作人员和检验人员,从而有效预防装配过程中人为差错的发生。某型号振动传感器装配仿真示意图如图3所示。

4结束语

本文基于防差错技术开展了弹箭总装防差错方法研究,根据产品结构特点和工艺特点,分析和汇总了弹箭总装过程普遍存在的六类易错项 目;根据防差错技术的实施原理,提出了工艺策划过程的工艺规程标记防错法、工艺附图防错法和工艺流程防错法,总装过程的标记防错法、颜色防错法和工装防错法,以及装配仿真防错法,明确了弹箭总装全流程防错方法,有助于实现弹箭总装防差错方法的标准化,防止差错发生,保证产品总装质量。

[参考文献]

[1]王卫康,陈金存,张瑞,等.航天产品防差错技术研究与应用[J].航天制造技术,2014(3):69-72.

[2]王彦卿,韩天龙,陆云鹏,等.目视化防错技术在航天制造企业的应用实践[J].质量与可靠性,2021(5):36-39.

[3] 叶建华.企业实施零缺陷管理的方法研究[J].电子质量,2019(4):50-52.

[4]姚书娜.商用车变速箱装配工艺防差错研究[D].重庆:重庆理工大学,2020.

[5]质量管理体系要求:GJB9001C—2017[S].

《机电信息》2025年第14期第22篇