[发明专利]飞机装配线人员生产能力的解算方法

摘要

本发明公开了一种飞机装配线人员生产能力的解算方法，用于解决现有多维度层次化生产能力核算方法精度低的技术问题。技术方案是首先将装配过程分解至装配作业元素，然后根据分解结果计算系统内各个装配单元所耗的理论工时，并以人员有效工时为标准，分别考虑装配准确度等级、学习效应及装配强度三个影响人员生产能力的主导因素，定量化修正理论工时，最后通过各工序的人员有效工时结果求解其他产能关键参数，推算出整个装配线在单位时间内的生产能力。以某型飞机后机身装配线为例，经测试，本发明方法对比背景技术经验估工法，人员有效工时求解精度提高15.4％，年产量求解精度提高8％。

主权项

一种飞机装配线人员生产能力的解算方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、基于航空产品特性，根据产品组部件的结构特征以及装配工艺的流程特点，将装配作业按照工序的划分标准及规则，分解至底层装配作业元素；步骤二、采集装配现场数据，选定平均操作水平、工龄3～5年的标准装配工人，测量装配工人完成每种装配作业元素的标准作业时间，用秒表多次测量后取平均值；再根据标准工艺文件统计出每种装配元素的操作数量，累积计算后解得各个装配站及站内工序的理论人员工时数H_i、H_ij分别为：$\left\{\begin{array}{c}{H}_{\mathrm{ij}}=\underset{k=1}{\overset{N_{\mathrm{ij}}}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{\mathrm{ijk}}{h}_{\mathrm{ijk}}\\ H_i=\underset{j=1}{\overset{N_i}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k=1}{\overset{N_{\mathrm{ij}}}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{\mathrm{ijk}}{h}_{\mathrm{ijk}}\end{array}\right.---\left(1\right)$式中，N_A表示装配站的数量，i＝1,2,…,N_A表示装配站序号，j＝1,2,…,N_i表示站内工序序号，k＝1,2,…,N_ij表示每个工序内包含的装配作业元素的序号，N_ijk、h_ijk分别表示每种装配元素的操作数量和平均耗时；步骤三、基于飞机装配精度等级划分及影响度，将准确度要求划分为不同等级，建立准确度等级权重系数矩阵A_(m×n)，且满足其中，m为准确度类型标示，划分为5类；n为准确度区域分类标示，划分为4类；$A_{(m\×n)}=\left[\begin{array}{cccc}0.075& 0.0675& 0.0575& 0.05\\ 0.066& 0.0594& 0.0506& 0.044\\ 0.06& 0.054& 0.046& 0.04\\ 0.054& 0.0486& 0.0414& 0.036\\ 0.045& 0.0405& 0.0345& 0.03\end{array}\right]---\left(2\right)$设工序j对应的准确度等级修正系数为a_j，并取放大系数μ，使a_j＝μa_mn∈[1,3]，保证修正后工时的边界范围；将A_(m×n)中的最小权重值0.03为基准，令0.03μ≈1，取μ＝35，获得每个工序的准确度修正系数a_mn＝μ×a_j；步骤四、根据公式(3)、公式(4)，计算高斯学习效应修正系数γ；H_x＝γ·H_ij＝x^lgc/lg2·H_ij                (3)$c=c_0+(1-c_0)e^{{-x}^2/b^2}---\left(4\right)$式中，x为装配系统的累积批/架次产量；H_x为第x批次的工序工时；c为改进的非线性高斯学习率，表示产量加倍时单位作业工时下降的幅度，其变化服从单调减区间内的Gauss函数；c₀为进入稳态后的学习率；b为常数，用于控制高斯函数的散布区间；步骤五、根据工人执行操作的工作姿态作为主导因素进行划分装配强度等级，以工人在站立姿态操作为基准，归纳出不同工作姿态对应的劳动产出率η；同时，考虑人员不可避免的疲劳及生理作用，引入宽放率K_F，表示因疲劳以及休息、上厕所等生理需要使作业时间延迟的宽放作用；设λ为装配强度修正系数，根据公式(5)解出各个工序的装配强度系数λ_j；λ_j＝(1+K_Fj)/η_j             (5)步骤六、根据步骤二中解出的理论人员工时数，综合公式(1)～(5)，推得任意装配站i中工序j的人员有效工时总数T_ij/h为$T_{\mathrm{ij}}=\mathrm{\γ}{\mathrm{\μa}}_{\mathrm{mn}}{\mathrm{\λ}}_j{H}_{\mathrm{ij}}=x^{\lg c_I/\lg 2}{\mathrm{\μa}}_{\mathrm{mn}}(1+K_{\mathrm{Fj}}){\mathrm{\η}}_j^{-1}\underset{k=1}{\overset{N_{\mathrm{ij}}}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{\mathrm{ijk}}{h}_{\mathrm{ijk}}---\left(6\right)$由公式(7)求得装配站i的生产周期T_i/d及节拍C_i/d为：式中，W_ij为每道工序所分配的装配人员数；h_d/h为每日制度工作小时数；D_c为每日的制度班次；O_i为装配站的装配资源点数，表示该站位配置的并行的生产资源套数；基于公式(7)的结果，求出整个装配线的理论预测装配周期T_P及节拍C_P为：$\left\{\begin{array}{c}{T}_P=\underset{i=1}{\overset{N_A}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i\\ C_P=\max C_i\end{array}\right.---\left(8\right)$最后，根据公式(9)解出飞机装配线在单位时间T_u/d的装配数量Q为${\∫}_x^{x+Q}{C}_{\mathrm{Px}}=T_u-T---\left(9\right)$式中，C_Px表示不同架次x对应的装配线生产节拍，T_h表示单位时间T_u中包含的非工作日时间。