装备制造业总装总调工艺技术管理研究

引言：

装备总装总调的战略意义与技术挑战

装备总装总调作为高端装备制造的“最后一公里”，直接决定了产品的最终性能与可靠性。在航空航天、能源装备、国防军工等领域，总装环节面临超差控制难、多系统耦合复杂、工艺数据离散等核心问题。传统以人工经验为主导的装配模式已难以满足高精度、高可靠性装备的制造需求。

随着《机械工业数字化转型实施方案》的提出，我国明确要求到 2027年实现智能制造能力成熟度二级及以上企业占比超 50% ，建设不少于 200家卓越级智能工厂。这一目标对总装工艺技术管理提出了从“定性控制”向“定量控制”的升级要求。本研究聚焦大型装备总装总调工艺，探索精度量化、数字协同与智能决策的关键技术路径，为行业智能化转型提供理论支撑与实践参考。

1.大型装备总装总调工艺技术体系构建

1.1 精度量化控制技术

传统总装工艺的粗放性表现为工艺参数缺失与检验依据模糊。例如，航天型号产品总装中，紧固件拧紧力矩长期依赖“手感”，导致过拧或欠拧频发。通过引入 HB6586《螺栓螺纹拧紧力矩》等标准，结合实测数据统计与工艺试验，可建立不同规格紧固件的力矩量化参数库。某航天企业通过该方法，使螺栓连接失效问题下降 60% 以上。

线缆敷设的量化控制同样关键。手工敷设易导致走向杂乱、预留长度不一，通过**制作敷设样板与图示化工装，明确卡箍间距 ±2mm 、端头长度±5mm 等参数，可显著提升电气系统可靠性。此类工艺要素需通过五维控制模型实现全覆盖：

人员要素：操作者技能认证等级设备要素：工装精度校准周期材料要素：线缆弯曲半径≥5 倍直径参数要素：力矩值、温度阈值环境要素：洁净度、温湿度范围

1.2 数字化装配与调试技术

虚拟装配与物理执行的闭环控制是解决大型装备“盲操作”的核心。航空发动机总装中，基于 MBD 模型的虚拟装配技术可预演干涉问题，并通过位姿匹配工装实现实物精准定位。

调试环节的智能化依赖于多源数据融合分析。总装调试台通过高精度光电编码器（分辨率 ≤0.001^∘ ）与称重传感器采集轴角、载荷数据，结合三环闭环控制系统（电流环 ⁺ 速度环 PI 控制 + 位置环模糊 PID）实现动态调平，定位精度达 _±0.02mm 。AG600 飞机总装中，全机系统联调数据纵向比对技术的应用，使接收机灵敏度波动范围缩减 40% ，提前暴露了 73% 的潜在故障。

2.总装工艺智能化转型的核心路径

2.1 工艺协同数字主线技术

构建“工艺数字化协同系统”，其核心功能主要包括：设计文件结构化、工艺资源库动态管理、三单（工艺单/工单/检验单）贯通、工艺风险预测、数据互联互通接口等，核心价值在于打通设计-工艺-制造-检验的数据流。

2.2 智能装备与柔性产线集成

《机械工业数字化转型实施方案》将工业母机、智能检测装备列为重点攻关方向。在总装领域采用自适应装配单元、协同作业机器人、智能物流系统、脉动式装配线等方式，促进工艺管理能力提升。某航天器总装通过 ^**5 工位脉动线设计**，将装配周期从 90 天压缩至 62 天。其核心是通过**数字孪生平台**实时优化生产节拍，并利用 ∗∗_AR 辅助装配系统**推送可视化作业指导。

3.基于数据驱动的质量管理方法

3.1 工艺可靠性正向设计

传统总装工艺文件多为定性描述，导致操作随意性强。工艺可靠性提升需从故障反哺设计转向预防性控制：

FMEA 结构化：将历史故障数据映射到工艺参数阈值。

环境应力筛选（ESS）：振动筛选测试中，通过比对装前-装后-综合测试数据趋势，识别隐性缺陷。

3.2 全生命周期数据追溯

总装中实施的多余物控制方案与密封施工数据库，标志着质量防线向过程细节延伸。构建质量数据包需打通四层数据：

（1）物料数据：批次号、存储环境（2）工艺数据：力矩值、温度曲线（3）设备数据：数控系统日志（4）人员数据：操作者认证记录

4.组织管理模式的协同进化

4.1 流程再造与跨域协同

装备总装涉及工序、专业领域的协作。需突破两类流程瓶颈：

纵向贯通：设计-工艺协同不足导致 70% 的工程变更。引入 MBSE 实现需求直驱工艺设计。

横向协同：构建供应链协同平台，实现主供应商计划联动，齐套率大幅提升。

4.2 复合型人才能力重塑

工艺量化控制要求工程师兼具工程知识与数据分析能力。需建立三级培训体系：

操作层：掌握智能工装操作（如激光跟踪仪点云分析）

工艺层：工艺参数优化算法训练

决策层：基于数字孪体的预测

5.结论与展望

装备总装总调工艺管理已进入精度量化、数据驱动、智能决策的新阶段。通过工艺参数精细化、数字主线贯通及智能装备集成，可显著提升装配质量与效率。

未来发展聚焦三大方向：

（1）工艺知识图谱化：将专家经验转化为可计算的工艺规则库（2）自适应控制升级：基于强化学习的工艺参数动态优化（3）云边协同架构：分布式部署总装AI 模型（如缺陷视觉检测）

随着《机械工业数字化转型实施方案》的推进，到2030 年， 60% 以上的机械工业规上企业将完成数字化改造。总装工艺作为制造能力的终极体现，亟需在标准体系、算力基础设施、安全可控技术上协同突破，最终实现“工艺定义产品”的价值重塑。

参考文献

1. 工艺数字化协同系统-公开招标公告（ZC25GDB0115），365Trade，2025.

2. 《机械工业数字化转型实施方案》，工信部联通装〔2025〕152 号，2025.

3. 王立平等. 总装调试台自动控制系统研究，中国知网，2011.

4. 欧春峰. 型号产品总装工艺量化控制的探索与实践，航天工业管理，2019.

5. 加快推动机械工业数字化转型《制造业数字化转型行动方案》出台，化工仪器网，2025.

6. 李伟. 总装配流程优化与装配效率提升策略研究，ProductionEngineering，2025.

7. 张晓梅. 基于模型的航空脉动装配生产线关键数字化技术研究，航空制造技术，2020.

8. 黄小东等. 航空发动机智能化装配技术体系构建探索，航空发动机，2020.

9. 工艺数字化协同系统项目公告，天工网，2025.

作者简介:

陈清(1986.1——)，男，汉族，籍贯：四川泸州，职称：工程师，学历：大学本科， 研究方向：制造业工艺技术。