摘 要：本文重点围绕解决飞机柔性工装质量难题，开展数字化质量控制体系的建设及应用研究，在深入探讨飞机柔性工装产品质量控制的特点、内容后，从数字化建模、数据采集与分析、智能监控、质量追溯的角度，建立起数字化飞机柔性工装产品的质量控制体系。提出包括技术应用、管理改进、人才储备等三个方面的实现途径。旨在为提高军用领域的飞机柔性工装产品质量、维护飞机产品质量与功效、促进军用领域飞机制造向智能化、数字化迈进提供可行参考。

　　关键词：柔性工装；数字化质量控制；体系构建；实施路径

　　柔性工装作为保障飞机构件装配质量和精度的核心工艺装备，成为目前飞机制造业中的重要工艺装备。柔性工装与刚性工装相比，具备柔性、可控性好等优势，能够满足军机领域飞机多型别、小批量、快速研制的需要，也能满足军机领域多型号、多变性产品的技术要求。在现代飞机结构越来越复杂、要求越来越高的背景下，柔性工装在飞机产品质量方面提出了更加严格的要求，传统的柔性工装质量控制方法无法满足飞机制造产品在精确性、实时性、高效性等方面的需求。数字化技术的普及化应用为飞机柔性工装质量控制提供了有利的发展平台，充分发挥数字技术在飞机柔性工装质量控制流程中的应用，创新飞机柔性工装数字化质量控制流程，可以实现飞机柔性工装数字化质量控制体系的精准、智能和高效控制。

一、飞机柔性工装特点及质量控制需求分析

　　（一）飞机柔性工装特点

　　军机柔性工装定制化、结构复杂与功能集成化特点鲜明。军用领域中，飞机的各个型号不同使得不同的飞机在气动布局、结构形式上有很大差异，因此需要根据不同机型的装配要求有针对性地定制设计与制造柔性工装[1]。如战斗机常侧重强调高速性能及机动能力要求，在机翼装配工装需要保证精密的外形协调。此外，军机柔性工装集成机械、电子、控制等多学科技术，结构形式复杂。工装内部安装了大量传感器、伺服驱动装置、数控系统等以保证柔性工装的定位、夹紧等功能的自动化与精细化控制。

　　（二）质量控制需求分析

　　在精度方面，军机零部件装配精度的高低决定了飞机气动外形、飞行品质、战斗力，工装柔性作为零部件装配的装配基面，装配精度、重复定位精度等必须达到μm级，甚至是更高精度。如隐身战机蒙皮装配精度要求较高，若工装柔性精度不够，会造成蒙皮不光洁，影响隐身效果。在可靠性方面，由于军机具有复杂恶劣的使用环境，对柔性工装使用可靠性也提出了更高的要求，工装柔性具有长期使用、高频使用的特征，因此可靠性必须与实际工况相符，在较长使用过程工况下应保持稳定性。

二、飞机柔性工装数字化质量控制体系构建

　　（一）数字化建模与仿真系统

　　首先构建飞机柔性工装的数字质量管控平台，基于计算机辅助设计技术，进行柔性工装结构、功能三维数字化建模，将工装的机械结构、电气系统、控制系统等数字化，构建飞机柔性工装的数字化建模仿真技术平台；通过引入有限元分析（FEA）手段，进行工装在典型工况下力学性能、变形分析，对工装进行设计优化，预防和发现柔性工装设计中的质量缺陷。如飞机机翼装配柔性工装设计中应用有限元分析手段模拟分析柔性工装在承受飞机机翼部件工况下的应力分布和工装变形情况，以分析结果为基础调整柔性工装结构参数、材料选择，达到提升柔性工装在实际使用中精度和可靠的改进目标。

　　（二）数据采集与分析系统

　　数据采集及分析系统是数字化质量控制系统的重要组成环节。在柔性工装的关键区域，部署高精度传感器，如位移传感器、压力传感器、温度传感器等，实时采集工装的运转、受力、环境等数据，并经工业以太网、无线通讯等方式送到数据处理中心，然后，运用大数据分析技术对采集到的数据进行数据挖掘和处理。如通过对位移传感器采集的数据，实时感知工装定位精度的变化情况，当定位精度超标时，发出预警，并结合历史数据、工艺参数判断精度偏差的原因，为质量控制提供决策。进一步运用机器学习算法对大量的质量数据进行学习训练，构建质量预测模型，对工装可能发生的质量问题进行提前预测，实现对质量问题的预控。

　　（三）智能监控与反馈控制系统

　　柔性工装自动监控和反馈控制系统是对柔性工装质量状态进行智能监控和反馈调节系统。智能监控和反馈系统通过数据采集系统和分析系统的统计结果，将工装运行、质量状态等显示出来，以可视化形式直观显示工装的质量状态，并对发生质量故障工装进行质量状态分析，得出产品质量误差原因的缺陷分析与定位，直接对数控系统进行定位机构、夹紧机构调整，从而及时纠正质量故障[2]。智能监控和反馈控制系统也可通过网络与其他飞机系统，如飞机制造执行系统（MES）系统联动，通过飞机制造执行系统网络将质量信息与生产制造部门、制造系统部、设计部门和管理机构进行联通，利用各系统互联互通从而实现信息共享，提高质量控制效率和响应度。

　　（四）质量追溯与管理系统

　　构建质量追溯与管理系统，实现柔性工装质量全生命周期管理。为每件工装定义唯一标识代码，关联存储工装设计数据、加工工艺数据、使用维护数据、质检数据，出现问题时可利用质量追溯系统及时查询工装的历史数据，准确地追踪质量问题源头，明确质量责任。如一架军机装配质量问题与柔性工装有关时，通过质量追溯系统可查询柔性工装的设计图纸、加工工艺记录、历次质检报告等相关数据，确认质量问题产生是由于设计缺陷、加工误差还是使用过程中操作不当等。质量追溯与管理系统还可对工装质量数据实施统计分析，从而掌握质量规律，指导后续工装设计、质量控制工作改进。

三、飞机柔性工装数字化质量控制体系实施路径

　　（一）技术层面实施路径

　　从技术角度出发，在军用飞机柔性工装中深入开展数字化质量控制技术的研发和应用，比如引入AI、物联网、数字孪生等技术，提高质量控制系统的智能化。例如，可引入数字孪生技术建立虚拟的柔性工装数字孪生，通过与实际的柔性工装的实时数据交换来实现柔性工装的实时运转状态的数字仿真与预测，从而便于对柔性工装进行更加直观、准确的质量控制决策。加强军民协同，开展柔性工装数字化质量控制关键技术联合攻关，与各大高校、科研院所和企业等建立产学研联合研究机制，协同开展柔性工装数字化质量控制关键技术攻关，攻克柔性工装数字化质量控制技术中的数据采集精度和分析算法的优化、系统集成等关键技术；并建设柔性工装质量控制技术创新平台，加速柔性工装质量控制技术及相关产品的转化应用，促进柔性工装质量控制技术的升级。

　　（二）管理层面实施路径

　　在管理方面，应构建完善的数字化质量控制管理系统与程序。建立数字化质量控制标准与规范，明确数字化质量控制过程中各环节管理操作要求和质量指标，让数字化质量控制有据可依。完善质量管理组织结构，设立质量控制职能部门，全面负责质量控制体系运行管理、质量控制数据监控与问题协调解决等，强化部门协作配合，增强质量控制工作效力[3]。采用项目管理思维，将柔性工装质量控制项目纳入全流程管控当中，从工装设计环节就将质量控制目标、质量控制任务进行分解落实，制定数字化质量控制计划，工装设计生产、工装应用、工装维修环节按照质量控制计划进行质量控制与评估分析，及时发现问题解决问题，确保柔性工装质量控制贯穿于整个柔性工装生命周期当中。

　　（三）人才层面实施路径

　　人才是数字化质量控制体系运行的核心要素。一是要加大人才培养力度，构建多层次、多渠道的人才培养机制。在高校相关专业设置课程时增加数字化质量控制、智能制造等相关课程，培养数字化质量控制等专业知识和技能的人才。二是要与企业合作，企业与高校、职业院校共同开展订单式的人才培养，定向培养军用飞机制造所必须的复合型人才。三是强化企业现有人员培训教育，定期开展数字化质量控制技术培训、操作技能岗位培训等，提升员工数字化素养和质量意识。建立健全人才激励机制，通过表彰在数字化质量控制过程中贡献突出的职工，充分激励职工创新性工作积极性和工作热情，为数字化质量控制体系提供人才支持。

四、结语

　　飞机柔性工装数字化质量控制体系的建立和应用，是满足现代化军用飞机制造发展的要求，从数字化建模与仿真、数据采集与分析、智能监控与反馈控制、质量追踪与控制四个方面构建完整的飞机柔性工装数字化质量控制体系，提出并建立从技术、管理、人才等切实可行的实施方法，有助于提高军用飞机柔性工装的数字化质量控制水平，实现军机制造高效率、高质量、高可靠的目标。

参考文献

　　[1]金加奇，孔祥伟，赵清洲，等.用于飞机舱门装配的柔性工装设计[J].机械设计与制造，2023（3）：135-140.

　　[2]马安.飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用研究[J]. Engineering Science Research & Application，2023，4（13）：53-58.

　　[3]乔康壮，曲学军.柔性装配模式下飞机薄壁件装配偏差分析[J].机械工程师，2025（11）：41-45.

　　（作者简介：熊国翠，洪都航空工业集团有限公司工程师，本科，研究方向为飞机工艺装备；刘勤、徐健宇、李杨、王莉，洪都航空工业集团有限公司）