典型装配工艺模块化的应用探讨论文_彭博

沈阳飞机工业(集团)有限公司 辽宁沈阳 110850

摘要:通常情况下,航天器类产品的特征为派生型号多、生产批量小等,所以存在工艺设计重复工作量大、效率低等问题。由于航天器类产品使用环境、功能需求等约束条件的相似性,且不同型号间也存在着共同点,此类产品在工艺设计过程中占有很大比例重叠内容,航天器类产品结构复杂,通常以成熟型号为平台发展出多种系列型号以适应日益更新的使用需求,大部分衍生型号与母型号间差别很小。同时由于航天器类产品使用环境、功能需求等约束条件的相似性,且不同型号间也存在着共同点,此类产品在工艺设计过程中占有很大比例重叠内容,

关键词:典型;装配工艺;模块化;应用;探讨

1模块化设计及管理

在飞机制造行业采用模块化设计及管理方法的优点包括:可以提高产品数据重用性,快速推出适应客户需要的系列化和个性化产品;实现产品结构扁平化,简化工程管理和技术状态管理,提高数据管理的准确度;采用先进的模块化生产和装配模式,缩短交付周期;利于产品维修和客户增值服务;利于合作伙伴的接口定义和合作研制机制。在飞机研发及生产环节贯彻模块化管理方法,即将设计模块而非单一零件作为最小控制单元,以简化管理复杂度和提高设计与制造协同效率。设计与工艺制造环节如果缺乏统一的模块化管理及协同机制,设计、工艺、生产等环节的符合性和一致性难以追溯,装配工艺仿真的数据来源正确性也难以保证,因此模块化设计及管理是设计制造协同、装配工艺仿真、架次飞机配置的基础保障。模块化设计及管理过程包括模块联合规划、模块实现、模块发放 3个过程。其中,模块联合规划由设计和工艺联合开展,以确定模块划分的合理性,并尽量将设计分离面与工艺分离面进行合并,以避免后期模块划分不合理导致的拆分问题。模块规划审核通过后,各专业设计师基于设计环境进行设计实现,达到一定成熟度后提交签署,并向下游发放。

2装配模型信息组成

(1)属性信息 指产品及其零部件所具有的属性特征,主要包括管理属性信息和物理属性信息。其中管理属性信息是与产品及其组成零部件管理相关的信息集合,物理属性信息是对产品各组元物理参量的描述。(2)装配拓扑信息 指产品层次结构信息,包括各级子装配划分情况,通常表现为产品装配层次结构树。(3)装配关系信息 指产品零部件之间因装配发生的联系信息,包括配合关系、装配几何约束、联接关系和运动关系信息等。(4)几何信息 指与产品几何实体构造相关的信息。几何信息确定了目标装配体及其组成零部件的几何形状和尺寸,以及零部件在装配体中最终的位姿信息。(5)装配工艺信息 指为达到产品的装配要求所采用的装配操作方法、装配工具与设备、装配顺序、装配路径等信息的集合。装配工艺信息随着装配规划的进行被逐渐丰富和完善。以上信息中,装配拓扑信息和装配关系信息在产品装配结构重构后均要发生变化,由于二者之间存在着较强的信息耦合,其信息变化呈现出一定的关联性。如当装配结构变化导致子装配组元变更时,子装配之间和子装配内部的装配关系信息内容将随之发生相应的变化。为了使系统在重构中能正确、高效地维护上述信息的动态关联变化,必须采用一种有效的信息组织机制,实现装配关系和装配拓扑信息的关联混合表达。

3模块化工艺检索

行计算确定:① 输入查询目标 Q,并设定 Q 中各属性的权值为(w l,w 2,…,w i),各项权值按工程经验由工艺专家确定;② 从查询目标中选取必须满足的几个约束条件,即装配单元的固定属性(此部分属性权值应设置得较大),在待查询目标 P 中找出与 Q 的固定属性相同的所有目标。如检索到的目标唯一,则可直接引用该模块单元对应的模块化工艺;如检索结果不唯一,则进行以下步骤;③ 假设检索到 M 个满足约束条件的目标,按照上述相似度计算公式将Q 分别与M 个模块单元进行进一步相似匹配计算,得到相似度 S 1,S 2,…,S M;④ 提取最佳匹配实例。比较相似度 S 1,S 2,…,S M 的大小,求出相似度最大的实例。若 S j =max(S 1,S 2,…,S M),则典型装配单元 M j 是待查目标 Q 的最佳匹配单元,M j 对应的典型工艺即为希望得到的检索结果。

结语

典型工艺经过多年的生产实践验证和持续优化,是企业制造知识和经验的凝练,是工艺知识继承与重用的主要媒介,具有先进性和可行性,能够促进企业工艺优化和工艺标准化。因此,如果在飞机的装配过程中,充分利用飞机典型装配工艺,对于保证飞机装配质量、缩短工艺准备时间、降低制造成本等具有极其重要意义。

参考文献:

[1]常向青,宁汝新. 面向装配工艺规划与评价的装配特征建模[J]. 计算机集成制造系统,2001,7(12):35-38

[2]孙刚. 航天器总装工艺流程优化的分析与思考[J]. 航天器环境工程,2008,25(4):381-383

论文作者:彭博

论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期

论文发表时间:2018/7/20

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