PDM集成技術在航空制造企業中的應用

張耀光+宮宇+邢利君

摘 要：航空發動機的制造被譽為“工業之花”，是一個國家工業加工水平的集大成之作。航空發動機加工精度高、制造難度大，從而對航空制造企業生產加工帶來了不小的困難，為了在激烈的市場競爭中獲得一席之地，應當充分發揮PDM系統在產品的數據管理、工藝BOM重構、工藝結構化管理及系統集成方面的優勢，以PDM系統為平臺推動航空制造企業制造流程的優化，以便更好地挖掘航空制造企業的潛力，提高航空制造企業的生產競爭力。

關鍵詞：PDM航空制造企業；應用；BOM

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

隨著國家信息化戰略的逐步推進和實施，將傳統加工制造企業與信息化相結合，將會使得企業迸發出“1+1>2”的潛力。航空制造企業作為高精度加工制造的代表應當積極做好企業的信息化建設，做好PDM系統在航空制造企業生產管理中的應用，構建以PDM系統為平臺的集成管理系統，優化航空制造企業各產品生產環節，提高航空制造企業的生產效率，增強航空制造企業的核心競爭力。

1.航空制造企業產品特點

航空發動機具有結構復雜、加工工序繁多、加工難度大和裝配精度要求高等的特點，從而制約了我國航空發動機的制造發展。新時期做好航空制造企業的信息化建設從而促進航空制造企業各制造管理環節之間的協調優化，以便在航空發動機的生產制造中最大限度地降低航空發動機的生產成本、生產周期，提高航空發動機的生產效率和制造質量以滿足日益擴大的航空發動機需求。

2. PDM系統航空制造企業的應用

2.1 航空制造企業應用PDM系統的主要目標

航空制造企業在航空發動的研發生產中為縮短產品的研發周期需要加強航空發動機設計與制造部門之間的信息交換，以便在設計更改時能夠及時地對發動機的制造進行變更降低設計變更成本，并通過加強設計與制造之間的信息交互以便通過標準協同充分發揮模塊化的優勢優化航空發動機的生產加工。PDM系統就是在上述需求的前提下發展起來的，通過PDM在航空制造企業中的應用從而實現了航空發動機在產品制造全周期上的數據一致性管理，通過利用PDM系統可以在航空發動機制造的全流程范圍內為設計和制造部門建立起一個并行化的航空發動機開發協作環境，從而囊括航空發動機設計、制造的各環節，通過信息化的管理來提高航空發動機加工制造的效率。

2.2 PDM系統在航空制造企業中的應用

PDM是一種對企業全生命周期產品相關數據、資源與業務流程進行整體優化管理的一種信息技術，其對于制造企業尤其是航空制造企業更是有著極為重要的推動作用，PDM系統在應用的過程中以PDM為平臺通過構建產品數據將產品設計、制造等各環節中所使用的軟件有機地結合在一起，將CAD/CAPP/CAM等與產品設計制造相關的部分進行集成，從而實現了航空發動機在全生命周期內的設計、制造以及管理的信息化集成管理系統，對于促進企業生產過程優化，提高航空發動機的生產效率有著極為重要的推動作用。在產品設計環節，通過應用PDM系統以PDM系統為平臺可以對航空發動機設計時所建的三維數模、EBOM以及涉及更改等的相關數據進行管理，在PDM系統進行數據管理的過程中，EBOM用以實現傳統的設計目錄的功能但是相較于傳統目錄，使用EBOM對航空發動機設計數據進行管理時將會使得航空發動機的設計目錄更為精確也更有層次感，以電子圖紙取代傳統的手工圖紙，在對航空發動機各零部件進行工藝編制時可以直接利用PDM中所存有的航空發動機相關零部件的數據來進行待加工工件的工藝編制，通過利用PDM系統將會使得航空發動機制造企業的設計與制造聯系更為緊密，信息交互更為順暢，有利于提高航空發動機從設計轉變為產品的生產效率。在航空企業中BOM貫穿于航空發動機的全生命周期中，從航空發動機的概念設計、相關參數的計算直至航空發動機各工件工藝的編制在到產品零部件的加工、裝配。PDM主要目的是實現航空發動機生產和過程資源的整合，以便在航空發動機的整個生命周期中都能夠對航空發動機的相關數據進行編輯和管理。為實現這一目標離不開BOM的參與與支持，且在各個不同的階段會賦予BOM不同的視圖。在航空發動機的生命周期中主要有工程設計、工藝設計、制造等幾個重要的階段且每個階段有不同的側重點，從而使得各部門所看到的BOM視圖也是有所差異的，工程設計階段所對應的是EBOM、工藝設計階段所對應的是PBOM、工程制造階段所對應的是MBOM。在上述幾個BOM中，PBOM主要對航空發動機的零部件加工、工藝流程、材料以及零部件的裝配順序等機型反應，PBOM集中體現了物料在航空發動機的整個制造周期中的變化過程，PBOM對于大型、精密設備的加工制造有著極為重要的意義，其對于航空發動機的加工制造有著先導指引作用，在航空發動機制造企業中通過對EBOM和PBOM進行分析重構，從而使得兩者之間的交流聯系更為緊密，相較于傳統的信息交互模式，使用BOM這種單一主線來對航空發動機生產各環節進行管理，通過BOM這一數據源實現生產各環節之間的信息及時交互提高了信息交互的時效性和效率。CAPP是工藝設計中輔助工藝設計人員進行產品生產工藝編制的重要技術，基于PDM平臺所發展的集成系統實現了PDM與CAPP之間的數據無縫交互，在應用的過程中，CAPP將航空發動機生產所需要的零部件工藝信息等傳輸至PDM系統中進行數據管理，同時CAPP從PDM系統中獲取航空發動機的模型信息、各零部件的材料構成等的信息。完成了對于航空發動機的設計和工藝的編制后將所完成的信息傳輸至PDM數據庫中交由CAM系統來對航空發動機各零部件加工時的刀軌信息進行模擬及加工代碼的編制。

2.3 PDM系統應用與航空制造企業中所取得的效果

在航空制造企業中所應用的PDM系統，其會根據企業所指定的管理規則對航空發動機的相關信息進行協調控制，從而使各項修改信息能按照流程流轉到下一個環節，從而縮短了航空發動機的開發周期，提高了企業的生產效率。在航空發動機生產制造的全生命周期中都采用單一數據來進行管理，并對航空發動機的各項數據進行及時地更新，以保障航空發動機在設計、工藝編制及生產制造過程中數據的一致性。在航空制造企業的產品設計階段，通過利用三維建模技術來對航空發動機中的各組件進行三維數字建模并對各建模組件利用三維技術進行整機裝配、管路設計和各零部件的強度建模分析，以確保航空發動機設計的準確性與可靠性。在航空發動機的工藝編制環節，通過對PDM數據庫中所共享的設計圖紙進行三維分析、工藝的編制、加工過程的三維模擬，從而有效地保證了航空發動機加工工藝編制的準確性，從而使得加工風險大為降低，在降低航空發動機制造成本的同時縮短了產品的生產、加工周期，保證了航空發動機的加工質量。

結語

PDM集成技術在航空制造企業中的應用有效地提升了航空企業產品設計、制造全流程的信息化水平，加強了航空企業產品各環節之間的信息交互，提高了航空企業產品研制工藝的準備效率和質量，從而使得航空企業在產品的全生命周期被大為縮短，提高了企業的生產效率。

參考文獻

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