PLM通用飛機的一體化裝配工藝管理流程研究

儲璕 胡世剛 高小莉

摘要：基于我國飛機制造逐步向高精度、大型化方向發展，飛機產品對零部件數量、部件尺寸、精度要求都有所提高，所以飛機制造過程中裝配工藝管理流程在很大程度上決定了飛機的最終質量和生產周期。由此提出PLM通用飛機的一體化裝配工藝管理流程研究，此管理流程中修訂了常規裝配工藝管理方式，運用PLM通用飛機一體化裝配工藝管理方式，并通過裝配偏差傳遞管理信息映射，最后實現通用飛機一體化裝配管理流程設計。通過實驗證明，傳統工藝管理流程成本投入比PLM飛機管理流程高，時間也比PLM管理流程多。

關鍵詞：PLM;通用飛機;工藝設計

引言

簡單來說，通用飛機就是指用于通用航空飛行的飛機。通用飛機用途很廣，它能夠水上和陸地都通用。通用飛機按照類型和功能來分，可以分很多種，類型上，可以分旋翼機、固定翼、超小型飛機等等，按照功能來說可以分為公務機、農林飛機、運動飛機等等^[1]。中國作為一個大國，中國航空行業發展雖呈現出良好態勢，但也面臨了一些問題，比如飛機產品對零件的尺寸、精度要求比較高、行業發展規模較小等這些方面遇見了困難。隨著通用飛機型號研制工作的深入開展，很多現有業務管理中存在的問題逐漸暴露出來，如數據不統一、設計環節和制造環節的分離、人工介入工作量大等問題，這些都影響了飛機業務工作的開展和正常設計的進度。我國通用飛機設計要注意降低成本投入，優化結構設計，采用整體化的設計方式和整體成型的部件，用來減少零件的數量，從而降低成本收入。在飛機設計過程中保證降低成本投入技術，進一步發揮復合材料的優點，使用整體成型技術來降低成本投入^[2]。成型技術能幫助零件加固，能夠減輕飛機的結構質量，降低設備的成本和工時從而降低飛機制造成本。

1基于PLM飛機一體化裝配工藝管理流程設計

1.1 修訂一體化裝配工藝管理方式

在一體化飛機裝配工藝管理過程中，飛機零部件的質量非常重要。因此，在進行結構設計管理時，對一體化裝配零件進行統一管理，針對零件精度、規格要求實施統一設定。經過研究表明，通過管理方式增加飛機的使用壽命，減少資源浪費，必須要保證一體化中測量模量的規整化。在一體化裝配工藝設計中，采用精度仿真與裝配精度管理的方式，能夠得到裝配精度管理測量模量。確定管理測量模量需要：裝配管理模型參數、工裝管理模型參數、測量管理模型參數等，是一種多信息化的數據管理量^[3]。其表達式為：

在（1）式中，L 代表測量模量;代表精度屬性信息;代表裝配管理模型參數;代表在產品裝配中;采用的第個工裝模型。

管理方式設計主要包括四個層面，分別為初級層、定義層、預測層、優化層面，這四個層面功能雖然不同，但是每個層面在整個裝配管理中都起著重要的作用。能夠對飛機裝配實施精度管理，可以提高PLM飛機裝配工藝管理的質量。在進行PLM一體化裝配管理設計過程中，裝配管理原理內容的分析是重要內容，分析如下：先根據PLM飛機裝配管理精度的仿真結果，來對影響裝配敏感度的原因進行研究計算。通過仿真結果，調節PLM飛機裝配管理工藝，使工藝管理能力達到最合適的狀態。

1.2裝配偏差傳遞管理信息映射

在對PLM飛機裝配定位管理時，采用裝配偏差傳遞管理信息對零件的特征進行映射，對有影響工藝要素的信息從底層映射到裝配偏差傳遞模型中，信息映射有利于控制飛機裝配工藝設計與優化系統。根據PLM飛機裝配管理工藝設計的基礎上，建立映射優化體系，主要包括四部分，裝配工藝設計映射、過程仿真映射、裝配精度仿真映射、工藝優化映射^[3]，這四部分映射將全部運用到飛機制造業中，在操作過程中，通過建立仿真模型映射可以對裝配路徑進行調整，達到干預裝配過程的目的，根據仿真映射結果來看，計算出的結果與實際結果很相似。結果表明，PLM飛機裝配偏差傳遞管理信息映射，能夠及時發現錯誤，大大提高工藝水平。

1.3實現通用飛機一體化裝配管理流程設計

通過修訂一體化裝配工藝管理方式和裝配偏差傳遞管理信息映射，實現了飛機一體化裝配管理。管理流程從以下六點進行實現：第一點，注重工藝組合件的構建，運用車間所屬的設備了解單位的生產能力，了解單位的生產單元布局，并遵守命名規則為工藝組件命名，然后將零部件以子節點的形式復制到命好名的工藝組合件中^[4];第二，根據零部件的類型來確定裝配流程，再根據每個車間的業務工作和現有的任務進行劃分工藝路線。完成劃分后，在過程中進行結構和數據數量的差異化比對，要準確保證數據信息完整，來作為后續工藝設計的數據輸入源;第三，劃分好裝配單元，根據產品的裝配約束關系對裝配單元進行劃分，把部件從大部件劃分到小組件，將產品劃分為若干個裝配單元;第四，對裝配順序進行規劃，按照裝配單元導入各種資源模型，將工藝信息關聯到產品對應的節點上。對一些指定的裝配單元進行拆卸，拆卸過程中，記錄好每一個拆卸的零件，將這些零部件按照拆卸順序的逆順序進行裝配，裝配完成后，對裝配結果進行爆炸圖仿真，如果有不合理的地方在對裝配順序調整;第五，建立產品的裝配約束元模型，為裝配精度仿真做準備，為了實現裝配仿真過程，要利用三維環境來實現資源規劃和工廠的布局。利用三維仿真工具對零部件進行仿真拆卸，按照仿真結果對裝配路徑進行優化和修改^[5];第六，為了讓工人更好的理解工藝的意思，要使仿真文件具有可讀性，在文件中對公益信息進行標注，調整好仿真視角，注意對暫停和焦點進行設置。

2實驗論證分析

為確保設計的管理工藝的有效性，進行實驗論證，實驗采用正常管理和飛機一體化裝配管理進行論證，結果表明飛機一體化裝配管理方式比一些現有業務管理效果好很多，不會出現數據不統計、設計和制造環節分離的現象，并且能節約資源，降低成本投入，作為實驗論證對比，對飛機一體化裝配和常規裝配進行統計，對比了兩個制作時間和成本投入，如圖2所示;

從對比圖中可以看出本文方法在成本投入上比傳統方法低，從時間上來說，傳統方法比本文方法用時更長，在相同時間前提下，成本投入傳統方法遠遠高于本文方法。

3結束語

飛機制造業是我國的技術行業，在發展過程中，會面臨很大的壓力，在飛機制造過程中要選對方法，多學習國外優秀的裝配工藝，不斷學習和探索，來實現飛機制造業的不斷發展。從仿真數據能夠看出，這種方法比常規裝配方法效果更好。

參考文獻

[1] 錢文昱，仲梁維. 基于生效日管理的PLM與ERP系統BOM集成[J]. 精密制造與自動化，2016，11（4）：6-9.

[2] 閆恩剛. 基于PLM信息化平臺的產品數據管理創新體系的構建與研究[J]. 制造技術與機床，2017，22（11）：141-146.

[3] 耿建光，倪永全，丁玉霞，等. PDM/PLM系統的有效性配置模型研究與應用[J]. 現代制造工程，2016，78（7）：24-29.