標準化在數字化工裝設計中的有效運用分析

王文俊，張永輝

（湖南南方通用航空發動機有限公司，湖南株洲 412002）

0 引言

在機械制造業發展進程中，數字化設計與數字化制造技術作為其中的重要組成部分，對其產生了非常大的影響，不僅為傳統機械制造業發展帶來了許多機遇與發展條件，而且也帶來了許多挑戰，采用當前比較常用且高效的數字化設計與制造技術，對傳統設計方法開展系統化改進，并對具體的制造方式進行優化，已成為當前多領域架構當中的新風向、新標準、新要求。伴隨當今數字化設計與制造技術、無紙設計/制造技術以及異地網絡協同設計/制造技術的持續推新，有力推動著產品開發與制造業的發展與繁榮，而標準化工作在其中的作用日漸凸顯，且越發受到企業/制造業的認可與歡迎，為數字化產品的高質量開發、研制周期的縮短以及制造質量的提升，提供了切實條件與要求。以下圍繞數字化工裝設計技術，探討標準化工作的應用。

1 數字化工裝設計對標準化工作的相關要求

伴隨現階段CAD 技術的穩步發展和相關配套的持續推新，數字化設計技術在工裝設計領域中不斷滲透，借助各種實用、高效的數字化工裝設計的具體要求，替換傳統落后或欠缺的工裝設計方式，已經成為該領域未來發展的基本趨勢。采取各項措施，積極推動數字化工裝設計技術的發展，已經成為新時代背景下的重要內容，不僅為工裝標準化工作帶來了許多機遇，也帶來了許多挑戰。在此背景下，數字化工裝設計過程中的標準化工作主要囊括如下方面：工裝設計規則規范化，工裝設計計劃管理規范化，工裝設計質量規范化，基于工裝設計的標準件數字化。

針對這些標準化與規范化工作，從基礎層面來分析，就是數字化工裝設計架構中的基礎保障，但需強調的是，在整個數字化工裝設計體系當中，需給予持續性地完善與優化，不斷地摸索與跟進。為了能夠更好地做到這一點，無論是在數字化工裝設計的規劃階段還是實施階段，均從如下方面著手，進行相關標準化工作的構建與完善：①構建實用且高效的三維數字化數模，借此完成工裝設計規范的制定；②構建優質化的工裝，積極建設符合當前需要的三維數字化標準件數模庫，向工裝設計人員提供其中較合理的方案以開展工裝設計，以此促進工裝設計效率的提升；③制定工裝工程數據管理規范，促進工裝工程數據管理質量的提升；④采取各項有效措施，促進工裝設計技術、質量和效率的提升，并加大工裝相關課題研究深度與廣度。

2 工裝設計及質量控制規范的制定

2.1 已處于應用狀態的工裝設計規范和質量控制規范

（1）專業部分。地面設備通用設計規范，飛機裝配夾具制造與安裝規范，機加、鉗焊夾具設計制造規范，試驗設備通用設計規范，模具設計及制造規范等。

（2）基礎部分。工藝裝備設計質量控制，工藝裝備圖樣繪制規定，工藝裝備圖樣更改規定，工藝裝備訂貨技術條件的編制規定等。

2.2 正處于制定與試用狀態的數字化工裝設計規范

現階段，許多單位已經積極推動數字化產品的設計工作，比如某飛機設計部門，其結合自身需要，采用當前比較常用且先進的無紙設計技術，通過系統化權衡，對傳統的圖紙設計實施有針對性與目的性的改造，為數字化工裝設計工作的高效開展提供切實保障與思路，推動其持續性、健康化發展。工裝設計部門在設計數字化工裝時，可根據現實情況及需要，調用產品數字化數模，以促進工裝設計速度、質量的不斷提升。另外，為了能夠與數字化設計與制造技術的各項需要相匹配、相適應，工裝設計從之前的二維平面設計向三維數字化設計轉變；為了更好地開展此項工作，專門構建了融合多專業、彼此間協調的三維標準件實體庫，方便設計人員隨時使用，不僅縮短了工裝設計周期，而且提高了工裝設計質量。構建覆蓋廣泛的網絡體系，為相關科研生產工作的開展創造良好的環境；為了能夠最大程度提升工裝設計計劃管理水平，工裝設計部門還專門構建了相關網絡，用于工裝訂貨信息的接收，并構建了實用化程度高的數據庫。

為了更加高效地進行數字化工裝設計，制定如下管理規范：①制定產品數模調用管理規范，管理專門構建的產品數模調用記錄數據庫，對需要調用產品數模的設計人員，需始終秉持產品數模調用登記制度，為產品數模使用情況的有效追蹤提供方便，并切實提升工裝設計質量；②制定工裝設計圖庫與管理規范，管理已經設計完成的工裝圖庫，為了能夠更好地進行管理，要求工裝設計人員依據產品的類型差異構建工裝圖庫，統一管理工裝圖樣文件，準確記錄已完成工裝設計的各類工裝文件信息，如設計人員姓名、入庫時間等，為統一化調用與管理提供切實方便；③制定工裝圖樣更改管理規范，管理已入庫工裝圖樣文件的調整或更改，內容為換版圖紙發放表、填寫工裝工程圖樣更改等，指派專人從數據庫中調用圖像文件，借助網絡向申請人發送，完成更改工作后指派專人實施入庫消零工作，并且根據現實需要，對時間進行更改。通過制定上述管理規范，可更改工裝圖樣，并對其進行跟蹤管理，以此為工裝設計質量的提升提供切實保障。另外需要指出的是，為了能夠便于記錄工裝更改情況，可選擇VF（Visual FoxPro）編制數據庫，其有著比較強的綜合實用性。

2.3 已處于完成狀態的數字化工裝設計標準

（1）產品工裝工程數據管理通用要求。此標準以產品數字化工裝設計過程中的工裝工程數據管理為對象，圍繞其制定各項通用規范或要求。內容為：產品數模管理及生產訂貨管理等，產品工裝工程圖設計信息的備份、儲存及輸出管理，更改航空產品工裝工程圖方面的管理與控制。

（2）以CATIA 工裝模型為基礎的預裝配及其與產品模型之間的協調要求。此規范多以CATIA 軟件平臺為基礎，其與產品模型間存在十分緊密的協調關系，能夠接觸設置各項參數，為工裝數字化預裝配的協調質量的提升及規范化處理提供保障。內容為：數字化預裝配的規定，數字化預裝配的階段定義及各項要求，工裝數字化預裝配的各項基礎要求，預裝配模型檢查及空間協調分析的相關要求與類型等。

（3）產品工裝分類及標識。此標準依據產品工裝的具體類型，依據相關使用要求、需求，實施分類，并且依據代碼的不同，制定與之相對應的標識，以此為工裝的分類與標識代碼提供依據，為更好地開展異地協同工裝設計工作提供方便。內容為：機械加工及焊接工裝名稱，非金屬件工裝、鈑金沖壓工裝及地面支援設備的名稱、代碼等。

3 結語

探討了標準化工作在數字化工裝設計技術中的應用情況，其中部分工作已處于構建與完善階段，一些處于規劃、設計階段。從基礎層面分析，應用數字化工裝設計技術，能夠為相關產品的設計、制造提供方便與依據，有助于整個設計、生產工作的高效化開展，但需說明的是，此方面仍有一些欠缺的地方，需要持續地挖掘與探索。隨著此領域的持續完善，其應用前景將會更加廣闊。