航空發動機生產過程設計制造協同研究與應用

黃炯 陽為民 申宇翔

摘要：航空發動機工業是航空事業發展的重要一環，同時也具有知識和技術密集，高風險和投入等特征，需要各個不同學科專業領域之間的配合，為了切實加強國際競爭力，需要重視航空發動機的生產過程設計與制造協同的結合。闡述設計制造協同在航空發動機生產過程設計的優越性以及制造協同的基本流程，還有在實際運用中的具體實踐。

關鍵詞：航空發動機;生產過程設計;制造協同;有效措施

引言：

信息技術的發展促使航空發動機也逐漸呈現數字化特征，從其他領域的數字化水平來看，飛機行業的差距較為明顯，最突出的就是設計所與制造成的分離。通過協同流程來構建協同制度，制造出能夠并行介入的發動機并開展相應的實踐，突破傳統的發動機串行模式，以達到設計過程與制造過程相互融合的目標。

一、設計制造協同在航空發動機生產過程設計的優勢與特點

在航空發動機領域中，不僅需要有最新的系統和技術，還要有科學的制造方法和生產流程。在設計航空發動機前期，要創建制造協同團隊，依托協同工作分享平臺，鼓勵各個部門充分參與到過程設計中來，在設計發動機過程中實現信息共享，并且做好對產品設計各方面的審查工作。不僅能夠保證航空發動機產品的可塑性以及可維護性，防止后期產品不合格導致返工，對產品的結構、工藝多樣化等進行研究，不斷推進新的技術材料和工藝水準的進步，減少不必要的支出成本。相關部門人員必須要建立起具有自身特點的設計制造協同流程，要及時總結實踐經驗，協調好有關技術部門，確保信息溝通交流與及時反饋。較于傳統的設計制造協同流程，主要有以下幾個特點：第一，能夠提前介入設計過程做好生產準備，有效銜接各個獨立環節。第二，設計制造協同需要大量的數據，傳輸設計數據可以分批也可以隨機、單點傳輸，有效節約了傳輸時間，幫助工作人員對數據信息能更精準的處理和定位。第三，協調研制團隊。在航天發動機產品的研發過程中，要涉及到各類不同的部門，消除各個部門之間的隔閡壁壘，盡可能縮短產品研發周期，減少生產過程中的支出成本，從而能更好地創建設計制造協同流程體系。當前我國的航空發動機設計制造仍然使用傳統的串行模式，這導致在各個部門在進行信息相互傳輸中無法提高傳輸效率，并且還會產生較高的成本影響了生產效率，因而要注重傳統模式方面的創新。

二、航空發動機生產過程設計制造協同的基本流程

航空發動機的設計制造協同工作主要有三個流程。一、預發放相關涉及數據和會簽工藝。如果時一些耗費時間久的零部件，需要提前將設計數據通過協同工作平臺發放至相關的制造部門，之后負責工藝的部門則根據傳輸的數據來對產品進行工藝設計，負責制造的廠商對于設計數據只能讀取不能自行修改，后期問題意見反饋時通過服務器來告知相關部門，流程如圖。

二、數據的發放流程。在數據結束之后，依據協同工作平臺的相關標準規范，承制廠接收發來的設計數據以及其他文件。三、工程更改流程。具體包括相關信息反饋、更改請求批準等。要更改產品的數據主要有兩種方式。第一種方式是主動改變設計，首先由設計來提出更改的需求再向制造廠傳遞，制造廠在接收到數據之后，按照規定的流程來實現在更改過程中的閉環管理。第二種方式是被動改變數據。與之前的更改過程是反過來的，先由制造廠來發出更改需求信息至設計部，后期的更改程序是完全相同的。

三、提升航空發動機生產過程設計制造協同的有效措施

（一）強化數字化設計，建立業務流程模型

在航空發動機的設計制造協同工作的過程中，要通過設立業務流程模型來對其協同工作中的信息數據進行監督管理和環節優化，設立數字化業務流程是保證設計制造協同工作開展的基礎和關鍵，借助優化設計制造協同工作平臺流程的契機，為后期的工作運轉和提供平穩的運行平臺，要建立數字化的流程控制因素主要有以下幾個方面，一是發動機的設計數據是否成熟，要嚴格根據不同的數據成熟度來將數據發送至制造部門，并且要有一定的發放規則和具體規范內容，便于后期工作的開展。二是要注意建立合法合規的發放流程，將產品設計活動控制與規則相結合，確保所使用的數據信息是正確無誤的。

（二）建立制造模式下的組織管理機制

設立產品并行的開發管理機制是確保參與人員協同工作的有力保證，不僅能夠幫助流程有效持續運行，還能夠實現航空發動機整個流程的優化。但是在設計中如果采取了并行策略，則會造成大量數據信息的交互頻率，大大增加了傳輸過程中各種的不確定性，因此要建立合理的協調機制，對于設計過程中重要的數據進行嚴格的控制和約束，并且學會利用多樣化的手段方式來解決和協調問題，比如在設計過程中常常會出現設計部門、制造部門等之間的矛盾問題，就要運用各種手段積極進行協調，處理好數據偏差問題。

（三）建立共享與集成信息平臺

設計制造協同工作不僅僅是為了給用戶提供各項設計數據的工具，也是處理和集成不同數據，實現數據共享的有力工具，為了更好地滿足客戶多樣化的使用需求，嚴格遵循各項制度規定來嚴控數據信息的共享集成。另外關于制造廠的產品工藝等數據可以利用技術手段來達到數據共享的目標，如果有需要時還可以直接下載到本地便于后期查看借鑒。設計部要依據成熟度的模型將產品發送到共享區域可以設置成定期發送，工作人員根據不同的工作需求，并且結合當前產品的設計現狀，能夠自定義適合的相關流程，節省了時間成本，也極大地幫助了工作人員可以盡快投入到產品工藝工裝設計工作中去，盡早的參與到過程中可以對其進行可制造性分析。

四、結束語

國際經濟形勢的變化推動了航空發動機行業的發展，并且對航空發動機的研制提出了更高的要求，因此需要突破傳統的設計制造模式，進一步實現航空發動機設計制造和管理的一體化目標，同時遵循制造協同的方法模式，盡可能地縮短研制產品周期，切實增強航空發動機的核心力和創新力。

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