協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)組(IPT)在飛機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要:數(shù)字化時(shí)代的進(jìn)步就在于復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，采用先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)對(duì)零件產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化加工可以有效提高生產(chǎn)效率，而協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)組(IPT)可以大大縮短設(shè)計(jì)與制造的周期，本文主要論述了并行工程在飛機(jī)設(shè)計(jì)中的重要應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì) 數(shù)字化 并行工程

中圖分類(lèi)號(hào):TH122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098x(2012)04(a)-0026-02

隨著數(shù)字化時(shí)代制造數(shù)據(jù)集的應(yīng)用，大大減少了繁瑣的樣板加工過(guò)程，我們通過(guò)采用先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)對(duì)零件產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化加工。目前，數(shù)字化時(shí)代的進(jìn)步就在于復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，為了更好的把握制造數(shù)據(jù)集的應(yīng)用，現(xiàn)代技術(shù)正逐步進(jìn)入?yún)f(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)代，即IPT(Integarted Product Team)，意為協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)組，是并行產(chǎn)品定義階段所采取的聯(lián)合設(shè)計(jì)組織形式。

1 波音的并行工程應(yīng)用情況

波音(Boeing)公司在波音777上全面使用無(wú)紙?jiān)O(shè)計(jì)制造技術(shù)和并行工程的理念，極大地縮短了設(shè)計(jì)制造周期，減少了工程更改，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得成功。該成功范例對(duì)于全球的航空制造企業(yè)都具有非常大的示范作用。該公司在777項(xiàng)目中實(shí)施并行工程理念時(shí)，成立了238個(gè)集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)(IPT)，有關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的所有問(wèn)題都在IPT內(nèi)部協(xié)商解決。由于制造提前介入設(shè)計(jì)過(guò)程，減少了制造返工和工程更改的數(shù)量，保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的一次成功。

2 IPT的組成及分工

我們不難看出，所謂的IPT就是一個(gè)由少量能力互補(bǔ)的人員組成的小組，在這里所有成員被委托以共同的目的、行為目標(biāo)和工作方法，并相互負(fù)責(zé)[1]。從而，完成一項(xiàng)甚至是數(shù)項(xiàng)大的生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)。其中IPT主要有四個(gè)基本屬性:①承擔(dān)有限的任務(wù);②由具有多種交叉能力的成員組成，其中包括參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段的核心成員組;③具有可定義和可度量的輸出;④有唯一的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)。

協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)組的建立不僅僅要求上面這四個(gè)基本屬性的存在。同樣IPT組織規(guī)范中最需要解決的問(wèn)題是成立IPT的動(dòng)因、團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)、團(tuán)隊(duì)成員及工作過(guò)程和方式，以及與成員原來(lái)組織單元的關(guān)系等。這些是實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中必然碰到的問(wèn)題，我們通過(guò)在大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)并開(kāi)始逐步的完善規(guī)則，以便指導(dǎo)IPT在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生命周期中的運(yùn)作。

3 IPT工作在國(guó)內(nèi)航空制造業(yè)的應(yīng)用

往往對(duì)于一種飛機(jī)型號(hào)的開(kāi)發(fā)，我們需要形成一個(gè)IPT群體來(lái)承擔(dān)不同部件的開(kāi)發(fā)工作。針對(duì)我國(guó)航空工業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況，使用IPT進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)到制造的一次成功，而不是飛機(jī)開(kāi)發(fā)工作的一次成功。目前，由于技術(shù)的限制，IPT在中國(guó)目前的引用配套過(guò)程并不是完全成熟。

我們現(xiàn)在面臨的最大困難和挑戰(zhàn)不僅僅是從飛機(jī)設(shè)計(jì)出來(lái)到生產(chǎn)出原型機(jī)。同樣在試驗(yàn)和試飛工作中我們自己的IPT工作還需要延續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，甚至是工作框架還不夠完善。因此，在中國(guó)航空工業(yè)技術(shù)相對(duì)完善的IPT生命周期僅到完成設(shè)計(jì)圖紙結(jié)束，并不涵蓋整個(gè)飛機(jī)開(kāi)發(fā)的生命周期。盡管這樣，國(guó)內(nèi)基于IPT的應(yīng)用也非常廣泛，幾家大型飛機(jī)制造企業(yè)聯(lián)合生產(chǎn)飛機(jī)，不但加快了生產(chǎn)進(jìn)度，更能夠增加企業(yè)交流，謀求更深層次的發(fā)展。

4 模線樣板的設(shè)計(jì)中應(yīng)用的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

相對(duì)于IPT而言，應(yīng)用最廣泛的主要就是產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理PDM系統(tǒng)的應(yīng)用，即利用這個(gè)框架幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)、開(kāi)發(fā)過(guò)程以及使用者進(jìn)行集成與管理，從而更好的實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作的目的，加快工作效率。

在這里，我們著重介紹基于PDM系統(tǒng)下的子系統(tǒng)PLM在模線樣板中的應(yīng)用。相對(duì)于當(dāng)代的中國(guó)飛機(jī)制造業(yè)，仍然保留著對(duì)樣板和模線的設(shè)計(jì)與使用，為了能過(guò)更好的對(duì)其進(jìn)行合理的管理，一些大型飛機(jī)設(shè)計(jì)企業(yè)通過(guò)這種PLM(產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng))提供資料管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、查詢(xún)管理、郵件管理、類(lèi)型管理、工作流量管理等。

模線樣板設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為樣板的工藝圖和明膠板模線，傳統(tǒng)的樣板工藝圖是用手工繪制、手工簽審，樣板工藝圖和明膠板模線工人管理。在應(yīng)用PLM系統(tǒng)后，樣板的設(shè)計(jì)過(guò)程完全在系統(tǒng)中進(jìn)行，同時(shí)能過(guò)清晰地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和管理，并相應(yīng)建立與模線樣板相關(guān)的表單:樣板申請(qǐng)單、樣板工藝圖、零件劃線圖、樣板工藝單、樣板更改單、零件劃線圖更改單等，這些基于PLM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的管理，減少了大量的冗余信息管理時(shí)間。

對(duì)于專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)管理和模線樣板設(shè)計(jì)的中樞單位的數(shù)據(jù)工作流程主要有2個(gè)。

4.1 樣板或數(shù)據(jù)集申請(qǐng)單審批流程

①編制:由其發(fā)起申請(qǐng)單流程，并設(shè)定流程各節(jié)點(diǎn)會(huì)簽人員;②校對(duì):使用單位工藝室主任;③審查:工藝科或冶金科技術(shù)員;④設(shè)計(jì)單位(制造數(shù)據(jù)中心):數(shù)據(jù)室主任接到任務(wù)后利用“轉(zhuǎn)移接收人”功能將任務(wù)“轉(zhuǎn)移”給指定的設(shè)計(jì)員進(jìn)行任務(wù)的批準(zhǔn)或否決;⑤審查并批準(zhǔn);⑥分發(fā):數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)室主任接到任務(wù)后利用分發(fā)的功能給指定設(shè)計(jì)員。

4.2 樣板設(shè)計(jì)審批流程

①設(shè)計(jì):樣板設(shè)計(jì)員根據(jù)樣板申請(qǐng)單對(duì)工程數(shù)據(jù)集進(jìn)行模線及樣板的設(shè)計(jì);②校對(duì):樣板校對(duì)員;③審校:數(shù)據(jù)室副主任;④批準(zhǔn):數(shù)據(jù)室主任;⑤分發(fā):資料室打印工藝圖后下工段進(jìn)行樣板的加工。

建立在履行多種任務(wù)、行使內(nèi)部控制的工作團(tuán)體基礎(chǔ)上的企業(yè)，經(jīng)常能夠超越以個(gè)人、單一任務(wù)和受外部控制為基礎(chǔ)的組織形式。人們有能力決定自己的行為方法，而且團(tuán)體內(nèi)部控制比主管的外部控制更加有效，這就是IPT能產(chǎn)生高質(zhì)量、高效率的根本原因。但是航空企業(yè)IPT目前的運(yùn)作客觀上講并不完善。有些企業(yè)已經(jīng)實(shí)施的聯(lián)合工作組具有IPT的性質(zhì)，但僅局限在較小的范圍內(nèi)產(chǎn)生效益。

5 結(jié)語(yǔ)

因此，針對(duì)我國(guó)航空企業(yè)目前的實(shí)際情況，參考目前國(guó)際上流行的并行設(shè)計(jì)理論與方法，創(chuàng)造出適合我國(guó)國(guó)情的飛機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)組織與運(yùn)行管理模式，是目前航空業(yè)亟待解決的問(wèn)題。但是我們知道，中國(guó)的進(jìn)步、飛機(jī)的設(shè)計(jì)是有目共睹的，只要我們?nèi)w40萬(wàn)航空人的不斷努力與學(xué)習(xí)，中國(guó)的飛機(jī)制造業(yè)一定會(huì)蒸蒸日上，成為世界航空飛機(jī)制造企業(yè)的佼佼者。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭衛(wèi)東.虛擬樣機(jī)技術(shù)與ADAMS應(yīng)用實(shí)例教程[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2005，

[2] 何平滸，蔡力剛，李培根.CAPP開(kāi)發(fā)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2000(4).