飛機(jī)綜合保障數(shù)據(jù)集成管理分析

喻延龍

摘 要：為了適應(yīng)現(xiàn)代化飛機(jī)制造產(chǎn)業(yè)管理工作的需要，提高飛機(jī)生產(chǎn)制造效率及裝備數(shù)據(jù)的共享性、繼承性，本文就飛機(jī)綜合保障數(shù)據(jù)集成管理策略做了簡(jiǎn)單分析，旨在為同行工作提供參考。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)；數(shù)據(jù)管理；集成管理

飛機(jī)是當(dāng)今交通運(yùn)輸行業(yè)的主要交通工具之一，其匯集了當(dāng)今各種高新技術(shù)，可以說(shuō)是人類當(dāng)今工作科技發(fā)展支柱，航空產(chǎn)業(yè)也因此成為當(dāng)今各國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)力的體現(xiàn)依據(jù)。就我國(guó)而言，航空產(chǎn)業(yè)的興起也帶動(dòng)著材料產(chǎn)業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)及電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。在飛機(jī)裝備綜合保障的分析與設(shè)計(jì)工作中，可靠性維修性保障性分析已成為關(guān)注的焦點(diǎn)。文章通過(guò)分析飛機(jī)數(shù)字化裝備數(shù)據(jù)集成管理的內(nèi)涵，提出了具體的實(shí)施方案。

1 飛機(jī)綜合保障數(shù)據(jù)集成管理

飛機(jī)是一個(gè)集機(jī)械、電子、通導(dǎo)、武器等多種裝備及技術(shù)的綜合體。在使用過(guò)程中如何保持飛機(jī)的最大系統(tǒng)效能，以最少的投入來(lái)保障各裝備的安全可靠的運(yùn)行一直是各級(jí)部門(mén)以及裝備使用和維修管理人員追求的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，要進(jìn)行有效地綜合保障，必須要有能描述裝備狀態(tài)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，要有大量的有效信息用于分析與決策，這就涉及到數(shù)據(jù)的集成管理。即數(shù)據(jù)是各種保障方案得以執(zhí)行的前提。

飛機(jī)數(shù)字化裝備數(shù)據(jù)是飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)、制造中所使用的制造數(shù)據(jù)的總稱，它包含了工程數(shù)據(jù)、裝配工藝數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)及檢驗(yàn)數(shù)據(jù)等多個(gè)領(lǐng)域。其中工程數(shù)據(jù)主要指的是工程設(shè)計(jì)部門(mén)所發(fā)布的有關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品物理性能、功能及設(shè)計(jì)方面的數(shù)據(jù)。裝配工藝數(shù)據(jù)指的是飛機(jī)是數(shù)字化裝配中所生成的各項(xiàng)工藝信息流。資源數(shù)據(jù)則是飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)當(dāng)中所生成的基本信息，其中包含了材料信息、設(shè)備庫(kù)信息、人員配置信息及工具庫(kù)等。檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，它隨著裝配業(yè)務(wù)流程的開(kāi)展而不斷變化，其中包含了檢驗(yàn)測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)裝置數(shù)據(jù)、數(shù)字化測(cè)量設(shè)備得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及誤差分析數(shù)據(jù)等。

2 以數(shù)字化為核心的裝配技術(shù)

飛機(jī)裝配的關(guān)鍵在于要協(xié)調(diào)和解決好系統(tǒng)件裝配過(guò)程中的互換問(wèn)題，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)裝配的科學(xué)合理。數(shù)字化裝配技術(shù)是一種能提高產(chǎn)品質(zhì)量、適應(yīng)快速研制和生產(chǎn)、降低制造成本的技術(shù)。數(shù)字化裝配方法不僅包括了傳統(tǒng)數(shù)字化裝配概念中工裝的設(shè)計(jì)、制造及裝配的虛擬仿真等，還包括了如柔性裝配、無(wú)型架裝配等自動(dòng)化裝配方法。飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)是數(shù)字化裝配工藝技術(shù)、數(shù)字化柔性裝配工裝技術(shù)、光學(xué)檢測(cè)與反饋技術(shù)、數(shù)字化鉆鉚技術(shù)及數(shù)字化的集成控制技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用。數(shù)字化裝配技術(shù)在飛機(jī)裝配過(guò)程中實(shí)現(xiàn)裝配的數(shù)字化、柔性化、信息化、模塊化和自動(dòng)化，是將傳統(tǒng)的依靠手工或?qū)Ｓ眯图軍A具的裝配方式轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的裝配方式，將傳統(tǒng)裝配模式下的模擬量傳遞模式改為數(shù)字量傳遞模式，因此要首先明確以下概念：

2.1 協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。

協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度描述的是兩個(gè)系統(tǒng)件相互配合的實(shí)際尺寸和幾何形狀的匹配程度，符合程度越高該值越大。由此可見(jiàn)，采用的先進(jìn)裝配技術(shù)必須能夠提高不同系統(tǒng)件之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。

2.2 關(guān)鍵特性

關(guān)鍵特性是指那些能夠影響飛機(jī)系統(tǒng)件之間協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的過(guò)程特性、零部件特性以及材料特性。它是由具體的計(jì)量和計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)衡量的，并根據(jù)數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的特性樹(shù)從而指導(dǎo)飛機(jī)裝配。

2.3 基于數(shù)字化標(biāo)工定義的互換協(xié)調(diào)方法

數(shù)字化協(xié)調(diào)方法是一種建立在數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)工裝定義上的協(xié)調(diào)互換方法，也即是常說(shuō)的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)工裝協(xié)調(diào)方法，它能夠保證組件和產(chǎn)品部件、產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝裝備、工藝裝備之間形狀和尺寸的協(xié)調(diào)互換。數(shù)字標(biāo)工協(xié)調(diào)法的實(shí)現(xiàn)依賴于測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)字化制造以及數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)，利用數(shù)控成形加工出定位元素。在進(jìn)行工裝制造時(shí)，通過(guò)室內(nèi)GPS、數(shù)字照相測(cè)量、電子經(jīng)緯儀、激光跟蹤儀等數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制測(cè)量，建立相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)從而直接比較3D模型定義數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，達(dá)到驗(yàn)證產(chǎn)品是否合格的目的。

3 裝配數(shù)據(jù)集成模型

飛機(jī)數(shù)據(jù)裝配之中需要大量的數(shù)據(jù)信息，這些信息在各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間要及時(shí)互通共享，此時(shí)集成數(shù)據(jù)則能有效的保證業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流的互轉(zhuǎn)。在飛機(jī)裝配中，數(shù)據(jù)集成模型的構(gòu)建主要從以下方面入手。

3.1 系統(tǒng)集成框架的建立

集成框架指的是在分布式、異構(gòu)的計(jì)算機(jī)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)信息集成、功能集成及過(guò)程集成的軟件系統(tǒng)，這一環(huán)節(jié)通常都是以PDM作為集成平臺(tái)，將CAD、CAPP、ERP、MES作為數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)外信息的共享與互通，使信息流處于有效、有序、可控的狀態(tài)。這種集成框架是以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐平臺(tái)來(lái)完成文檔管理、項(xiàng)目管理和配置管理等任務(wù)。

3.2 裝配數(shù)據(jù)集成實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 數(shù)字化裝配工藝的設(shè)計(jì)

數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是基于模型的定義（MBD）技術(shù)，即用集成的三維實(shí)體模型來(lái)完整表達(dá)產(chǎn)品定義信息，作為唯一的制造依據(jù)。MBD技術(shù)根據(jù)數(shù)字化定義規(guī)范，采用三維建模進(jìn)行數(shù)字化產(chǎn)品定義，建立起滿足協(xié)調(diào)要求的全機(jī)三維數(shù)字樣機(jī)和三維工裝模型。工藝人員可直接依據(jù)三維實(shí)體模型開(kāi)展三維工藝設(shè)計(jì)，改變了以往同時(shí)依據(jù)二維工程圖紙和三維實(shí)體模型來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品裝配工藝和零件加工工藝的做法，依據(jù)數(shù)字化裝配工藝流程，建立三維數(shù)字化裝配工藝模型，通過(guò)數(shù)字化虛擬裝配環(huán)境對(duì)裝配工藝過(guò)程進(jìn)行模擬仿真，在工藝工作進(jìn)行的同時(shí)及飛機(jī)產(chǎn)品實(shí)物裝配前進(jìn)行制造工藝活動(dòng)的虛擬裝配驗(yàn)證，確認(rèn)工藝操作過(guò)程準(zhǔn)確無(wú)誤后再將裝配工藝授權(quán)發(fā)放，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)使用和實(shí)物裝配。在工藝模擬仿真過(guò)程中還可生成裝配操作的三維工藝圖解和多媒體動(dòng)畫(huà)，為數(shù)字化裝配工藝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提供依據(jù)。

3.2.2 框架系統(tǒng)之間的集成

現(xiàn)階段的裝配數(shù)據(jù)是在數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)上，以PDM作為集成平臺(tái)，這一集成方式包含了封裝模式、接口模式、內(nèi)部函數(shù)調(diào)用模式、中間交火模式和中間數(shù)據(jù)庫(kù)等，是根據(jù)數(shù)據(jù)類型、信息操作分類及存儲(chǔ)方法再結(jié)合管理流程、開(kāi)發(fā)成本形成的一套系統(tǒng)集成模式。

（1）CAD與PDM集成

CAD與PDM之間的信息集成利用接口連接的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，CAD系統(tǒng)將產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。零件信息及時(shí)、準(zhǔn)確的反映給PDM系統(tǒng)，確保了兩個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致性，另外通過(guò)PDM系統(tǒng)內(nèi)部借口，將這些文件批量導(dǎo)出并存儲(chǔ)到PDM系統(tǒng)中，讀取零件相關(guān)信息，且生成BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)，與三維模型、文件等信息一一對(duì)應(yīng)。

（2）CAPP與PDM集成

CAPP與PDM系統(tǒng)之間的集成采用了接口與緊密集成混合的繼承方式，是通過(guò)DELMIA作為系統(tǒng)核心，以PPR-HUB作為存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)集成產(chǎn)品的相關(guān)信息和工藝資源，為產(chǎn)品裝配各階段工藝人員使用提供了最新、最真實(shí)的數(shù)據(jù)資料。

結(jié)束語(yǔ)

伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，裝配企業(yè)的信息集成勢(shì)在必行，本文通過(guò)對(duì)飛機(jī)綜合保障數(shù)據(jù)集成管理分析，旨在通過(guò)建立統(tǒng)一裝配數(shù)據(jù)模型，達(dá)到信息共享與交換的目的，但由于飛機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性，這一方案還有待進(jìn)一步的探討與研究。

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