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基于协同研制平台的构型管理技术

2017/7/7    来源:互联网    作者:张学林  陈俊辉  吴兴杰      
关键字:Windchill  构型管理  构型标识  构型控制  构型状态纪实  构型验证与审核  
利用当前航空企业的信息化环境,建立Windchill与CATIA之间的构型管理协同研制平台。在此平台上,把设计生成的产品EBOM通过LCA交互到Windchill环境下,实施产品构型管理的各个业务流程。通过对产品结构进行构型标识,构型信息的完善和构型项的划分,生成以构型项为主的构型结构树(CIBOM)。通过协同研制平台启动实施构型的更改管理和控制,并对构型的原始状态和构型的更改状态进行详细的记录和跟踪,以生产实践中产品的生产和装配来验证构型信息的一致性和规范性,在此环境下实现构型管理的各个业务流程的循环,最终实现无纸化构型管理。

    航空产品的特殊性,决定了飞机研制过程中产品的技术状态是一个动态的不断变化的过程,这也造成了当前航空企业实施产品构型管理的难度,如何充分利用企业所拥有的资源,顺利的实施好构型管理是当前航空企业构型管理所面临的一个问题。我国航空业虽然陆续制定了一批国家标准和行业标准,企业内部也制定了飞机型号构型管理实施的相关标准和指导性技术文件,但与国外先进的飞机公司已经实现无纸化的构型管理体系相比,还有相当大的差距。如何充分利用企业所拥有的资源,开展基于PDM平台的构型管理,建立完善的成体系的航空企业的构型管理系统,缩小和国外先进水平之间的差距是当前构型管理的一个关键问题。

    1 协同研制平台下的构型管理

    构型管理是一种技术和行政手段相结合面向产品全生命周期,以产品结构为组织方式,将各阶段产品数据关联起来并对其进行管理和控制,进而保证产品数据一致性、有效性和可追溯性的管理技术。构型管理主要由构型标识、构型控制、构型状态纪实以及构型验证与审核几个部分构成。利用目前多数航空企业所拥有的PDM 平台Windchill,然后与CAD设计软件CATIA建立协同研制平台,实施构型管理,以最大限度的利用现有的企业资源,降低企业实施构型管理所带来的成本,提高构型管理水平。协同研制平台的产品设计工作主要发生在CATIA软件,经过CATIA环境下的各个阶段产品设计工作最终完成产品的设计定型,当设计进行到详细设计阶段引入Windchill实施构型管理。设计定型的产品数据在LCA环境下映射生成产品结构树EBOM,通过LCA与Windchill的交互机制,完成Windchill环境下构型管理管理的全部业务流程,协同研制平台下的构型管理业务流程如图1所示。

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    图1 协同研制平台下构型管理业务流程

    2 协同研制平台下的构型标识

    2.1 构型标识

    一旦项目经过评审,根据工作分解结构和项目管理的细化程度,建立对应的产品结构。然后进行产品结构分解,把产品设计划分给各专业团队,在CATIA里面完成产品设计工作,并映射生成LCA环境下的产品EBOM。按照编写的构型管理计划以及零部件的相互独立的特性对产品的EBOM进行构型项的划分工作。通过总结研究所多年开展构型管理工作的编码体系,借鉴ATA规范,对产品结构树上的划分出的每一个构型项进行唯一的构型标识工作,最终生成构型结构树CIBOM,如图2所示。

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    图2 协同研制平台生成的构型结构树

    ICI是产品的顶层产品结构,对于具体指定的飞机型号来说是相对不变层。

    CI为构型控制项,是产品实施构型管理和控制的节点。

    构型配置方案CIS是CI控制下不同解决方案的多规格配置管理的集合。

    设计模块VCI是CIS满足具体配置要求下的设计解决方案,其中包括设计方案的完整信息(零件、模型、技术文档等)。

    2.2 构型信息

    产品的构型信息对应产品的每一个构型所包含的基本信息。这些信息包括产品定义信息和产品使用信息。其中产品定义信息包括产品的物理或功能的边界和接口以及实现产品物理或功能属性所必需的设计信息。产品使用信息则是使用产品所必需的信息、维护信息和处理信息。产品的使用信息从产品的使用和维护部门通过建立的协同研制平台返回到产品设计部门,然后由设计人员对应每一个节点的构型项,完善构型信息,在零件的设计信息之外再加上产品的使用信息。这样生成的CIBOM通过JDBC方式存储到Oracle数据库,作为实施构型管理的单一产品数据源贯穿整个产品的生命周期。单一的BOM也即单一的产品数据源,可以按照下游不同的用户的需求,进行分类、分列和输出,得到协调一致的各种视图,供不同的部门和供应商使用。

    3 协同研制平台下的构型控制

    构型控制主要是对飞机构型的更改管理,构型更改是指对产品及其构型信息的变更。

    3.1 更改的分类

    在构型管理的通用标准中,通常按照更改影响的大小将更改分为两大类,即主要更改(I类更改)和次要更改(Ⅱ类更改)。I类更改,即3F更改。是指影响到飞机模块、构型基线、形状(Form)、配合(Fit)、功能(Function)、互换性、成本、计划、安全等的工程更改;Ⅱ类更改,是指除I类工程更改以外的其他工程更改。原则上:I类更改需要变号,Ⅱ类更改需要变版。

    更改发生时,产品零部件可能的状态有四种,即未投产、已投产、已装机和已交付。如发生变号,对于已投产的或已装机的,如果可以让步,则从下一架次实施更改,本架次不做更改,本架次采用并行替代版次(新编号A,新编号A1)纪实;如果不能让步,则返修或重新制造,采用新编号依次变号。

责任编辑:张纯子
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