飞机工艺装备设计集成技术研究

飞机工艺装备设计集成技术研究

田经纬

中航飞机股份有限公司 陕西省西安市 710089

摘要：工艺装备是飞机制造过程中一个非常重要的环节。提出大数据环境建设的研究智能的集成系统工艺设备设计、收集、整理飞机工艺装备设计和制造过程中各种各样的经验和知识,建立相应的数据库,知识库,为了提高技术和设备开发过程标准化、快速、智能和多样化。

关键词：工艺装备知识；集成系统；知识库；规范化；智能化

过程设备知识是在飞机过程设备的工程设计、生产准备、制造和管理活动中涉及到产品全生命周期的知识。飞机工艺装备知识数据数量庞大，具有复杂性、不确定性、动态性和多样性(包括文本、图像、音频、视频等形式)，给工艺装备知识管理带来很大困难。现代飞机更新速度同时,飞机的发展已从过去单一的物种相同类型的系列飞机,一个模型来得到一些修改或面向发展,生产是基于单架次的方式,形成工艺设备也应该有一些修改或面向发展的,如果仍然按照传统的方法是进行以手工方式为主平面工艺设备设计工作,势必造成工作的重复，导致效率低下，甚至出现不必要的错误。

一、当前航空公司生产工装管理情况

飞机制造技术与装备标准化是指飞机制造过程中的标准设计、设备参考、加工工装标准化、工装管理标准和工装使用标准。航空公司在我们国家,一般成立于1950年代,当飞机少,生产线上的各种模型可以产生同时,此外,除了国内飞机制造,还承担外国民用航空器部件分包项目,国际先进的空客飞机,如波音系列,包括水平尾翼,垂直尾翼等等,都将由分包生产产量。波音集团的分包生产业务量较大，因此，国内航空公司需要不断扩大生产线，以满足新的生产形势的需要，成型磨具和胶合磨具，推动工装在生产线上不断扩大生产规模。据统计，在航空行业中飞机零部件的生产中，钣金件在成型车间占到公司总体生产的总数，几乎占据了整个车间生产面积的一半以上，全部在车间的生产线上。由于管理不善，车间模具较多，造成严重的损坏和损坏。

二、国外先进飞机制造工艺装备标准化设计经验

1.在生产现场，制定摆放的管理制度，例如金属结构的胶结制造用品，在厂房内摆放，要具备基体结构的基本模式，将胶合夹具进行分类摆放，生产线上的重铲车，要进行标准的工作通道的设置，不是夹具配备专用推车不能进场，生产线上的吊车、铲车等要有摆放架，摆放上井井有条、整整齐齐。通过事后的财务计算，发现采用中等标准的平台式摆放，利用平台式的胶合夹具，能够将生产效率大大提高，夹具的制造费用也能够相应降低。

2. 采用工装部门管理标准制定的方式，国外先进的飞机零部件制造管理方法的出台，有利于生产线的标准化管理。大型的胶合夹具和成型的模具，吊环下都设置了工装的摆放架，在底部结构的侧面，保证了高空起吊的时候不会损坏工装的顶部模板，作为脚轮的支撑件，大型的胶合焦距和成型模胎，采用铲车其中搬运的方式，在工装设计的时候，胶合夹具上供铲车使用的起重槽，采用标准化学安装的方法，避免了脚轮支撑件的安装。

三、飞机工艺装备设计集成技术

1.建设方案。飞机零部件装配过程设备设计、平面工艺设备设计过程的深入分析,综合应用知识工程和其他基本理论、过程设备知识表示、推理、应用系统等关键技术研究,民用航空器的发展的基础上,集成平台系统设计智能制造设备的知识,提高工艺装备设计的自动化和智能化水平，使其成为飞机数字化制造的重要支撑。要实现以下目标:(1)工艺设备设计的标准化。建立各类信息数据的统一的术语,符号、编码,和文件格式,包括工艺设备信息标准化、工艺设备的内容标准化、规范化、标准化的工艺设备资源工艺设备参数和典型工艺设备程序,基于规则的设计者在设计过程中,与此同时,你可以尽量避免人为错误,提高设计质量和效率。(2)快速工艺设备设计。开展工艺设备标准化和工艺设备基础数据的编制，积累大量标准工艺或典型工艺，进行产品分类和编码，形成快速设计的数据基础。(3)智能化工艺设备设计。对工艺和设备知识进行分类、整理和保存，建立知识关联模型，并可以利用这些知识给工艺和设备设计者一些更合理的选择，从而大大降低劳动强度。(4)工艺设备设计多样化。工艺设备文件种类繁多，数据类型多样，处理符号不同。在统一的大数据设计环境中，可以对这些设计信息进行无差别处理，对后续工艺设备设计信息的表达形式实现持续支持。

2.实施方案。智能飞机制造工艺装备设计知识集成平台系统围绕工艺装备的全生命周期，其实施主要包括四个阶段。(1)飞机制造工艺和设备设计知识的分类收集和分析。过程设备数据分为四类:过程设备基础知识、过程设备设计知识、过程设备管理知识和过程设备智能知识。然后对工艺装备设计知识进行分层分析，建立工艺装备设计知识分类标准。工艺设备知识库。它主要包含一个合格的设计师需要掌握或理解的基本内容。包括飞机制造工艺和设备知识，相关软件手册等。工艺设备设计知识库。它是整个数据库的核心内容，主要包括工艺设备设计过程中所需要和生成的工艺设备文件。包括大量标准工艺设备或典型工艺设备、工艺设备技术准备工艺、零部件加工/制造工艺能力等。工艺设备管理知识库。主要包括工艺设备数据管理所需和生成的数据库。包括工艺设备的工艺管理、配置管理、工艺质量管理。工艺和设备知识库。主要针对新工艺、新材料、新工艺等进行研究，意在与时俱进。包括并行设计和先进制造技术、复合材料技术和设备。

3.飞机制造工艺装备设计知识的标准化表达及相关模型的建立。(1)工艺设备设计知识的标准化表达。通过资源分类和资源的标准化描述,获得知识可以用一个数据结构,可以表示认可和接受的电脑,这有利于实现各种各样的统计和汇总工作,所以工艺设备可以有效地使用和管理知识。(2)建立飞机制造工艺与装备设计知识关联模型。从不同的角度找出各种工艺设备知识与各种工艺设备知识之间的内在联系。考虑到不同工作流阶段的独特的特点在产品设计过程中,建立了相关关系根据工艺设备数据之间的映射规则,形成一个有机整体,完成知识的传递和转换过程中工艺设备的设计。

3.飞机制造工艺装备设计知识的检索与推送技术。(1)知识检索。潜在的可用的知识将从知识库中检索过程设备自动或通过人机交互,根据相似性评估标准和评估来确定一些候选人的知识,以便设计师可以快速定位的知识他/她担心根据他/她的专业和方便用户找到他/她关心的知识。(2)知识推动。本文对工艺设备问题的描述进行结构化分析，提取结构化的语义信息(如设计案例、设计规则或设计规范等)，然后根据解决此类问题的有效性对找到的多个知识项进行排序，完成知识的自动推送。

4.智能飞机制造工艺与装备设计知识集成平台系统开发。智能建筑民用航空器制造工艺和设备设计知识集成平台系统、工艺设备设计知识存储、查询和维护,以及其他功能,并集成工艺设备设计、过程模拟、制造执行系统,通过飞机实现工艺设备设计、制造和管理整个生命周期的知识共享活动。通过系统后台对数据系统的数据进行访问和调用，可获得技术术语、方法参数、材料性能、制造设备等资源。

工艺设备设计是一项技术性很强、经验性很强的工作，涉及的信息广泛，与具体的生产环境和个人的经验水平密切相关。本文通过构建大型飞机数据环境智能生产过程设备设计的集成系统,可以提供更好的手段和方法使设计人员的知识和经验,避免企业知识资源的浪费和损失,并提高过程设备设计的效率和自动化水平,具有实际应用价值。

参考文献：

[1]朱建.飞机装配型架制造安装CAPP系统报表平台的研究与开发[D].北京航空航天大学,2018.

[2]李刚.民用飞机工艺装备设计集成技术探索[D].哈尔滨工业大学,2018.