JET01多级高压压气机的设计设计协同过程 - 文章

JET01多级高压压气机的设计设计协同过程

作者：沈阳发动机设计研究所郝勇

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摘要：JET01多级高压压气机是国内企业同罗罗德国公司开展的民用发动机高压压气机设计合作项目，在JET01高压压气机的管理和设计中借鉴了罗罗德国公司的部分管理方法、产品研制流程以及设计准则。该高压压气机的详细设计由沈阳发动机设计研究所和中国燃气涡轮研究院在基于金航网的异地协同设计环境中共同完成。在协同工作中，制定了相关的设计标准、设计流程以及建模、制图的标准。同时，对以往的设计习惯、制图标准以及设计审批流程进行了相当大的改进。
本项工作得到了 UGS公司的技术支持。

引言：2000年国内企业同罗罗德国公司开展了民用发动机高压压气机设计合作，成立了“中德联合工程中心(Joint Engineering Team，简称JET)，并派出工程师赴德国接受培训，完成压气机设计软件的校核，合作设计民用发动机多级高压压气机(JET01高压压气机)，在JET01高压压气机的管理和设计中部分采用罗罗德国公司的管理方法、产品研制流程以及设计准则。通过大量的技术合作和交流，对罗罗德国公司的技术管理方法有了初步的了解，对其在公司产品发展中所发挥的关键作用体会至深。

本项目的目的是通过研究和建立一种基于数字化技术的跨地域协同设计平台，以JET01多级高压压气机的设计为对象，进行技术验证，实现100%数字化设计。

为实现异地设计协同，采用UGS公司的G-iMAN协同软件交换工具。该工具是UGS公司在Teamcenter Engineering(简称TC)软件的基础上开发的异地协同的产品数据管理系统。基于该软件系统为JET项目建立了一个异地协同工作平台，并在此工作平台上完成JET项目的设计工作。

1 设计流程

1.1 协同设计审批和发放流程

多厂所协同研制数字化技术应用是一种全新的研制模式，通过协同工作平台，实现多厂所产品数据的设计、共享、流程的控制以及并行工程的组织实施，这将使发动机设计/制造和工作流程发生根本性的变化，以满足协同研制的需求。

如图1所示，在JET01高压压气机的设计中借鉴了罗罗德国公司的设计审批流程，对过去采用的设计审批流程进行了相当大的改进，将审批流程进行了大大的简化，流程的缩短可以使零部件的定义在协同设计中进行的更加流畅，大大缩短零部件的定义在设计审批中的延迟，可以使相当一部分人脱离开详细的零部件定义过程，而更加专注于对项目的监控与掌握上。

图1 设计审批发放流程

在设计审批流程中，校对工作由一至三人完成，校对环节也包括了标准化检查的工作。为了使标准化的检查更加简单，在图样的设计中，尽可能的将标准化内容固化到图样中，使设计人员在设计中可以不必过多的关注标准化的问题。

1.2 工作环境及人员组织

1.2.1 工作环境

JET01多级高压压气机的设计分别在沈阳发动机设计研究所和中国燃气涡轮研究院完成。在两所建立基本相同的设计环境和工作模式。

工作环境

·PDM系统：IMAN 9.0
·CAD系统：UG NX3.0
·WORD系统：Office2000
·通过金航网，建立跨地域的网络互通。

1.2.2 人员组织

为了满足重新构建的设计审批流程的需要，分别在沈阳发动机设计研究所和中国燃气涡轮研究院的系统中建立JET项目小组，对角色与任务定义如下：

设计师：设计、校对；
主管设计师：审查；
项目负责人：批准；
系统管理员：系统管理。

为了满足所与所之间审批流程的要求，在本所系统中，应包括对方的相关人员。这些人员可以从本地直接进入对方系统，完成流程规定的任务。

2 数据的组织与管理

2.1 数据的组织

在JET01六级高压压气机的协同设计中对数据的组织规定如下：

a JET项目只建立一套文件夹结构，供所有工作人员共同使用；
c 项目组可以在原有的文件夹结构中增加所需要的文件夹；
d 用户可以根据自己的习惯组织工作文件夹，但共享的内容应遵照规范执行；
f 由系统管理员创建对外单位发布的文件夹，并将其发布到全局服务器上；
g 由接收单位系统管理员将其由全局服务器上下载到本单位的PDM系统中；
i 由接收单位档案管理员将接收的文件夹粘贴到本单位项目文件夹，将数据按档案管理标准组织；
j 由系统管理员按需要设置系统向全局服务器更新数据的时间间隔。

2.2 数据的管理

以罗罗德国公司的设计图样为蓝本，重新建立设计图样的标准，以统一的建模标准，采用UG，从三维模型设计，生成二维模型。

结构设计专业完成压气机零件、组件和部件的结构设计，提供生产用的数字化模型(工程图、3维模型、EBOM、相关的设计文件等)

a 规范、统一的文件组织形式，使所有工作人员可以方便的找到所需的文件。
b 对文件进行严格的状态和权限控制，并通过状态和权限对文件的读写权限进行控制，从而满足在文件形成的过程中各阶段不同的需要。
c 工作人员可以方便的对数据文件进行发布和发放，并自动生成发布通知。
d 工作人员可以方便的对会签意见进行汇总，形成会签意见文档。
e 可自动将外单位的会签人员名单写入UG二维图的标题栏。
f 为设计人员提供直接协调的工作环境。
g 具有异地产品数据的检索、传递和管理的能力，实现异地环境下的虚拟装配、浏览和协同工作。
h 可在系统中进行更改管理，并保证所有数据得到及时的更新，保证数据的一致性，唯一性。

3 JET01多级高压压气机的设计

3.1 图样制度

3.1.1 零组件编号

零组件(即图样)的编号，由JET01+“-DRW”+序号三部分组成。其中序号按照零件图、组件图、总图原理图分段划分为三部分。

3.1.2 图样要求

为了能够使设计图提供更多的技术信息，也为了能够尽量的减少设计人员的不必要动作，在JET01多级高压压气机的设计中对以往的图样标准做了很大的改进。

a 图框模板包括A0，A1两种，分区编号分为两种，从1至14、A至K，和从1至20、A至P；
b 零件和组件图框分别建立：
零件：建立基本标题栏(包括标识，零件名称等)，签署区(包括地区、设计审签、研制阶段等)。在上两个区之外包括图纸单位，未注尺寸公差，表面光洁度，以及相似部件参考的信息等。
组件：除零件图框包括的内容之外，还包括组合件明细表。
标准件包括：序号，零件编号，零件数量等；
c 字母要求：所有向视图、剖视图、局部放大图、需要明确指定的孔、面、尺寸等对象，要使用特定的字母标识。图形中标注的设计基准代号也是从字母A~Z的顺次排列，将所有使用过的基准代号依次列在图框中，并表明该基准在图纸中出现的位置。
d 线形：所有线形采用同样宽度，并去掉剖面线；
e 图纸的打印：所有输出为A4，对于未发放图纸的打印应在图纸右下出现临时打印的水印，对于发放的图纸应出现发放或最终的水印；
f 在图框外不得有多余信息；
h 在A4输出时，在左图框外应有打印比例；
i 为了在A4输出的情况下显示清晰，可以大比例放大图纸比例，或增加页数，页数不限，并在标识中容易辨识所在页码。

3.1.3 具体示例

图2所示，为JET01多级高压压气机其中的一个零件图。

图2 零件图

图3所示，为JET01六级高压压气机其中的一个组件图。

图3 组合件图

组合件中零组件用顺序号标出，如图4所示，然后在图纸左上角列出明细表，这样可使组合件图纸中的信息更加丰富，阅图人也不必再根据相应的图号查询目录或是图纸得知组合件中的零件的有关信息。

零组件在上级装配件图中的标识采用如下方法，见图4：

图4 零组件在上级装配件图中的标识

3.2 零组件属性表

如图5所示为JET01高压压气机零组件属性表

图5 零组件属性表

3.3 设计的一般情况

由以上内容可以看出JET01多级高压压气机的设计与以往有较大的区别，在图样制度，设计流程上都有较大的改变，这也是为了更好的适应发动机数字化的发展，适应并行工程在项目中的应用。

结构设计包括零组件200个左右，并完成了BOM结构，以及相应属性表的填写。

4 协同设计的体会

4.1 关于数据的组织和交换

如图6所示，对于零组件的审查必须要登陆到对方的服务器上，而没有ODS服务器，造成审批的速度异常的缓慢。

图6 数据的组织和交换方式示意图

异地协同设计对计算机硬件要求较高，在实际工作中发现，由于是在UG工作环境下进行的全3D设计，PDM异地协同系统对计算机和网络系统提出了很高的要求。例如在远程打开对方的模型，尤其是大的装配模型，要耗费很长的时间。这为协同设计带来很大不便。因此，一方面，应提高计算机配置和优化网络环境，为异地协同设计创造良好的条件。另一方面，采用将对方的设计数据下载到本地系统中，对设计数据的检查直接在本地系统中进行，而设计审签则登陆到对方系统中完成。

4.2 关于异地协同设计

通过异地协同设计，可以发挥各单位的优势，取长补短，共同攻关，提高发动机的研制质量及缩短研制周期，为进一步的协同设计奠定基础。PDM异地协调设计的实施，使文档、图纸的实现了最大程度的共享。通过PDM系统，参与设计的各方都能够方便地看到对方的文档，图纸。而在审批流程过程中让项目各方都参与进来，有利于实现相互监管，相互合作，实现远程异地协同设计。

通过实现项目的异地协同设计、管理及文档的异地协同管理，降低了设计成本并大大提高了设计质量和设计效率；由于实现了电子的远程异地协同，与传统的异地合作相比，大大地节约了人力成本，减少了大量的出差费用。同时也使双方的意见及时得到交流，问题得到及时的解决，从而大大地提高了设计质量和设计效率。可以说是：运筹在工作室之中，交流在千里之外。

4.3 关于JET01的图样制度

由于对以往的设计制度，习惯做了较大的改进，所以还是存在一些比较不如意的地方，例如：对于标准化设计的一些要求，没能够在图样制度中体现出来。标准化的内容没有更多的固化在图样制度中，还存在设计员可以随意发挥的项目。

4.4 关于流程的重新设计

在这次协同设计中，将设计审批流程做了较大改进，这样的做的目的也是为了并行工程的开展。罗罗公司在进行IPD时有一个经验教训：

尽量的简单。这当然包括协同设计方案的简化。
在PDM中的阶段尽量的短。这里主要是指流程的简化，可以大量的节约时间。

最后要强调的是，发动机的数字化研制，不是简单的将原有的东西原封不动的搬到计算机中，而应将现有的不适应数字化发展的习惯、制度进行改进以适应数字化的发展。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/15/2007)


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