Teamcenter在设计制造一体化体系中的应用

作者：洪都航空工业集团 郑和兴

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 概述 以数字化为基础的现代飞机设计制造技术正在改变着传统的飞机研制方式，并行设计制造一体化的模式正在形成。按照数字化设计、试验和制造的特点，实现资源的优化配置;建立产品协同设计、制造和管理系统支持环境，通过业务流程再造、并行工程实施，优化业务流程，调整劳动生产组织，建立适应数字化特点的并行和协同工作机制，实现飞机设计制造从传统模式向数字化模式的根本改变。欲从技术上保证设计与设计、设计与制造之间的并行产品数字化定义和技术状态管理工作的顺利进行，必须建立基于设计制造一体化的产品数据管理体系。 洪都航空工业集团作为中国第一家与UGS公司合作的大型企业，通过双方项目人员和技术人员的潜心研究与推，在高教机研制中利用Teamcenter这一良好的产品数据管理平台，建立了全新的设计制造一体化的产品数据管理系统。 1.一体化数据管理流程 产品数据管理的范围包括产品设计数据、工艺数据和工装数据等各类数据的融合。本章首先分析了并行产品数据流程，设计了六个相互衔接的子流程，提出了数据状态变化的管理办法。 1.1 数据管理流程的分析方法 我国航空制造业数字化设计制造技术取得了长足发展，以并行工程、协同设计制造、一体化设计制造为代表的新型研制模式正在形成。产品设计、工艺设计、工装设计和数字化制造从相对独立的模式向集成化方向发展，信息集成和过程 集成的程度和精确度要求越来越高，由此而来企业对过程研究的技术支持工具和方法也不断要求有新的突破。 企业新型研制模式的建立，很大程度上依赖先进的信息化集成平台或系统，而信息化平台则是信息和流程的“载体”。在航空制造业中信息流和业务程是相当复杂的，主要依靠PDM和ERP等关键系统来实现。因此，PDM/ERP系统是实现并行数字化设计制造极为关键的数字化平台，而实施成功的关键又在于企业流程的分析是否合理细致，是否充分反映企业的现实情况。 一体化研制模式要求研制管理流程的优化，现代企业管理是对基于一定组织结构下的、企业营运过程的优化和制度化，过程建模是实现过程的数字化描述、并在此基础上对过程实施仿真、优化和管理的有效手段。而应用是过程的实现形式或方式，在数字化条件下，多数表现为各类应用系统的运行。 1.2 数据管理流程设计 在CAD/CAM/CAPP技术应用比较成熟，广大工程技术人员在设计工作中已基本掌握了数字化设计思路。目前存在的关键问题乃是管理问题，所谓“三分技术、七分管理”，而实现数据的数字化管理是当务之急。 产品数据管理系统是一种基于数据库的应用软件，是实现产品数据管理的核心系统。PDM系统通过对基本数据的管理、流程的控制和技术状态的管理实现产品数据的全过程管理。 数据是管理的对象，流程控制是实现对数据管理的手段和方法，技术状态是管理的目标。因此，实现业务流程的数字化管理是产品数据管理的核心。不同的数据状态对应着不同的流程，在数据流动过程中其状态变化与流程的转换紧密联系。数据状态与流程的关系如图1示： 2.高教机设计制造一体化技术的应用效果 高级教练机是按照第三代飞机的技术标准要求研制的，是中国航空工业缩短与世界先进技术差距的重要标志。洪都航空集团在高教机研制中建立了先进的飞机设计、制造和管理体系，提高了企业核心竞争力，创立了航空产品快速研制、质量优良的典型案例。 高教机研制采用了基于PDM平台的一体化集成策略，在集成实现过程中以PDM作为一种理念，以Teamcente/UG/CAE/CPMIS/ AEPCS(金航ERP系统)为支撑，以一体化研制流程为主线，以基础数据库为支撑，以实现单数据源为核心，构建成了设计制造一体化综合集成系统 。 2.1 全数字化设计技术的应用效果 全数字化设计是高教机研制的主要技术特点之一。通过Teamcenter与UG的到操作实现三维数模的传递和相关性分析与设计，实现高教机从设计开始到三级样机形成的全数字化设计过程。 在方案设计阶段，直接利用理论外形数模进行气动分析和仿真;并采用相关性设计技术在理论外形基础上进行结构设计，形成100%三维结构样机。直接利用结构样机进行强度、刚度、弹性等高性能计算，以综合参数对结构样机进行优化叠代，并相应进行数字化预装配。 通过并行产品数字化定义，实现了产品数模与工艺数模的一体化， 如下陷、倒角、定位孔等制造所需要的几何特征全部在产品设计过程中定义完整，不需要经过工艺建模直接用于制造。 2.2 以数字量传递方式为主的数字化制造协调技术应用效果 在高教机研制过程中，成功的利用了以数字量传递方式为主的数字化制造协调技术，取代了传统的模拟量传递的协调方法，打通了数字化协调的工艺路线。减少了协调环节，提高了效率和协调准确度。 通过数字量传递体系，产品几何信息以三维方式直接传递。对机加零件，直接利用产品的三维数模进行数控编程和数控加工及检测。对钣金零件，其成形模具直接利用产品的三维数模进行模具设计，然后进行数控编程和数控加工及检测。 高教机广泛采用了基于产品模型的工装相关性设计技术，全部工装和工艺中间模型采用了数字化设计。整机工装设计、制造周期缩短了5个月左右。装配型直接利用产品的外形数模进行相关性设计，利用激光跟踪仪进行装配型架的数字化制造安装及检测。 全机导管全部采用了三维设计、并在样机上协调;全机电缆在数字样机上确定了电缆的走向、通路、分叉点、长度及固定点。导管没有经过实物样机取样，采用数模直接制造，节省总装周期时2个月左右;全机电缆没有经过实物样机取长度，直接进行制造，节省总装时间1个月左右。 2.3 产品数据管理技术在高教机研制中的应用效果 Teacenter以产品数据为对象、以流程管理为手段、以产品构型管理为目标，建立了高教机设计制造一体化产品数据管理综合平台，全面支持了设计、工艺、工装、生产和供应等各类专业人员的并行工作。完成了产品数据的定义、预发放、审批、发放和归档的全部工作，真正实现了设计制造的一体化。从根据上改变了传递的串行工作模式，较大幅度地缩短了研制周期。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/8/2007)