軟件推進(jìn)設(shè)計(jì)制造一體化

寂靜天花板

在以往飛機(jī)研制中，或許聽(tīng)過(guò)“制造無(wú)法滿足設(shè)計(jì)的要求”、“設(shè)計(jì)發(fā)出的圖紙無(wú)法制造”等類(lèi)似這樣的“埋怨”。飛機(jī)先設(shè)計(jì)、后制造，看似理所應(yīng)當(dāng)?shù)牧鞒蹋瑸槭裁磿?huì)出現(xiàn)這種“互不買(mǎi)賬”的情況？這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)飛機(jī)研制因?yàn)檐浖δ艿南拗疲捎迷O(shè)計(jì)、制造分離的串行研制模式，設(shè)計(jì)主要負(fù)責(zé)飛機(jī)產(chǎn)品的工程定義，制造則負(fù)責(zé)工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造以及采購(gòu)、質(zhì)量檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。這種研制模式帶來(lái)的弊端就是：設(shè)計(jì)制造返工、更改貫徹困難、研制周期拖長(zhǎng)等，這些問(wèn)題制約著我國(guó)飛機(jī)研制的發(fā)展。
6 I+ I: L5 [% I4 C+ `) J在當(dāng)今外部競(jìng)爭(zhēng)、客戶需求的牽引和影響下，飛機(jī)產(chǎn)品全研制鏈的組織變革在積極推進(jìn)。中航飛機(jī)研發(fā)中心試圖尋找一種新的研制模式，能有效實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造的并行開(kāi)展，縮短研制流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量。而設(shè)計(jì)制造一體化的發(fā)展從源頭解決了上述問(wèn)題。飛機(jī)設(shè)計(jì)制造一體化是伴隨全三維設(shè)計(jì)、MBD 技術(shù)、模塊化設(shè)計(jì)、關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證技術(shù)、全面構(gòu)型管理等單點(diǎn)研制技術(shù)全面進(jìn)步之后的一個(gè)新階段，是對(duì)這些技術(shù)的大集成，它將打破當(dāng)前廠所分離的狀態(tài)，成為飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造發(fā)展的趨勢(shì)和潮流。
為確保型號(hào)研制成功、推進(jìn)型號(hào)研制能力跨越提升，中航飛機(jī)研發(fā)中心正在聯(lián)合西安飛機(jī)分公司在“新舟”700等多個(gè)型號(hào)中推廣應(yīng)用設(shè)計(jì)制造一體化研發(fā)模式，它包含了一體化的組織、一體化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)、一體化的電子數(shù)據(jù)組織及技術(shù)狀態(tài)管理、一體化的研制管控、一體化的供應(yīng)鏈、一體化的運(yùn)營(yíng)服務(wù)和保障等多個(gè)方面，打破了傳統(tǒng)廠所分離的“拋過(guò)墻”式研發(fā)形式，有效解決制造無(wú)法提前介入問(wèn)題，支撐設(shè)計(jì)、制造工作并行開(kāi)展，可大大縮短整個(gè)產(chǎn)品研制周期，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。
設(shè)計(jì)制造一體化需要搭建三個(gè)平臺(tái)：關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)平臺(tái)、協(xié)同研制平臺(tái)、仿真驗(yàn)證平臺(tái)。簡(jiǎn)單地說(shuō)設(shè)計(jì)師采用CATIA軟件繪制出相應(yīng)的產(chǎn)品三維模型，再采用DELMIA仿真驗(yàn)證平臺(tái)進(jìn)行裝配關(guān)系、生產(chǎn)過(guò)程的虛擬仿真，再采用ENOVIA協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)放，之后制造車(chē)間根據(jù)三維數(shù)據(jù)開(kāi)展相應(yīng)的生產(chǎn)活動(dòng)，這個(gè)設(shè)計(jì)—仿真—發(fā)放—制造的過(guò)程似乎用短短的一句話就能表達(dá)。
然而，要順利實(shí)現(xiàn)這一流程的運(yùn)行，涉及數(shù)據(jù)屬性的定義、數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳遞與更新、各類(lèi)BOM傳遞與重構(gòu)、業(yè)務(wù)流程的梳理與定制、平臺(tái)之間數(shù)據(jù)的輸入輸出、服務(wù)器的負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)庫(kù)的同步與更新、電子倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)建……其復(fù)雜程度不可小覷。
9 c+ \7 m# m$ b; K) q; [& S對(duì)此，研發(fā)中心首先在最基礎(chǔ)、也是最重要的一體化平臺(tái)架構(gòu)中大膽創(chuàng)新，首次嘗試采用的“單數(shù)據(jù)庫(kù)、多應(yīng)用、跨異地網(wǎng)絡(luò)”的集群式架構(gòu)。從方案設(shè)計(jì)、小范圍實(shí)施驗(yàn)證，到后期研發(fā)中心和西安飛機(jī)分公司的全面協(xié)同部署，設(shè)計(jì)制造一體化團(tuán)隊(duì)聯(lián)合相關(guān)人員開(kāi)展了多輪次討論、協(xié)商、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、保密論證，方案更新迭代了一輪又一輪，只為能夠搭建出一個(gè)穩(wěn)固的、合理的、高效的一體化平臺(tái)。
2 j3 F% W, |3 f( {設(shè)計(jì)制造一體化作為最新的研制模式和各項(xiàng)成熟的單點(diǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，在研發(fā)中心型號(hào)研制史上已有了發(fā)展的基礎(chǔ)。大運(yùn)研制成功構(gòu)建了跨地域、跨企業(yè)的并行協(xié)同研制平臺(tái)，形成了國(guó)內(nèi)第一個(gè)基于全三維技術(shù)和多廠所聯(lián)合研制模式的新型飛機(jī)研制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，打通了設(shè)計(jì)制造一體化發(fā)展道路。在總結(jié)前期經(jīng)驗(yàn)、后續(xù)工程應(yīng)用過(guò)程中，研發(fā)與制造合力構(gòu)建的設(shè)計(jì)制造一體化體系呈現(xiàn)出了諸多特點(diǎn)。
4 T: _# M' L; s1 R在統(tǒng)一平臺(tái)方面，構(gòu)建了以設(shè)計(jì)制造一體化為核心、全球供應(yīng)商協(xié)同的統(tǒng)一平臺(tái)，滿足全球化IPT團(tuán)隊(duì)之間的多層次、多方位業(yè)務(wù)協(xié)同需求，支持研制全周期的數(shù)字化連續(xù)工程和全生命周期的管理。
實(shí)現(xiàn)了真正意義的唯一數(shù)據(jù)源，解決了過(guò)去數(shù)據(jù)的冗余存儲(chǔ)、不一致，以及數(shù)據(jù)重構(gòu)、多平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸與對(duì)接不連貫等突出問(wèn)題，確保工程數(shù)據(jù)的狀態(tài)在設(shè)計(jì)、工藝、制造、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)都是唯一狀態(tài)，理論上完全規(guī)避了數(shù)據(jù)狀態(tài)不一致的問(wèn)題。
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) \  e1 d9 e& q2 o1 [在數(shù)字化、信息化發(fā)展基礎(chǔ)上建立的設(shè)計(jì)制造一體化環(huán)境，為以往型號(hào)研制中遇到的“老大難”問(wèn)題提供了破解之道，保證了設(shè)計(jì)與工藝、制造管理數(shù)據(jù)的一致性，確保了設(shè)計(jì)更改與制造更改貫徹的有效關(guān)聯(lián)性、可追溯性及符合性。這也在很大程度上解決了全三維工藝設(shè)計(jì)和工藝過(guò)程仿真無(wú)體系、模塊化設(shè)計(jì)與制造差距較大、供應(yīng)商發(fā)圖缺乏統(tǒng)一模式和規(guī)范、缺乏工裝構(gòu)型管理等一系列問(wèn)題。
2015年底，“新舟”700飛機(jī)翼身組合體試驗(yàn)件成功下架，作為“新舟”700項(xiàng)目研制在工程發(fā)展階段取得的重要成果，這一成績(jī)正是設(shè)計(jì)制造一體化發(fā)揮效用的直接體現(xiàn)。
0 G( I1 w  n  M+ I翼身組合體試驗(yàn)件研制的過(guò)程是對(duì)設(shè)計(jì)制造一體化實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的關(guān)鍵驗(yàn)證。在“一體化”模式下，設(shè)計(jì)、制造聯(lián)合工作團(tuán)隊(duì)依托關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)和協(xié)同研制平臺(tái)，從設(shè)計(jì)初期開(kāi)始就同步工作，確保了從原材料采購(gòu)、工藝準(zhǔn)備、工裝設(shè)計(jì)、零件制造、組件裝配、部件裝配到總裝、產(chǎn)品交付流程的順利推進(jìn)，整個(gè)過(guò)程一氣呵成，顯著減少了重復(fù)性工作，大大縮短了翼身組合體的設(shè)計(jì)制造周期，節(jié)省了時(shí)間及成本。
$ L, B! T5 _/ t: O) e0 P  E2 v攻關(guān)的歲月里，研發(fā)中心結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)利用VPM、DCE等多個(gè)并行協(xié)同研制平臺(tái)，推進(jìn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、三維關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)制造協(xié)同。同時(shí)，工藝部門(mén)通過(guò)平臺(tái)隨時(shí)掌握型號(hào)的設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)，設(shè)計(jì)部門(mén)則通過(guò)平臺(tái)開(kāi)展了各專(zhuān)業(yè)間協(xié)調(diào)，及時(shí)了解工藝部門(mén)的反饋信息，并進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。
# E* J3 J: t) q# ?- n設(shè)計(jì)制造一體化不是指設(shè)計(jì)或制造的單一結(jié)構(gòu)發(fā)展，其本質(zhì)是需要雙方共同推動(dòng)的技術(shù)進(jìn)步和業(yè)務(wù)層面的變革。
( A! ^6 k0 w; G: M+ S2013年11月，“新舟”700飛機(jī)正式立項(xiàng)。為盡快實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成功，在中航飛機(jī)統(tǒng)一指揮下，集合設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等力量的“新舟”700項(xiàng)目和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組、工作小組加大協(xié)同力度，突破技術(shù)架構(gòu)、業(yè)務(wù)模式、運(yùn)行模式等技術(shù)和管理的瓶頸，為形成以“新舟”700飛機(jī)為牽引的設(shè)計(jì)制造一體化研制模式打下了基礎(chǔ)。
& D* E5 g! s. I2 ~1 p6 |依托設(shè)計(jì)和制造強(qiáng)有力的信息化工作團(tuán)隊(duì)和關(guān)鍵業(yè)務(wù)協(xié)同工作團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)制造一體化體系構(gòu)建和工程研制取得了顯著進(jìn)展。多專(zhuān)業(yè)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)平臺(tái)、仿真驗(yàn)證和裝配指令設(shè)計(jì)平臺(tái)、DCE2.0工程管理平臺(tái)成功構(gòu)建，依托平臺(tái)承載的設(shè)計(jì)制造一體化業(yè)務(wù)，已經(jīng)在“新舟”700飛機(jī)研制中進(jìn)入全面試運(yùn)行階段，實(shí)現(xiàn)了面向制造的模塊定義和基于模塊成熟度和工藝預(yù)分工的工藝審查，第一次把成熟度定義完整地貫徹到了研制過(guò)程中。
同時(shí)，構(gòu)建了基于制造分工的工藝頂層規(guī)劃，開(kāi)展了制造裝配站位的定義和廠級(jí)交付規(guī)范的定義。依據(jù)成熟度數(shù)模，開(kāi)展大部段裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真。此外，借鑒波音、空客的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合“新舟”700研制特點(diǎn)，第一次提出了設(shè)計(jì)與構(gòu)型解耦的構(gòu)型管理體系并延伸到制造構(gòu)型控制，從而達(dá)到設(shè)計(jì)制造“一致性”的構(gòu)型控制目的。
“不到型號(hào)成功的那一天，就不能說(shuō)是成功。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人說(shuō)道。奔著這個(gè)目標(biāo)，中航飛機(jī)研發(fā)中心推進(jìn)設(shè)計(jì)制造一體化的路徑也更加明晰。
1 s( u( k& d: i/ S( T未來(lái)中航飛機(jī)將以信息技術(shù)為支撐，將MBD技術(shù)、模塊化技術(shù)、多專(zhuān)業(yè)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)、并行協(xié)同技術(shù)、技術(shù)狀態(tài)控制技術(shù)、面向裝配的工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)從單方面應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)槿鎽?yīng)用，并不斷提升應(yīng)用的深度和廣度。同時(shí)，以驗(yàn)證項(xiàng)目和型號(hào)應(yīng)用為牽引，形成一批先進(jìn)的技術(shù)方案、應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)成果，爭(zhēng)取形成設(shè)計(jì)制造一體化領(lǐng)域的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)狀態(tài)、質(zhì)量管理體系。最終形成包括技術(shù)、手段、工具、方法等在內(nèi)的基礎(chǔ)性平臺(tái)化成果，支持未來(lái)多型號(hào)、系列化發(fā)展，逐步形成引領(lǐng)時(shí)代潮流的設(shè)計(jì)制造一體化經(jīng)典。
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麗爺來(lái)了

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