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    尺寸工程技術(shù)綜述與展望

    2014-08-01 01:54:06孛朝旺楊志宏王林博陳鴻倩
    關(guān)鍵詞:產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)

    孛朝旺,楊志宏,王林博,陳鴻倩

    (山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 高效潔凈機(jī)械制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250061)

    0 引言

    在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,降低產(chǎn)品研發(fā)周期及成本是設(shè)計(jì)和制造階段不斷改進(jìn)的目標(biāo)。在復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中,公差的設(shè)計(jì)與控制是決定其最終質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一[1]。產(chǎn)品零部件公差的合理性便成為其質(zhì)量和成本控制的源頭。目前,很多產(chǎn)品的技術(shù)要求是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者相似產(chǎn)品來制定,重視產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)而忽視設(shè)計(jì)的合理性和工藝性的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

    在產(chǎn)品開發(fā)中應(yīng)用尺寸工程,可在設(shè)計(jì)前期有效識(shí)別和管理制造偏差,減少設(shè)計(jì)變更,最大限度地消除 “無(wú)法制造”的問題[2-3]。尺寸工程能夠讓產(chǎn)品一次性滿足消費(fèi)者的期望,并給整個(gè)設(shè)計(jì)、開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供快速和并行的交流,最終顯著減少制造和裝配變動(dòng)對(duì)產(chǎn)品功能要求的影響,從而減少?gòu)母拍钤O(shè)計(jì)到投入市場(chǎng)的時(shí)間、提高質(zhì)量和降低成本。尺寸工程是面向產(chǎn)品研發(fā)周期的系統(tǒng)任務(wù),如何確保公差設(shè)計(jì)合理、易于實(shí)現(xiàn)和控制是復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)過程需要解決的問題。如何找到對(duì)裝配過程影響最大的公差,是尺寸管理的重要挑戰(zhàn)[4]。

    1 尺寸工程的概念

    尺寸工程、尺寸管理和公差管理在廣義上的意義一致。尺寸工程是一個(gè)系統(tǒng)的、新興的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域,最早可追溯到零件互換性的提出,在波音787的設(shè)計(jì)制造中廣為人知,現(xiàn)廣泛應(yīng)用于汽車、航空及船舶領(lǐng)域。尺寸工程是一種結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的工程方法和手段,利用統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、仿真軟件及在項(xiàng)目中獲取的知識(shí)對(duì)產(chǎn)品公差進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化,通過穩(wěn)健設(shè)計(jì)及控制制造偏差來降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品精度[3,5]。尺寸工程主要包含配合間隙(gap/flush)目標(biāo)值、零件定位方式、尺寸和形位公差的定義以及裝配偏差分析等內(nèi)容,進(jìn)一步影響到零件模具設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)及檢具設(shè)計(jì)[6-7]。尺寸工程是理解裝配成功率和成本的一種規(guī)范方法,是對(duì)公差優(yōu)化、夾具布局設(shè)計(jì)、零件間節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵設(shè)計(jì)任務(wù)的集成,通過項(xiàng)目管理的手段檢驗(yàn)零部件的開發(fā)質(zhì)量并有效控制尺寸工程的定義、實(shí)施的進(jìn)度和質(zhì)量[8-9]。

    尺寸工程貫穿于產(chǎn)品開發(fā)、工裝開發(fā)、零部件制造、供應(yīng)商質(zhì)量控制、總裝等過程,可以確保產(chǎn)品的功能、外觀和裝配滿足設(shè)計(jì)要求。一套完整的公差管理解決方案應(yīng)體現(xiàn)全面管理的思想,即全員參與和全過程管理,能夠反映設(shè)計(jì)人員定義公差、工藝人員定義公差控制方法、生產(chǎn)操作人員加工產(chǎn)品、檢驗(yàn)人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)、設(shè)計(jì)人員和工藝人員對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和采取有效的措施。

    在設(shè)計(jì)過程中,尺寸工程充分考慮制造過程中的偏差,并對(duì)偏差進(jìn)行有效的識(shí)別和管理。尺寸工程對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程有如下益處:

    (1)及時(shí)發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)前期的不合理設(shè)計(jì),減少因設(shè)計(jì)變更導(dǎo)致的成本增加。

    (2)減少因質(zhì)量問題引起的返修,縮短生產(chǎn)工時(shí)。

    (3)有效控制產(chǎn)品的制造和裝配過程,提高裝配質(zhì)量。

    (4)精簡(jiǎn)流程,提高生產(chǎn)效率。

    (5)促進(jìn)生產(chǎn)過程中的一致性與可靠性。

    2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

    國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)尺寸工程問題進(jìn)行了研究。在國(guó)外汽車行業(yè)有兩種主流公差管理模式:①以日韓企業(yè)為代表,以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),將整車公差目標(biāo)層層分配給各級(jí)裝配體和單件,通過制造工程樣車來驗(yàn)證和調(diào)整設(shè)定的公差;②以歐美為代表,借助先進(jìn)的偏差分析軟件,并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),以虛擬仿真的方式通過整個(gè)尺寸鏈完成整車及零部件的公差管理。20世紀(jì)80年代,憑借全面質(zhì)量管理,日本汽車行業(yè)將車身制造綜合誤差控制在2mm以內(nèi),出色的車身質(zhì)量使日產(chǎn)汽車在國(guó)際市場(chǎng)很受歡迎。美國(guó)密西根大學(xué)吳賢銘教授提出了“2mm工程”計(jì)劃,包含一整套有效提高汽車車身制造質(zhì)量的科學(xué)方法,涵蓋依據(jù)科學(xué)的檢測(cè)數(shù)據(jù)來減少車身整體偏差、結(jié)合先進(jìn)統(tǒng)計(jì)方法和工程科學(xué)、車身制造信息管理等內(nèi)容[10]?!?mm工程”就是從設(shè)計(jì)、制造到檢驗(yàn)的全面質(zhì)量管理過程。尺寸工程也從船舶工程中的概念[11]轉(zhuǎn)為目前各類復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品裝配精度分析和保障的關(guān)鍵理論和方法。Luis Manuel針對(duì)制造初始階段問題的識(shí)別、監(jiān)控和解決提出一個(gè)多元數(shù)據(jù)分析方 法[12];Phoomboplab 等[13]提 出 一 種 在 多 級(jí)裝配系統(tǒng)中針對(duì)尺寸工程的設(shè)計(jì)綜合框架;Reisinger[2]提出利用尺寸工程來保證設(shè)計(jì)可行性和最小化產(chǎn)品成本;Govindarajalu[14]結(jié)合統(tǒng)計(jì)公差和有限元分析保證柔性裝配體的優(yōu)化公差在允許的變化范圍之內(nèi);Germani[15]提出將裝配質(zhì)量控制與產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)合,對(duì)幾何公差檢測(cè)過程進(jìn)行仿真、拾取和優(yōu)化;Jayaprakash[16]使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和差分進(jìn)化算法對(duì)柔性裝配體進(jìn)行公差分配。

    浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、重慶大學(xué)、北京理工大學(xué)等高校對(duì)計(jì)算機(jī)輔助公差(Computer Aided Tolerancing,CAT)技術(shù)做了大量研究工作,對(duì)尺寸工程的發(fā)展起到很大的推動(dòng)作用。如浙江大學(xué)[17-19]的吳昭同教授、楊將新教授、曹衍龍副教授等對(duì)CAT設(shè)計(jì)及基于產(chǎn)品幾何規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系(Geometrical Product Specification,GPS)的三維建模做了大量研究;重慶大學(xué)的張根保教授等[20]提出在設(shè)計(jì)和制造過程中公差的并行設(shè)計(jì)及優(yōu)化、分形公差的概念。目前,國(guó)內(nèi)部分主機(jī)廠開始借鑒日韓企業(yè)對(duì)尺寸公差的管理方法,同時(shí)使用歐美成熟的軟件為自主品牌汽車的尺寸公差控制服務(wù)。隨著國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的發(fā)展,在汽車開發(fā)和檢測(cè)上,很多學(xué)者和工程師也越來越重視尺寸工程的應(yīng)用[21-22]。但現(xiàn)有尺寸工程團(tuán)隊(duì)還不能同時(shí)支撐較多的車型白車身的設(shè)計(jì)工作。在內(nèi)外飾、電裝以及底盤等方面,尺寸工程的能力也顯得不足。國(guó)內(nèi)在產(chǎn)品生產(chǎn)制造階段尺寸工程做得較好,但是對(duì)研發(fā)階段白車身零部件的精度設(shè)計(jì)與分析計(jì)算不足。同時(shí),由于工程師對(duì)尺寸工程理解不深入,使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)中存在一些設(shè)計(jì)不合理等缺陷。

    3 尺寸工程流程

    3.1 尺寸工程流程

    尺寸工程貫穿于產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、試制和投產(chǎn)等產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段,主要包括制定目標(biāo)公差要求(Design Tolerance Specification,DTS)、制定基準(zhǔn)定位系統(tǒng)(Reference Point System,RPS)、公差分析、產(chǎn)品和工序優(yōu)化、制定測(cè)量計(jì)劃和質(zhì)量目標(biāo)以及原型測(cè)試等[23]。尺寸工程流程如圖1所示。尺寸工程中的問題解決過程遵循一個(gè)一般的順序,但沒有固定的模式,尺寸工程應(yīng)是一個(gè)并行和閉環(huán)反饋的過程[24]。圖1右側(cè)的零部件變化、夾具變化、加工變化、磨損變化為尺寸工程中需要進(jìn)行尺寸管理的主要因素。

    3.1.1 制定DTS

    DTS是指為滿足功能要求而設(shè)計(jì)的目標(biāo)公差。在概念設(shè)計(jì)早期,設(shè)計(jì)人員根據(jù)造型需求設(shè)定間隙、面差等精度要求,制定涵蓋整個(gè)產(chǎn)品裝配變量目標(biāo)的正式文檔(裝配說明書),進(jìn)而對(duì)功能目標(biāo)公差進(jìn)行管理。可基于產(chǎn)品功能要求(例如密封壓力、泄漏、干擾等)、相似產(chǎn)品、市場(chǎng)需求和產(chǎn)品戰(zhàn)略規(guī)劃制定目標(biāo)公差。

    在此階段,幾何尺寸工程師需要充分考慮主機(jī)廠和供應(yīng)商的生產(chǎn)能力,對(duì)可制造性進(jìn)行初步評(píng)估[25]。在明確規(guī)定相關(guān)間隙、面差后,將其匯總成為幾何尺寸任務(wù)書。DTS是尺寸工程的綱領(lǐng)性文件,后續(xù)相關(guān)工作圍繞滿足DTS的要求來展開。DTS要保持較高水平,既需要有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,又要滿足可制造性,即在現(xiàn)有工藝制造能力之下能生產(chǎn)出來[26]。

    3.1.2 制定 RPS

    RPS是按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分塊,在零部件、分總成、總成產(chǎn)品圖紙上逐級(jí)設(shè)計(jì)選定的產(chǎn)品定位參考系統(tǒng)或精度的主要控制點(diǎn),是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)階段共同適用的定位體系。制定RPS需考慮產(chǎn)品功能、測(cè)量、公差、裝配夾具、生產(chǎn)夾具、檢具以及與供應(yīng)商之間的交流協(xié)商等因素,并遵循一些基本原則,如3-2-1原則(剛性件)、N-2-1原則(N≥3,薄板柔性件)、平行性原則、一致性原則等[27]。當(dāng)零件的模具、檢具、夾具與零件設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)一致時(shí),可最大限度地降低因彼此基準(zhǔn)不同導(dǎo)致的零件與設(shè)備偏差。

    3.1.3 公差設(shè)計(jì)

    在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段開始定義產(chǎn)品初始的幾何尺寸與公差(Geometric Dimensioning and Tolerancing,GD&T),形成圖紙的初始版本。零件公差的設(shè)定首先要考慮滿足產(chǎn)品功能要求,其次要考慮公差受到工藝 水 平 和 成 本 的 制 約[28]。公差優(yōu)化分配目標(biāo)函數(shù)模型應(yīng)包含加工成本和質(zhì)量穩(wěn)健性損失成本兩個(gè)分目標(biāo)[29]。合適的公差對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)十分重要,應(yīng)用尺寸公差知識(shí)管理系統(tǒng)可以使設(shè)計(jì)者在公差設(shè)計(jì)中更加高效[30-31]。

    3.1.4 公差優(yōu)化與仿真

    公差分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)是尺寸工程的核心,對(duì)于保證設(shè)計(jì)數(shù)模的可裝配性十分重要,可以顯著減少在試制和生產(chǎn)調(diào)試階段由于設(shè)計(jì)變更導(dǎo)致的修改模具、夾具和檢具所產(chǎn)生的費(fèi)用,在縮短開發(fā)周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面起著非常重要的作用。在此階段,需考慮零件、分總成和總成的公差是否滿足DTS的規(guī)定以及產(chǎn)品功能要求。公差仿真為設(shè)計(jì)決策提供了一個(gè)客觀依據(jù)。

    在日常設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到一維極值分析法,但只適用于一些簡(jiǎn)單的案例分析,不能兼顧非正態(tài)分布類型的誤差,也無(wú)法考慮裝配方法和裝配順序的影響[32]。計(jì)算機(jī)輔助三維公差分析方法可以從根本上解決這些問題,最大程度地減少變動(dòng)修改,降低成本,同時(shí)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。目前,市場(chǎng)上很多成熟的軟件(如DCS,VisVSA,Sigmund)都是基于三維數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)GD&T模型和定義數(shù)學(xué)裝配關(guān)系,然后通過大量虛擬裝配來分析預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)。

    3.1.5 產(chǎn)品和工序優(yōu)化

    如果公差分析結(jié)果不符合設(shè)計(jì)目標(biāo)值,則應(yīng)對(duì)產(chǎn)品和工序進(jìn)行改善,包含設(shè)計(jì)變更、修正定位基準(zhǔn)、工序、公差、裝配方法和目標(biāo)等(如圖1)。如果仍無(wú)法滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求,則需預(yù)估生產(chǎn)中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)和返修代價(jià),并制定相應(yīng)的行動(dòng)預(yù)案,及時(shí)解決生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題。當(dāng)幾何形狀、公差、裝配方法和測(cè)量點(diǎn)改變后,應(yīng)當(dāng)自動(dòng)更新模型,便于設(shè)計(jì)和制造團(tuán)隊(duì)查看這些變更[33]。

    3.1.6 制定檢測(cè)計(jì)劃和質(zhì)量目標(biāo)

    在開發(fā)階段的后期,如何控制生產(chǎn)中零部件的質(zhì)量是需要考慮的重點(diǎn)。當(dāng)零件完成裝配后,需要檢驗(yàn)是否滿足裝配性能指標(biāo),因此需要制定相應(yīng)的檢測(cè)計(jì)劃[34]。測(cè)量計(jì)劃主要指測(cè)點(diǎn)布置圖和測(cè)量工藝卡。測(cè)點(diǎn)布置圖的內(nèi)容包含在GD&T圖中,因此無(wú)需再定義檢具的定位系統(tǒng),測(cè)量工藝卡可由供應(yīng)商根據(jù)GD&T圖制定。

    根據(jù)三維公差分析軟件得到的敏感度分析報(bào)告,找到影響最終質(zhì)量目標(biāo)的特征點(diǎn),并制定相應(yīng)的測(cè)量計(jì)劃。這樣就把質(zhì)量檢查和最終的質(zhì)量目標(biāo)直接、有效地聯(lián)系在一起,在降低檢查成本的同時(shí)也提高了檢查質(zhì)量。

    3.1.7 文檔及數(shù)據(jù)管理

    通過對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和文檔的規(guī)范管理,產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的參與者(設(shè)計(jì)部門、供應(yīng)商、工廠、質(zhì)量檢測(cè)人員)之間可以傳遞信息,從而及時(shí)反饋和解決問題,為產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)以及下一個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)提供參考。有效的公差管理活動(dòng)完全取決于在最小化偏差影響的同時(shí)創(chuàng)建和維護(hù)信息流一致性的能力[35]。產(chǎn)品設(shè)計(jì)文檔主要包括:①裝配圖及其物料清單;②每個(gè)零部件詳細(xì)的圖紙;③公差設(shè)計(jì)、仿真、敏感度以及其他有價(jià)值的報(bào)告;④在圖紙中未詳細(xì)指出的條款說明(如熱處理、噴漆、電鍍)、成本估計(jì)、工藝規(guī)劃、焊裝夾具圖紙等。

    3.1.8 原型和生產(chǎn)

    實(shí)施尺寸工程可減少物理原型的數(shù)量。原型階段需要對(duì)以下質(zhì)量特征進(jìn)行測(cè)試:定位點(diǎn)、公差仿真結(jié)果、測(cè)量點(diǎn)、夾具布局以及零件、裝配體的可行性。

    在批量生產(chǎn)前可結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境進(jìn)行虛擬匹配,全面驗(yàn)證產(chǎn)品、零件、工藝、工裝[36]。通過分析尺寸測(cè)量結(jié)果、對(duì)比設(shè)計(jì)假設(shè)條件,找出其他被忽略的影響最終質(zhì)量的因素,進(jìn)而對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正,提高分析準(zhǔn)確度。同時(shí)建立和更新加工能力數(shù)據(jù)庫(kù),作為進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)和相關(guān)項(xiàng)目的參考。

    3.2 尺寸工程常用的分析方法與工具

    公差分析方法有很多種,其中有以下三種常用的公差分析方法:極值法(Worst Case,WC)、統(tǒng)計(jì)分析法 (Root Sum Squares,RSS)和 蒙 特 卡 羅(Monte Carlo)模擬法[37](其比較如表1)。常用的公差分析工具可分為與CAD系統(tǒng)集成的分析工具和獨(dú)立的分析工具。與CAD系統(tǒng)集成的分析工具能夠更準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換GD&T信息,而中間接口(如IGES)依賴于數(shù)模轉(zhuǎn)換。主要的三維公差分析工具如表2所示。

    表1 公差分析方法的比較

    4 尺寸工程實(shí)施中存在的問題

    目前,在實(shí)施尺寸工程的過程中存在著一定的不足,這直接降低了尺寸工程的實(shí)施效率和效果。在技術(shù)人員與管理人員面前存在如下問題:①如何確保項(xiàng)目啟動(dòng)階段定義的零部件間縫隙、面差符合市場(chǎng)需求及制造能力;②定義的零件縫隙、面差能否獲得下游部門的認(rèn)可;③上一環(huán)節(jié)與下一環(huán)節(jié)銜接是否順暢;④檢測(cè)手段是否完美;⑤各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)交付物定義是否明確;⑥如何高效地定義和執(zhí)行尺寸工程等等。

    表2 主要的三維公差分析軟件

    目前,我國(guó)制造業(yè)在尺寸工程方面的現(xiàn)狀如下:

    (1)缺乏面向整個(gè)產(chǎn)品生命周期的正式流程來指導(dǎo)設(shè)計(jì)和生產(chǎn),只有邏輯、易懂的非正式過程。

    (2)缺乏在尺寸工程中集成設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)系統(tǒng),對(duì)工程師的經(jīng)驗(yàn)依賴性強(qiáng)。尺寸工程中的問題通過局部會(huì)議或者單獨(dú)交流的形式解決,但是解決問題的經(jīng)驗(yàn)不能以流程的形式反饋給下一個(gè)項(xiàng)目。

    (3)缺乏置信度較高的、針對(duì)柔性裝配體的偏差分析方法以及面向產(chǎn)品全生命周期的公差設(shè)計(jì)理論。

    (4)缺乏統(tǒng)一的尺寸信息處理平臺(tái),在設(shè)計(jì)和制造部門之間及時(shí)共享和反饋精度信息。

    (5)目前主要用于汽車、航空領(lǐng)域,其他制造領(lǐng)域?qū)Τ叽绻こ痰闹匾暡粔颉?/p>

    5 結(jié)束語(yǔ)

    5.1 結(jié)論

    尺寸工程是一個(gè)包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)、零部件制造、裝配、售后服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期的系統(tǒng)概念,通過尺寸工作的介入來解決、規(guī)避或最大限度地減小產(chǎn)品功能、裝配、外觀等問題,可縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高裝配精度,對(duì)于降低開發(fā)成本、產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)有很大的實(shí)際意義。如果在產(chǎn)品研制過程中有意識(shí)地并行推行尺寸工程的理念,將尺寸工程融合在產(chǎn)品開發(fā)和制造流程中,則將進(jìn)一步提高產(chǎn)品和企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

    5.2 發(fā)展趨勢(shì)與展望

    結(jié)合尺寸工程實(shí)施中的不足及相關(guān)技術(shù)的限制,尺寸工程在將來的應(yīng)用發(fā)展中有諸多問題需要解決:

    (1)針對(duì)柔性裝配體高效的公差分析方法的研究。對(duì)于柔性件現(xiàn)多采用公差分析與有限元結(jié)合的方法,但是計(jì)算效率低。同時(shí),新的三維公差分析模型應(yīng)考慮均值偏移和在線調(diào)整、返修等特殊工藝。

    (2)對(duì)檢具、夾具及產(chǎn)品尺寸的綜合數(shù)字化匹配封樣技術(shù)的研究。將同一開發(fā)階段具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的夾具、檢具、零部件、分總成以及總成的尺寸數(shù)據(jù)作為數(shù)字樣件的關(guān)鍵特征予以保存,并將其作為各種數(shù)字匹配的標(biāo)準(zhǔn),用于指導(dǎo)生產(chǎn)和改進(jìn)設(shè)計(jì)。

    (3)對(duì)形位公差和組特征(如孔系、軸系)的復(fù)合公差的信息建模方法的研究。目前大多數(shù)研究都集中在尺寸公差方面,對(duì)復(fù)合公差和形狀公差的考慮不足。

    (4)與新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系相適應(yīng),在新的標(biāo)準(zhǔn)體系下進(jìn)行三維公差建模和誤差評(píng)價(jià),建立面向產(chǎn)品全生命周期的公差設(shè)計(jì)理論和方法。

    (5)公差分析軟件與三維造型軟件及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management,PDM)、產(chǎn)品全生命周期管理(Product Lifecycle Management,PLM)等系統(tǒng)的集成。通過將三維造型軟件、公差分析軟件及PDM中的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成,實(shí)現(xiàn)信息流的一致性以及在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中各部門之間信息的共享與交流,及時(shí)更新設(shè)計(jì)變更引起的數(shù)據(jù)變化,快速解決設(shè)計(jì)和制造中遇到的問題。

    (6)尺寸工程的推廣、普及問題。尺寸工程應(yīng)在整個(gè)制造業(yè)中推廣使用,不局限于航空、汽車、輪船等復(fù)雜產(chǎn)品和對(duì)公差要求較高的領(lǐng)域。根據(jù)不同的行業(yè)特點(diǎn)以及企業(yè)特色,尺寸工程在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中的側(cè)重點(diǎn)有所差異。

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