PDM集成技術在航空制造企業(yè)中的應用

張耀光+宮宇+邢利君

摘 要：航空發(fā)動機的制造被譽為“工業(yè)之花”，是一個國家工業(yè)加工水平的集大成之作。航空發(fā)動機加工精度高、制造難度大，從而對航空制造企業(yè)生產加工帶來了不小的困難，為了在激烈的市場競爭中獲得一席之地，應當充分發(fā)揮PDM系統(tǒng)在產品的數(shù)據管理、工藝BOM重構、工藝結構化管理及系統(tǒng)集成方面的優(yōu)勢，以PDM系統(tǒng)為平臺推動航空制造企業(yè)制造流程的優(yōu)化，以便更好地挖掘航空制造企業(yè)的潛力，提高航空制造企業(yè)的生產競爭力。

關鍵詞：PDM航空制造企業(yè)；應用；BOM

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

隨著國家信息化戰(zhàn)略的逐步推進和實施，將傳統(tǒng)加工制造企業(yè)與信息化相結合，將會使得企業(yè)迸發(fā)出“1+1>2”的潛力。航空制造企業(yè)作為高精度加工制造的代表應當積極做好企業(yè)的信息化建設，做好PDM系統(tǒng)在航空制造企業(yè)生產管理中的應用，構建以PDM系統(tǒng)為平臺的集成管理系統(tǒng)，優(yōu)化航空制造企業(yè)各產品生產環(huán)節(jié)，提高航空制造企業(yè)的生產效率，增強航空制造企業(yè)的核心競爭力。

1.航空制造企業(yè)產品特點

航空發(fā)動機具有結構復雜、加工工序繁多、加工難度大和裝配精度要求高等的特點，從而制約了我國航空發(fā)動機的制造發(fā)展。新時期做好航空制造企業(yè)的信息化建設從而促進航空制造企業(yè)各制造管理環(huán)節(jié)之間的協(xié)調優(yōu)化，以便在航空發(fā)動機的生產制造中最大限度地降低航空發(fā)動機的生產成本、生產周期，提高航空發(fā)動機的生產效率和制造質量以滿足日益擴大的航空發(fā)動機需求。

2. PDM系統(tǒng)航空制造企業(yè)的應用

2.1 航空制造企業(yè)應用PDM系統(tǒng)的主要目標

航空制造企業(yè)在航空發(fā)動的研發(fā)生產中為縮短產品的研發(fā)周期需要加強航空發(fā)動機設計與制造部門之間的信息交換，以便在設計更改時能夠及時地對發(fā)動機的制造進行變更降低設計變更成本，并通過加強設計與制造之間的信息交互以便通過標準協(xié)同充分發(fā)揮模塊化的優(yōu)勢優(yōu)化航空發(fā)動機的生產加工。PDM系統(tǒng)就是在上述需求的前提下發(fā)展起來的，通過PDM在航空制造企業(yè)中的應用從而實現(xiàn)了航空發(fā)動機在產品制造全周期上的數(shù)據一致性管理，通過利用PDM系統(tǒng)可以在航空發(fā)動機制造的全流程范圍內為設計和制造部門建立起一個并行化的航空發(fā)動機開發(fā)協(xié)作環(huán)境，從而囊括航空發(fā)動機設計、制造的各環(huán)節(jié)，通過信息化的管理來提高航空發(fā)動機加工制造的效率。

2.2 PDM系統(tǒng)在航空制造企業(yè)中的應用

PDM是一種對企業(yè)全生命周期產品相關數(shù)據、資源與業(yè)務流程進行整體優(yōu)化管理的一種信息技術，其對于制造企業(yè)尤其是航空制造企業(yè)更是有著極為重要的推動作用，PDM系統(tǒng)在應用的過程中以PDM為平臺通過構建產品數(shù)據將產品設計、制造等各環(huán)節(jié)中所使用的軟件有機地結合在一起，將CAD/CAPP/CAM等與產品設計制造相關的部分進行集成，從而實現(xiàn)了航空發(fā)動機在全生命周期內的設計、制造以及管理的信息化集成管理系統(tǒng)，對于促進企業(yè)生產過程優(yōu)化，提高航空發(fā)動機的生產效率有著極為重要的推動作用。在產品設計環(huán)節(jié)，通過應用PDM系統(tǒng)以PDM系統(tǒng)為平臺可以對航空發(fā)動機設計時所建的三維數(shù)模、EBOM以及涉及更改等的相關數(shù)據進行管理，在PDM系統(tǒng)進行數(shù)據管理的過程中，EBOM用以實現(xiàn)傳統(tǒng)的設計目錄的功能但是相較于傳統(tǒng)目錄，使用EBOM對航空發(fā)動機設計數(shù)據進行管理時將會使得航空發(fā)動機的設計目錄更為精確也更有層次感，以電子圖紙取代傳統(tǒng)的手工圖紙，在對航空發(fā)動機各零部件進行工藝編制時可以直接利用PDM中所存有的航空發(fā)動機相關零部件的數(shù)據來進行待加工工件的工藝編制，通過利用PDM系統(tǒng)將會使得航空發(fā)動機制造企業(yè)的設計與制造聯(lián)系更為緊密，信息交互更為順暢，有利于提高航空發(fā)動機從設計轉變?yōu)楫a品的生產效率。在航空企業(yè)中BOM貫穿于航空發(fā)動機的全生命周期中，從航空發(fā)動機的概念設計、相關參數(shù)的計算直至航空發(fā)動機各工件工藝的編制在到產品零部件的加工、裝配。PDM主要目的是實現(xiàn)航空發(fā)動機生產和過程資源的整合，以便在航空發(fā)動機的整個生命周期中都能夠對航空發(fā)動機的相關數(shù)據進行編輯和管理。為實現(xiàn)這一目標離不開BOM的參與與支持，且在各個不同的階段會賦予BOM不同的視圖。在航空發(fā)動機的生命周期中主要有工程設計、工藝設計、制造等幾個重要的階段且每個階段有不同的側重點，從而使得各部門所看到的BOM視圖也是有所差異的，工程設計階段所對應的是EBOM、工藝設計階段所對應的是PBOM、工程制造階段所對應的是MBOM。在上述幾個BOM中，PBOM主要對航空發(fā)動機的零部件加工、工藝流程、材料以及零部件的裝配順序等機型反應，PBOM集中體現(xiàn)了物料在航空發(fā)動機的整個制造周期中的變化過程，PBOM對于大型、精密設備的加工制造有著極為重要的意義，其對于航空發(fā)動機的加工制造有著先導指引作用，在航空發(fā)動機制造企業(yè)中通過對EBOM和PBOM進行分析重構，從而使得兩者之間的交流聯(lián)系更為緊密，相較于傳統(tǒng)的信息交互模式，使用BOM這種單一主線來對航空發(fā)動機生產各環(huán)節(jié)進行管理，通過BOM這一數(shù)據源實現(xiàn)生產各環(huán)節(jié)之間的信息及時交互提高了信息交互的時效性和效率。CAPP是工藝設計中輔助工藝設計人員進行產品生產工藝編制的重要技術，基于PDM平臺所發(fā)展的集成系統(tǒng)實現(xiàn)了PDM與CAPP之間的數(shù)據無縫交互，在應用的過程中，CAPP將航空發(fā)動機生產所需要的零部件工藝信息等傳輸至PDM系統(tǒng)中進行數(shù)據管理，同時CAPP從PDM系統(tǒng)中獲取航空發(fā)動機的模型信息、各零部件的材料構成等的信息。完成了對于航空發(fā)動機的設計和工藝的編制后將所完成的信息傳輸至PDM數(shù)據庫中交由CAM系統(tǒng)來對航空發(fā)動機各零部件加工時的刀軌信息進行模擬及加工代碼的編制。

2.3 PDM系統(tǒng)應用與航空制造企業(yè)中所取得的效果

在航空制造企業(yè)中所應用的PDM系統(tǒng)，其會根據企業(yè)所指定的管理規(guī)則對航空發(fā)動機的相關信息進行協(xié)調控制，從而使各項修改信息能按照流程流轉到下一個環(huán)節(jié)，從而縮短了航空發(fā)動機的開發(fā)周期，提高了企業(yè)的生產效率。在航空發(fā)動機生產制造的全生命周期中都采用單一數(shù)據來進行管理，并對航空發(fā)動機的各項數(shù)據進行及時地更新，以保障航空發(fā)動機在設計、工藝編制及生產制造過程中數(shù)據的一致性。在航空制造企業(yè)的產品設計階段，通過利用三維建模技術來對航空發(fā)動機中的各組件進行三維數(shù)字建模并對各建模組件利用三維技術進行整機裝配、管路設計和各零部件的強度建模分析，以確保航空發(fā)動機設計的準確性與可靠性。在航空發(fā)動機的工藝編制環(huán)節(jié)，通過對PDM數(shù)據庫中所共享的設計圖紙進行三維分析、工藝的編制、加工過程的三維模擬，從而有效地保證了航空發(fā)動機加工工藝編制的準確性，從而使得加工風險大為降低，在降低航空發(fā)動機制造成本的同時縮短了產品的生產、加工周期，保證了航空發(fā)動機的加工質量。

結語

PDM集成技術在航空制造企業(yè)中的應用有效地提升了航空企業(yè)產品設計、制造全流程的信息化水平，加強了航空企業(yè)產品各環(huán)節(jié)之間的信息交互，提高了航空企業(yè)產品研制工藝的準備效率和質量，從而使得航空企業(yè)在產品的全生命周期被大為縮短，提高了企業(yè)的生產效率。

參考文獻

[1]趙娜.航空制造企業(yè)PDM集成技術應用研究[J].航空標準化與質量，2013（4）：41-45.

[2]王莉娟，寧汝新，張旭.數(shù)字化制造中的PDM與CAPP集成技術[J].航空制造技術，2005（5）：48-50.

[3]羅明彥.飛機制造企業(yè)ERP與PDM的集成應用研究[J].機械設計與制造工程，2011，40（23）：23-26.