航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建與應(yīng)用

沈麗娟 崔薇薇

（中國(guó)航發(fā)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，遼寧 沈陽 110015）

航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建與應(yīng)用

沈麗娟 崔薇薇

（中國(guó)航發(fā)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，遼寧 沈陽 110015）

介紹了以航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)應(yīng)用的小零件資源為基礎(chǔ)，進(jìn)行積累、整合和創(chuàng)新，將成熟程度和通用程度高的小零件提升為標(biāo)準(zhǔn)件，同時(shí)組織標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，即建立小零件CBB資源庫推廣應(yīng)用，探索出了適合航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制實(shí)際的小零件發(fā)展思路，即設(shè)計(jì)小零件－選用標(biāo)準(zhǔn)件－標(biāo)準(zhǔn)件CBB，有利于提高小零件的標(biāo)準(zhǔn)化水平和航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化程度。

燃?xì)廨啺l(fā)動(dòng)機(jī)；標(biāo)準(zhǔn)件；數(shù)據(jù)庫

航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的研制總要求和標(biāo)準(zhǔn)化大綱中都對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)化程度提出了要求，標(biāo)準(zhǔn)化程度一般用“標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)”來表征，而影響發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化程度最大的因素就是標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用的比例。因此，要想實(shí)現(xiàn)要求的標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)，需要最大化的保證發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件的使用比例，實(shí)現(xiàn)航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)小零件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

此外，隨著航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制工作的深入開展，新型號(hào)不斷立項(xiàng)，改進(jìn)改型系列發(fā)展，型號(hào)研制中積累的小零件資源越來越多，如何有效地利用已有的小零件資源，提高通用性和重用率，以CBB（共用基礎(chǔ)模塊）思想為牽引，引導(dǎo)設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變，推動(dòng)小零件貨架產(chǎn)品的形成，提高效率、降低風(fēng)險(xiǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品可靠性，已經(jīng)是型號(hào)研制必須正視和解決的至關(guān)重要的問題。

1 航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)小零件設(shè)計(jì)與使用現(xiàn)狀及存在問題

國(guó)外航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)小零件從研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)、鑒定到合格產(chǎn)品清單（Quali fi ed Products List，QPL）目錄管理，經(jīng)歷的是一條符合小零件特點(diǎn)的良性發(fā)展之路。在航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程中已按溫度和強(qiáng)度等級(jí)建立了完善的小零件標(biāo)準(zhǔn)體系，標(biāo)準(zhǔn)件成為貨架產(chǎn)品，廣泛在發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制中采用。例如，CFM56系列發(fā)動(dòng)機(jī)研制中采用了大量的AMS、AS、MS等標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用數(shù)量高達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)零件總數(shù)的50%以上，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化程度很高。

目前，在國(guó)內(nèi)的航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)小零件領(lǐng)域，無論是上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)還是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都還剛剛起步，尚未形成體系發(fā)展的模式，不能支持型號(hào)研制選用。國(guó)內(nèi)的航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)研制中需要應(yīng)用大約70%的小零件，但適用的標(biāo)準(zhǔn)件不多，實(shí)際采用的標(biāo)準(zhǔn)件只占零件總數(shù)的10%左右，某發(fā)動(dòng)機(jī)各類零件構(gòu)成比例見圖1，標(biāo)準(zhǔn)件的使用只有11%。

按照目前的圖樣管理制度，大部分小零件按通用件進(jìn)行設(shè)計(jì)，由各專業(yè)室負(fù)責(zé)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，依托于型號(hào)按類別一圖一件進(jìn)行設(shè)計(jì)與管理，由于溝通協(xié)調(diào)不夠，重復(fù)設(shè)計(jì)現(xiàn)象大量存在，造成結(jié)構(gòu)型式、尺寸規(guī)格種類繁多，設(shè)計(jì)技術(shù)要素不統(tǒng)一。如：螺栓在頭部型式上有六角頭、花鍵頭、十二角頭、十角頭；螺紋的選擇上有普通螺紋、加強(qiáng)螺紋、英制螺紋；長(zhǎng)度上有差0.1mm、0.2mm等的多個(gè)系列存在；材料的選擇上也是種類繁多，沒有根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求而更經(jīng)濟(jì)性地選擇等。

可見，航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)小零件的標(biāo)準(zhǔn)化水平不高，急需標(biāo)準(zhǔn)化。

2 航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫建立

2.1 總體思路

基于已設(shè)計(jì)定型/鑒定的航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)小零件技術(shù)水平先進(jìn)、成熟穩(wěn)定和被多個(gè)型號(hào)大量借用的實(shí)際情況，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)系列發(fā)展和新型號(hào)立項(xiàng)研制的需求，開展小零件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和系列化工作，實(shí)現(xiàn)通用件新設(shè)計(jì)即標(biāo)準(zhǔn)化的模式，主要包含以下幾方面內(nèi)容：

——分析、研究型號(hào)小零件資源：收集、匯總型號(hào)小零件資源，在分析研究的基礎(chǔ)上，確定進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)編制和應(yīng)用研究的小零件項(xiàng)目；

——制定標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)所選小零件項(xiàng)目進(jìn)行歸類、系列化，確定需要編制的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，在優(yōu)化品種規(guī)格，確定技術(shù)要求和性能指標(biāo)之后，編制形成標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)；

——建立標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫：建立方便查詢、易于使用、管理維護(hù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)件在型號(hào)間的共用和推廣。

2.2 技術(shù)方案

2.2.1 分析、研究型號(hào)小零件資源

針對(duì)型號(hào)研制中積累的涉及10大類近3 000個(gè)圖號(hào)的豐富的小零件資源，按照如下原則進(jìn)行梳理、分析，并確定開展標(biāo)準(zhǔn)研究的小零件項(xiàng)目：

● 經(jīng)過定型或者型號(hào)驗(yàn)證的成熟的小零件；

● 技術(shù)水平先進(jìn)的小零件；

● 型號(hào)內(nèi)通用性強(qiáng)的小零件；

● 型號(hào)間通用性強(qiáng)的小零件。

2.2.2 制定標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)

首先，對(duì)確定的小零件項(xiàng)目進(jìn)行分析研究，對(duì)小零件的品種、規(guī)格進(jìn)行系列化，確定制定標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目。

其次，在確定標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，開展具體的標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)編制。標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)的制定考慮如下幾方面原則和要求：

● 保證標(biāo)準(zhǔn)件滿足設(shè)計(jì)、安裝、使用需求；

● 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件品種、規(guī)格進(jìn)行系列化和優(yōu)化；

● 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的材料進(jìn)行整合和優(yōu)化；

● 標(biāo)準(zhǔn)件的技術(shù)要求全面、合理；

● 標(biāo)準(zhǔn)件的性能與原設(shè)計(jì)圖相比不降低；

● 借鑒國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)迭代，保證先進(jìn)性；

● 標(biāo)準(zhǔn)的編號(hào)易于識(shí)別，標(biāo)準(zhǔn)的編寫格式符合規(guī)范要求；

● 標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)便于查找和使用。

2.2.3 建立標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫

2.2.3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

構(gòu)建一套獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)對(duì)小零件進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)，并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與產(chǎn)品管理系統(tǒng)、UGNX軟件的集成。標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

其中，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器保存標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫中各類型數(shù)據(jù)信息，電子倉庫服務(wù)器保存與標(biāo)準(zhǔn)件相關(guān)的各類型物理文件。

2.2.3.2 系統(tǒng)客戶端

標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)客戶端集成在UGNX軟件中，設(shè)計(jì)人員在型號(hào)設(shè)計(jì)過程中使用這個(gè)客戶端訪問標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫，在打開標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫客戶端時(shí)，選取適用的標(biāo)準(zhǔn)件并引用到UGNX設(shè)計(jì)會(huì)話中。系統(tǒng)客戶端如圖3所示。

2.2.3.3 系統(tǒng)服務(wù)端

標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)服務(wù)端為管理人員維護(hù)各類型資源數(shù)據(jù)庫提供應(yīng)用窗口。在服務(wù)端，管理人員能夠進(jìn)行各類型資源數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、添加等維護(hù)工作。標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)如圖4所示。

3 航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件資源的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的小零件設(shè)計(jì)圖樣相比，標(biāo)準(zhǔn)件更強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)的系列化和技術(shù)要求的完整性，更重要的是它脫離了型號(hào)的束縛，解決了借用件管理的諸多麻煩，便于管理和推廣應(yīng)用。這樣一大批零件可以不用重新設(shè)計(jì)，直接由承制廠提供，并且這些零件在技術(shù)上較為成熟，已經(jīng)具有完整的工藝裝備和工藝文件，從而大大節(jié)省設(shè)計(jì)工作量和生產(chǎn)制造成本，縮短了研制周期，提高產(chǎn)品的繼承性和可靠性。

企業(yè)建立的標(biāo)準(zhǔn)件資源已經(jīng)成功應(yīng)用于10余個(gè)航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制，最大限度地避免了小零件的重復(fù)設(shè)計(jì)，極大地提高了小零件的標(biāo)準(zhǔn)化水平以及發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，降低了研制成本，提高了設(shè)計(jì)效率和發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量。并且，標(biāo)準(zhǔn)件資源逐步推廣應(yīng)用于大函道比發(fā)動(dòng)機(jī)、高推重比先進(jìn)預(yù)研發(fā)動(dòng)機(jī)及核心機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等型號(hào)/項(xiàng)目。

4 結(jié)論

以企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形式代替單個(gè)小零件圖紙，在滿足設(shè)計(jì)、安裝、使用需求，保證性能不降低、材料優(yōu)化、技術(shù)要求全面合理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了小零件品種的優(yōu)化設(shè)計(jì)及規(guī)格的系列化設(shè)計(jì)。同時(shí)，結(jié)合信息化技術(shù)手段，將標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)與資源數(shù)據(jù)庫緊密結(jié)合，以建立標(biāo)準(zhǔn)件CBB為目標(biāo)，開發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫，并實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和UGNX軟件的緊密集成，便于在發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的查詢和調(diào)用。通過在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件，使小零件設(shè)計(jì)脫離發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)小零件到選用標(biāo)準(zhǔn)件的重大轉(zhuǎn)變，探索出了適合航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制實(shí)際的小零件發(fā)展思路，即設(shè)計(jì)小零件——選用標(biāo)準(zhǔn)件——標(biāo)準(zhǔn)件CBB。

（編輯：勞邊）

V240.2

C

1003-6660（2017）01-0048-03

10.13237/j.cnki.asq.2017.01.012

[收修訂稿日期] 2016-09-24