基于VPM的并行工程在飞机研制过程中的研究初探

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1、。㈣⋯。。。¨。、。侧。∞。，叭硼。帅积大飞机数字化制造技术基于VPM的并行工程在飞机研制过程中的研究初探InitialResearchofConcurrentEn酉neeringBasedonVPMinAircraftProduction中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司孙炜许旭东余志强孙炜航空宇航制造工程硕士．工程师．现任职于成都飞机工业(集团)有限责任公司信息技术部，从事制造业信息化工作。曾参与民机转包生产建模、钣金有限元仿真系统开发、VPM系统开发、cAPP系统开发、MPM系统开发等多项工作．获得集团级科技成果1项．公司级科技成果2项，专利1项。飞机研制具有技

2、术难度大、质量要求高、涉及专业多、周期时间短等特点，尤其是对于全新研制的飞机来说，产品设计、工艺设计和生产准备本文介绍了并行工程与成熟度的概念以及国内现有飞机设计／制造异地协同模式，在此基础上，提出了一种基于VPM的设计／制造并行工程模式，该模式通过成熟度的划分与升降级控制，实现了产品设计、工艺设计与工装设计三者并行协同，从而缩短了整个产品研制周期，并能从根本上解决厂所分离模式下导致的跨平台异构系统间数据迁移所带来的隐患。的工作量很大，按照传统的串行研制模式已经难以满足现代飞机研制的进度要求，必须进行研制模式的变革与创新⋯。随着全球经济一体化进程的不断加快，市场竞争日趋激烈

3、，数字化、信息化技术飞速发展，企业竞争的重点不再仅仅局限在产品本身，而已经转移到了企业组织结构、运营机制等流程上来，因此飞机研制方式也正在从以产品为中心向以过程为中心的模式转变

4、2f。目前，国内各主要型号项目均已采用了异地协同研制模式，通过基线控制实现了从设计端到制造端的全过程管控，并通过预发放形式实现了设计数据的提前发放，为下游的工艺设计和生产准备争取了宝贵时间，从而缩短了总的研制周期。但是，对于设计制造一体化的综合性航空企业来说，由于其本身已经具备了独立的产品研发能力，因此这种厂所异地协同模式或许并不是最佳的应用途径，至少从并行工程的应用深度来看，仍有较大潜力可挖。鉴于

5、此，本文提出了一种基于VPM的飞机设计／制造并行工程模式，在目前采用VPM进行产品设计的主流环境下，该模式能够让制造单位基于VPM提前访问产品数据，并根据成熟度开展相应丁艺设计与工装设计工作，从而更加有效地缩短产品研制周期。VPM简介ENOVIAV5VPM是法国2013年第13期·航空制造技术47篦论坛ⅫuM．一—■■■■■■■●■■●■■■厂———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一一——DassaulfSyslem公司ENOVIA产品线旗下的一款软件，其

6、主要作用是支持虚拟研发阶段的产品建模与管理，即在产品的总体定义、方案设计、初步设计等阶段实现产品结构管理与关联设计，并通过成熟度控制来实现各专业问的并行协同。具体来说，VPM采用的是C／s(客户端／服务器端)架构，服务器端由3部分组成：应用服务、数据库、电子仓库(Vault)；客户端主要存在两种应用模式：VPMClassicC1ient与VPMNavigaIor，前者包括项目管理、更改管理、内容管理、生命周期管理、供应链管理等模块，后者作为cATIA的一个功能模块内嵌在CATIA环境中实现在线关联设计"I．见图l。数据_圈1VPM基础构架波音公司在波音787项目中通过应用V

7、PM，布置了超过3000套节点，形成了波音公司及其供应商从流程、系统、培训、架构、软件到支持等全方位的解决方案，实现了全球设计合作伙伴与供应链的有序链接，覆盖了从初步设计、详细设计、制造、装配、运行和服务的全生命周期各阶段内部和阶段之间的并行协同过程，并使B一787不同构型的产品研发缩短了近2年的时间，减少了约l5％～40％的设计成本

8、4l。持过程)的系统方法。这种方法要求从一开始就考虑产品在整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。并行工程的目标是为了提高质量、降低成本、缩短研制周期和上市时间，它强调产品设计与工艺设计、生产准备、采

9、购、生产等活动并行交叉进行，同时更加强调系统集成与整体优化[5l。成熟度(Maluritv)是对产品数据完成情况和详细程度的描述，并且将达到一定技术状态的产品数据(包括产品结构信息、几何信息、工艺信息、分析结果、技术说明和检测结果等)提供给用户。以便后续工作顺利开展。在数字化飞机产品研制的业务流程中，为产品数据的对象及其关系赋予成熟度标识，可以反映该对象从设计到发布的进展情况，为相关工作的并行协同提供依据。通过定义各级成熟度，可以对产品数据的完成情况进行计划和管理，为产品研制流程中的里程碑节点控制提供依据；通过建立