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基于工装设计标准化的航空制造效率提升策略

宋岩

哈尔滨飞机工业集团有限责任公司,黑龙江哈尔滨,150066

摘要: 近年来,在科技逐步发展与应用之下,航空制造领域逐步呈现出了自动化的发展趋势,为提高工装设计质量、解决当前工装利用效率不高的问题,需要实现工装设计的标准化发展。然而当前阶段,航空制造业的标准化工作存在滞缓发展的问题,不仅产品性能不够可靠,并且工作效率也相对低下,为此,需要采取针对设计模块、管理、工作流程、设计工具、设计模板几个方面进行标准化改造,在工装设计标准化实现的基础上进一步提升航空制造加工效率。
关键词: 航空制造;飞机装配;工装设计;标准化
DOI:10.12721/ccn.2022.157129
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航空制造装配过程中,工装技术是否先进决定着飞机制造的质量及效率。当前我国航空领域的标准化尚未实现,不仅工作效率不高、设计环节耗时费力,且多是采用人工设计方式进行工装设计。必须通过工装设计标准化的提升解决这一现状,在先进设备及计算机技术的有效应用下达到航空制造效率提升的目标,从而推进航空制造行业的发展进程。

1.基于全方位功能设计的工艺装备标准化需求

1.1全方位功能设计下的工艺装备定义

自信息技术诞生以来,数字化信息技术逐步应用于飞机工艺装备研发的各个环节当中,并且工艺装备研发理念也发生了较大转变。立足飞机工艺装备设计角度分析,工艺装备已与飞机研发过程密不可分,既融入飞机设计中的设备之中,也与具体设计活动进行了融合。为确保工艺装备需求功能的效实现,需对工艺装备标准的定义进行重新界定,既立足工艺装备设计研发的角度,将功能设计需求的满足为目标,合理化进行工装设计方案的制定,对设计细节进行梳理,并要对制造监测、仿真过程以及装备等各个产品生命周期进行合理规划设计。因此,工艺装备的研发设计工作逐步呈现出全方位功能设计的特点,工装设计中应将监测、支撑、定位、调整以及成型等各个功能的完善作为设计目标。

1.2工装标准化需求

功能设计实现过程中,应综合多种因素,将功能结构、零件选择融入到设计方案当中,且需要对当前的数据进行收集与统计,结合实验案例的分析,进行工装加工类别的总结,且要实现工装设计的模块化与结构化,并进一步实现设计的数字化。当前阶段,工艺装备的研究不断深入,因而多种标准化知识及工具逐步应用设计研发阶段,为确保工艺装备功能的完善,需要基于标准化流程进行工装设计,通过多方理论知识及道具的合理选用与有效整合,确保全方位功能设计需求的有效满足。

2.全方位功能设计下的飞机工艺装备标准化设计构架

2.1标准化体系的构建思路

当前社会发展形势下,飞机工艺装备设计标准化的需求不断转变,在标准化体系构建时,需要将数字化专业设计需求融入其中,且要实现数字化制造,并建立飞机工艺装备基础数据库,进而实现数字化的工装设计管理。

2.2标准化内容的特征

为确保飞机工艺装备数字化设计及管理要求的满足,工艺装备设计时要确保预定功能可以实现,要对传统的结构形式进行突破,因而基于全方位功能设计的工艺装备设计标准具有数字化及结构化的特征,同时还应将为功能设计服务作为设计标准,此外还应具备多种不同形式的标准化载体。

2.3标准化设计的要求

在标准化体系构建思路清晰、标准化内容特征明确的基础上,还需要建立工艺装备标准数据库,从而才能确保全方位功能设计的有效实现,且应以设计需求为依据合理化进行标准项目的调整与完善。数据库形式标准下,需基于标准要求进行各个数据的输入;要结合工具形式标准,进行各个功能的标准化设置;且应严格遵循标准化的发布流程,结合标准化的内容程序进行工装项目设计;还要对设计进行评审并进行意见提出,此外还要针对工装项目设计方案的可行性进行检测与分析。

3.工装标准化设计的具体内容

3.1实现工装设计模块的标准化

航空制造企业应立足当前的飞机工装制造装配需求,遵循标准化设计原则,针对工装设计过程中所需的设计模块实施标准化调整,构建一个标准化程度更高且内容更加完善与全面的设计模块,以此达到工装设计模块效率有效提升的目标。

3.2实现工装管理的标准化

航空制造过程当中,工装设计部门常会忽视工装管理环节,存在日常监督管理不够严格、所制定的标准化管理文件不够完善等问题。为此,工装设计部门应遵循标准化原则进行管理文件的规范化整理,特别是日常监管理中应确保文件管理工作的有效落实,通过严格的监督与管理,实现工装管理质量的提升,进而达到航空制造效率提高、产量提升的目标。

3.3实现工装设计工作流程的标准化

市场经济背景下,航空制造企业更加注重于经济效益提升,因而对工装制造的产出给予了高度的重视,然而却未能对日常监督管理方面对产出所产生的影响进行细致分析,由于工装设计工作流程存在不够合理或未严格遵守的问题,致使航空制造过程中出现了工装设计质量难以保证,设计效率无法有效提升的问题。为解决这一问题,航空制造企业必然要针对日常设计工作的具体流程进行细化,通过工作流程标准化的实现进一步提升工装设计环节所产生的效益,从而保障航空制造企业的高速发展。

3.4实现工装设计工具的标准化

随着科学技术的发展和设备的不断更新,工装设计尽管还是主要采用人工方式,但是在设计过程中运用到的设计工具越来越丰富。因此,企业应该对涉及到的设计工具有更加标准化的管理,在软件兼容、版本更新问题上做好维护和连接,从而为工装设计提供更好的技术保障。

3.5实现工装设计模板的标准化

工装设计中常常会运用不同模具、夹具以及各种各样的组件进行设计模板标准化,主要目的是减少设计步骤,从而在设计的工作量上为相关工作人员减轻工作负担,使得工作人员能够将有限的时间和精力集中在更加需要专注的地方,从而进一步提高工作效率。

4.飞机工装标准化设计中的数字化分析

飞机工装制造的数字化涵盖飞机数字化设计、制造与检测三项内容。其中,工装数字化设计指在三维数字化环境内落实对工装结构零构件设计、数字化与装配设计工作任务;工装数字化制造指在数字化设计工装模型、数字化加工设备仪器等协助下,对工装的关键属性型面、互换协调交点进行加工与装配;工装数字化检测是利用数字化检测设备设施对数字化设计、制造工装进行检测的过程。在飞机工装标准化设计与制造过程中,数字化技术的应用有效完善了飞机工装设计、制造流程,具体体现在如下方面:

4.1优化工艺装备的设计制造形式

利用三维数字量对传统技术中的实物样本模拟量进行取代,很大程度上能降低工装数目,可节省模型样板、标准样件以及工装制造样板等物件。

4.2有利于完善工装模式

目前,数控加工与安装技术在工艺装配生产制造领域中有广泛应用,可有效扭转以往工装制造分工、生产形式、作业程序以及组织管理等模式。新时期,国内航空制造企业广泛应用模拟量传导的协调体系,同时结合标准样件、模线样板的结构特征与功能,连续优化了飞机制造企业工装制造的组织体系,而该体系在建设过程中始终以专业分工为原则。

4.3进一步拓展数字化设计制造软件

数字化技术在飞机工装设计制造中的应用能持续拓展各项数字化设计制造软件,制造设备设施的应用范畴,可明显提升资源配置的科学性,弥补传统专业分工过程中存在的不足,还可整体提升工作效率。

结语:根据现工装设计在航空制造行业中的应用来看,标准化的工装设计能够有效提升航空制造的质量和效率,推动了我国航空制造业的进一步发展。在工装设计中开展设计模块、管理、工装设计工作流程、管理设计工具、设计模板等一系列标准化应用,可对工装设计部门的设计质量、设计效率进行大幅提升。设计质量提升率约为l5%且设计效率可提升25%,可大大提升航空制造企业的竞争力。

参考文献:

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