周霜

航空工業(yè)哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 黑龍江哈爾濱 150000

直升機(jī)數(shù)字化裝配工藝技術(shù)可以說(shuō)是直升機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)以及制造的關(guān)鍵，現(xiàn)在國(guó)際先進(jìn)直升機(jī)制造企業(yè)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了數(shù)字化裝配工藝，可對(duì)整個(gè)裝配流程進(jìn)行模擬仿真，更及時(shí)的發(fā)展其中存在的問(wèn)題并調(diào)整，為正式裝配提供可靠支持。

1 直升機(jī)裝配工藝特點(diǎn)

直升機(jī)整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜性與系統(tǒng)性非常強(qiáng)，生產(chǎn)制造需要大量的構(gòu)件和零部件作為支持，這樣就決定了整個(gè)裝配過(guò)程的技術(shù)性與專(zhuān)業(yè)性特點(diǎn)，必須要有專(zhuān)業(yè)、規(guī)范、統(tǒng)一、合理的配套規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)作為支持。直升機(jī)裝配需要面對(duì)的是大量的零組件、成品，統(tǒng)一按照設(shè)計(jì)圖紙與技術(shù)條件在直升機(jī)上進(jìn)行安裝、連接與調(diào)試等作業(yè)，是直升機(jī)生產(chǎn)制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高裝配工藝執(zhí)行效率，對(duì)推進(jìn)直升機(jī)的整體生產(chǎn)水平具有重要意義?？梢院?jiǎn)單的將直升機(jī)裝配工藝看作為一個(gè)“自頂向下，逐步求精”的過(guò)程，需要在裝配前確定個(gè)裝配元素之間鉸接供應(yīng)技術(shù)狀態(tài)，參考圖紙以及專(zhuān)業(yè)規(guī)范，明確裝配順序，理順各道工序、工步以及各組成元素之間的先后關(guān)系[1]。面對(duì)復(fù)雜的裝配工藝，雖然現(xiàn)在我國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)已經(jīng)在很大程度上實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，但是對(duì)于制造工藝來(lái)講，大部分還是以串行模式為主，數(shù)字化還僅限于機(jī)械加工，無(wú)法推動(dòng)整個(gè)裝配模式的轉(zhuǎn)變，因此還需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上做更深入的研究。

2 直升機(jī)數(shù)字化裝配流程

2.1 建立裝配協(xié)調(diào)體系

數(shù)字化裝配為直升機(jī)數(shù)字化協(xié)調(diào)體系的重要部分，而想要建立協(xié)調(diào)裝配體系，則需要基于直升機(jī)裝配工藝特點(diǎn)，構(gòu)建基于企業(yè)網(wǎng)的協(xié)同作業(yè)環(huán)境，包括設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、零件制造以及裝配等多個(gè)部門(mén)，確保相互之間協(xié)同工作，為裝配工藝的可靠落實(shí)提供保障。同時(shí)，還需要落實(shí)直升機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理和控制，為解決直升機(jī)改型問(wèn)題，可避免重用性問(wèn)題的產(chǎn)生。整個(gè)企業(yè)內(nèi)統(tǒng)一執(zhí)行一套規(guī)范體系，包括數(shù)字簽名審核制度與工作流控制制度，不僅要做好裝配流程的控制，還需要通過(guò)裝配來(lái)推動(dòng)設(shè)計(jì)以及制造環(huán)節(jié)的開(kāi)展，真正達(dá)到數(shù)字化裝配自動(dòng)化目的[2]。

2.2 數(shù)字化預(yù)裝技術(shù)

為精確的控制直升機(jī)裝配流程，確保每道工序執(zhí)行的規(guī)范性與有效性，還需要制定一套結(jié)合模型與文件綜合屬性信息，在進(jìn)行裝配的同時(shí)，對(duì)不同構(gòu)件產(chǎn)品的裝配順序進(jìn)行確定，為整個(gè)工程的開(kāi)展打好基礎(chǔ)，更是推動(dòng)整個(gè)企業(yè)裝配工作良好開(kāi)展的前提。以設(shè)計(jì)工程師定義的飛機(jī)模型為依據(jù)，通過(guò)Bulid-it軟件將其分解成最底層零件級(jí)實(shí)體模型，且與裝配工藝順序進(jìn)行結(jié)合，確定設(shè)計(jì)裝配結(jié)果與工藝計(jì)劃裝配結(jié)果之間存在的差異，通過(guò)對(duì)裝配順序以及零件的調(diào)整，來(lái)將此差異消除。由此得到的圖號(hào)能夠更真實(shí)的反映工藝裝配順序，在零件設(shè)計(jì)與工藝裝備的同時(shí)，完成裝配工藝流程的設(shè)計(jì)，利用更少的時(shí)間，來(lái)完成所有裝配作業(yè)，且減少裝配與設(shè)計(jì)之間的偏差，減少后續(xù)環(huán)節(jié)的返工問(wèn)題，提高裝配綜合效果。

2.3 數(shù)字化裝配寫(xiě)真

將仿真技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化裝配的重點(diǎn)，并對(duì)裝配過(guò)程進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可裝配性的評(píng)價(jià)。對(duì)直升機(jī)裝配過(guò)程進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，需要基于實(shí)際情況，對(duì)整個(gè)裝配過(guò)程進(jìn)行合理劃分，形成多個(gè)裝配單元，然后以并行的方式進(jìn)行裝配，提高裝配綜合效率。其中，可裝配性評(píng)價(jià)反應(yīng)了裝配工藝執(zhí)行的難易程度和相應(yīng)成本，決定了裝配方案是否需要修改。仿真技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)直升機(jī)數(shù)字化裝配過(guò)程進(jìn)行更深一步的優(yōu)化，包括裝配順序、裝配路徑、容差分析、裝配過(guò)程等[3]。以裝配過(guò)程模擬軟件為依據(jù)，對(duì)產(chǎn)品裝配過(guò)程進(jìn)行定義，完成各零部件的裝配順序，并對(duì)工程現(xiàn)有的所有裝配條件進(jìn)行模擬，合理安排工作時(shí)間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)裝配路徑的調(diào)整優(yōu)化。最為重要的則是最后一個(gè)環(huán)節(jié)的裝配過(guò)程仿真，通過(guò)仿真軟件評(píng)價(jià)裝配流程的合理性，確定每道工序執(zhí)行性，提前發(fā)現(xiàn)并解決存在的不合理問(wèn)題，減少設(shè)計(jì)與裝配之間的偏差，以免后續(xù)再次調(diào)整修改浪費(fèi)時(shí)間和成本。

3 直升機(jī)數(shù)字化裝配優(yōu)化

3.1 數(shù)字化裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)

為進(jìn)一步推動(dòng)直升機(jī)數(shù)字化裝配工作的實(shí)現(xiàn)，建立數(shù)字化裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)，收集專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，建立直升機(jī)裝配工藝知識(shí)庫(kù)，如果在裝配設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以采取人機(jī)交互的智能方式得到一系列裝配特征，且利用該特征來(lái)從知識(shí)庫(kù)內(nèi)檢查搜索相應(yīng)的知識(shí)條目，并通過(guò)一系列相似性度量發(fā)來(lái)對(duì)檢索到的知識(shí)條目進(jìn)行評(píng)估，得到解決問(wèn)題的最佳方案。同時(shí)，面對(duì)不同的實(shí)際問(wèn)題，很多情況下需要對(duì)解決方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，然后將最終結(jié)果作為裝配指令文件輸出給用戶，用于解決裝配問(wèn)題。

3.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程

第一，問(wèn)題形成。利用PDM等數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成，快速獲取得到待解決問(wèn)題，整個(gè)過(guò)程分為BOM集成、結(jié)構(gòu)特征獲取以及其他特征獲取。第二，推理匹配。該環(huán)節(jié)為系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，利用推理匹配算法來(lái)計(jì)算得到待解決問(wèn)題和知識(shí)庫(kù)內(nèi)案例之間的相似度，根據(jù)此來(lái)分析得到問(wèn)題解決問(wèn)題，主要可分為結(jié)構(gòu)特征相似度匹配與其他特征相似度匹配。其中，裝配結(jié)構(gòu)特征相似度計(jì)算為系統(tǒng)運(yùn)行的必要條件，而其他裝配特征則可細(xì)分為材料特征、定位特征以及設(shè)計(jì)特征等。第三，知識(shí)庫(kù)應(yīng)用?；谙到y(tǒng)知識(shí)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)信息來(lái)得到解決裝配設(shè)計(jì)問(wèn)題的方案，主要包括推薦實(shí)例排序候選、推薦實(shí)例修改輸出、新知識(shí)獲取三個(gè)方面。通過(guò)知識(shí)庫(kù)可以按照一定排序標(biāo)準(zhǔn)得到匹配推理后的最佳方案，并從所有知識(shí)條目中選擇某一條知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行修改后得到新的解決方案，保證直升機(jī)裝配工序可以順利執(zhí)行。

4 結(jié)語(yǔ)

直升機(jī)數(shù)字化裝配是行業(yè)發(fā)展的必然需求，我國(guó)對(duì)于此方面的執(zhí)行和應(yīng)用與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定差距，仍需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行研究和優(yōu)化，爭(zhēng)取通過(guò)數(shù)字化裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，解決存在的問(wèn)題，提高裝配綜合效果。