基于PDM系統的航空發動機小零件的分類管理

沈麗娟 司榮寧

（沈陽發動機設計研究所， 遼寧 沈陽 110015）

航空發動機由眾多的零部件組成，其中小零件數量占整臺發動機零件數量的70%～80%。航空發動機小零件的種類繁多，形狀各異，結構、功能也不相同，隨著型號研制的發展，小零件的品種、規格在不斷增加，大量小零件的種類給科研、管理、生產、采購以及維護等工作帶來很多問題。因此，型號研制工作中，對航空發動機小零件進行分類管理顯得尤為迫切和重要。

1 現狀分析

沈陽發動機設計研究所目前可以提供借用的小零件有近4 000件，其中有國外的成熟機種上的小零件，也有經過多年研制定型機種上的小零件，如此之多的數量應該可以滿足在研型號中大部分小零件結構、功能的需求，但是通過對某型號航空發動機小零件進行統計發現，新設件、借用件和標準件數量分別占總數的百分比見圖1。

由圖1可以看出，在某型號航空發動機小零件中，大部分是新設計的小零件，借用的小零件只占1/10。經過調查和分析發現，造成新設計的小零件數量如此繁多的原因有以下幾個方面：

一是設計人員不知道已有什么樣的小零件，所以當面對一個新的設計任務時，便根據相關要求和自己的理解進行新的設計。

圖1 新設件、借用件和標準件數量統計圖

二是即使設計人員知道有可能已經存在完全相同的小零件，仍然會設計一個新的小零件，因為從已有的眾多型號的小零件中進行查找要比重新設計更麻煩。

三是設計人員不理解通用性的意義。當面對一個新的設計任務時，不是在原有的通用小零件的基礎上進行設計，而是進行了全新的設計。

小零件數量的膨脹，種類的無序管理為科研生產活動帶來了許多問題，不僅浪費了人力、物力，而且增加了成本。

2 航空發動機小零件的分類管理

為了規范所航空發動機小零件的使用和管理，建立了基于PDM系統的航空發動機小零件的分類庫，對航空發動機小零件進行分類管理。

2.1 遵循的原則

標準化原則、系列化原則和通用化原則。

2.2 小零件分類

采用樹狀的層次結構來表達小零件分類，對小零件進行系統的管理。這樣既可以增加重復件的使用，也可以加快在PDM系統中查找小零件的速度，從而提高系統的工作效率。小零件分類樹狀結構見圖2。

2.3 屬性分析

屬性是對小零件規格特征和技術狀態的描述。屬性的內容由兩部分組成：通用屬性（材料、表面處理、質量等）和小零件的自身的屬性（小零件的幾何尺寸）。對已經確定的各類小零件進行分析研究，哪些尺寸需要保持為常數，哪些尺寸需要定義為屬性變量；對屬性的數據類型進行詳細分析，哪些需要定義為整型，哪些需要定義為字符型，哪些需要定義為值列表。通用屬性示例見表1。

圖2 小零件分類樹狀組織結構

表1 通用屬性示例

2.4 基于PDM系統的分類管理

在充分利用現有資源的基礎上，我們進一步開發了PDM系統的功能，對航空發動機小零件進行了分類管理。

2.4.1 分類庫的建立

分類庫的建立由PDM系統管理員完成，主要包括以下幾方面工作：

● 定義屬性字典：對小零件屬性的名稱、ID、數據格式等進行詳細的定義。屬性必須唯一。

● 建立小零件分類樹狀層次結構：按照圖2的組織結構建立小零件分類的樹狀層次結構，并為各個小零件類添加屬性，子類繼承父類的屬性。

● 為了便于查詢，為每一個子類添加圖像，圖像即是帶有尺寸常量和變量等信息的二維圖形，如圖3所示。

圖3 圖像示例

● 定義用戶權限。需要PDM系統管理員明確權限分配：每個PDM用戶對數據對象（Item） 在分類庫中的實例（Instances）信息具有查找和檢索的權限；小零件所屬人只對自己的數據對象具有更改和刪除的權限。

2.4.2 分類庫的使用

● 查找

快速查找：通過類（Classes）的ID或名稱查找類；通過屬性的ID或名稱查找類。

精確查找：通過屬性值查找實例信息；通過ID號或名稱查找實例信息。對每一個實例，分類庫可以提供預覽的功能，包括二維圖樣和三維模型，如圖4、圖5所示，并且可以查看實例的屬性。

圖4 二維圖樣預覽示例

圖5 三維模型預覽示例

● 借用

在查找到符合要求的小零件時，可以直接在PDM系統中進行調用，裝配到組件中。

2.4.3 分類庫的維護

為方便數據的管理，PDM系統管理員統一負責小零件數據錄入工作。在小零件設計數據歸檔之后，由設計者發出入庫申請，審查通過后由管理員統一完成數據入庫工作。管理員在添加小零件的數據對象到小零件數據庫的同時應錄入屬性值，并由專人負責校對，以保證錄入數據的正確性。

當小零件發生更改時，必須在小零件的更改單歸檔之后，由PDM系統管理員統一對小零件數據庫中的相應數據進行更改維護。PDM系統管理員要及時對分類庫中實例的屬性等數據進行更新，始終保持分類庫中的數據是最新有效的。

3 結論

基于PDM系統實現航空發動機小零件的分類管理，對規范小零件的管理和使用具有十分重要的意義：

一是可以使航空發動機小零件的種類、規格和數量的膨脹得到有效的控制，減少PDM系統中的冗余數據。

二是不僅有利于小零件數據庫的編輯和擴充，而且也有利于達到小零件的“三化”標準。這方面的成功經驗為建立國標、航標、國軍標小零件庫提供了技術積累和保障，在航空發動機小零件分類庫的基礎上，繼續建立和擴充國標、航標、國軍標以及所標標準件庫。

三是設計人員可以方便的借用已有成熟的小零件，不必重新進行設計出圖，而且不必進行強度等試驗驗證，可以提高工作效率，降低設計成本；對于借用的發動機小零件，制造廠不必重新做工藝流水，為他們減少了不必要的浪費；有效控制小零件的種類，可以相應的減少維修工具的種類，也為維修保障部門節省了許多時間和成本。

四是我們進行分類管理的航空發動機小零件的數據，主要來源于使用UG軟件繪制的三維模型和二維圖樣，為促進在型號研制中使用UG軟件進行出圖的舉措奠定了良好的基礎，并能有效推動這一舉措的實施。