分析直升機產品設計與工藝裝備并行設計方法

楊艷

摘 要：隨著科技進步，在直升機產品設計與制造上越來越多的采用信息化技術。與傳統技術相比，現代設計方法更好地推動了直升機設計技術的發展，而加入了集成化軟件之后對直升機制造也產生了積極影響。本文就直升機產品設計與工藝裝備并行設計方法做了簡要分析。

關鍵詞：直升機產品設計與工藝 裝備并行設計 分析

中圖分類號：TP13 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0064-01

直升機制造技術一直在不斷革新，近年來更是發生了根本性變革。傳統直升機制造方法大多為設計成型模板，然后根據模板進行樣件、零件的制作和裝配，而現在的制造技術已經更多趨于數字化，樣機制作、裝配技術等都已與計算機技術相聯系。雖然新技術的應用對于直升機制造有很大的推動作用，但同時也要求了更高的工裝設計和制造技術。

作為有高技術含量的產品，當采用新技術時，即代表舊有技術即將過時，所以在設計思想、技術和方法方面都需要相關人員有質的轉變，只有接受直升機制作新技術的復雜化和綜合化，才能做好轉變工作。

1 傳統直升機產品設計和工藝裝備設計過程

傳統直升機在設計中常常把產品設計和工裝設計分離開，兩者只有呈遞關系，不具備并行關系。而設計流程主要為：當確定所研制直升機的總體方案后開始進行具體設計，具體設計后完成的圖紙交由制造廠商，協調好制造工藝后由其進行制造。制造廠商的工裝部門將圖紙上的制造任務分解后分配給各個車間，進行分別制造。可以看出，直升機的產品設計、具體設計再到工裝設計、產品制造是以流水線方式進行的，只有上一環完成才能進行下一環，這種方式雖沒有錯誤，但是增加了時間成本。

直升機的設計和生產過程分以下幾個階段：

（1）根據對直升機的基本要求進行概念設計。

（2）當概念設計通過后，開始對直升機布局進行總體設計，并對主要零件結構等進行分別設計。

（3）總體設計完成后，要對直升機工作時的各項參數、性能規劃、對工裝的要求等進行詳細的設計，最后以設計圖紙作為結論。這是直升機設計方面最重要的階段。

（4）在正式生產前要試制產品，并進行試驗。

（5）試驗通過后可以將設計定型。

（6）生產定型階段。

（7）進入生產階段，即制造廠商開始制造直升機，工裝部門根據圖紙分配給各個生產車間工裝任務，由其制造其中一部分，最后將各個部分進行組裝成型。

2 直升機產品設計與工藝裝備并行模式的形成

傳統直升機設計方法采用串行方式進行，一旦某個環節出現錯誤，必須按順序返回上一層重新進行相應工作，明顯增加了時間成本與設計人員的負擔。

而在引入數字化技術后，直升機的設計工作就由串行變為并行，總體設計、結構設計、工藝設計等可以同時進行，并可以實時制定每一個產品的信息模型，在提高設計效率和質量的同時降低了研制成本。

隨著直升機型號、功能不斷增加，建造周期不斷壓縮，傳統串行設計、制造模式已經不能適應現代的節奏。唯一的解決方案就是合作。多個部門共同設計、多個廠商共同制造直升機可以大大提高效率。作為這種合作模式保障的就是一個共享資源、信息的協同工作平臺，這種信息化平臺可以使多個不同地方的人共同探討設計或制造問題，同時實時跟蹤進度，查詢信息，使設計和制造工作有條不紊地進行。這種設計和制造方法實現了并行化，多個不同的項目同時進行，與串行方法相比，這種方法不但提高了效率，而且在出現問題后可以在同一層內查找、解決問題，不必返回上一層或更上層，更是不同專家、工程師共同解決，對于解決問題的質量和徹底性都有很大幫助。

3 傳統設計流程與現行并行工程設計方法存在的不足

經過多年的直升機制造實踐，傳統設計方式已經形成了比較成熟的理論和相應的規范，這樣在直升機設計時就有了更多的參考。但是，這種設計方法采用串行方法設計直升機，每一步驟都很繁瑣，當完成幾個步驟后，不但耗費了大量時間，而且設計人員也會感到疲憊，從而影響以下步驟的設計質量，這種問題在傳統直升機設計中不可解決。

另外，傳統設計方法的技術有限，工裝設計中，設計人員僅憑大腦很難完整想象出各個零件形狀及空間上的位置關系，這樣在干涉檢查中就不能做到全面檢查，不但很難提出設計優化方案，甚至會遺漏有問題的設計。

從以上可以看出，傳統工裝設計的質量不高、效率較低，而采用CAD技術對直升機全機外形和內部結構作數字化模型是新型技術。但是這種技術應用在這一領域也存在很多不足：

第一，不能完全滿足工裝設計思路。

第二，由于直升機零件的規格、尺寸等并不是一成不變，即找不到標準模型，所以只能二次開發軟件進行具體工裝的三維數字化定義，效率還是達不到人們的期望。

產品和工裝設計并行是應對直升機研制周期越來越短的好方式，但是由于市場、客戶要求、采用新材料等原因，直升機從概念設計到定型之間難免會出現改動，因此在工裝設計上也要一并修改。

工裝設計變更一般分為兩種：

第一，直升機內部一個小零件的增加、刪除或者形狀的改變都可能導致總體設計的改變，這時工裝布局結構就要重新設計。

第二，對于直升機相應部件的尺寸更改，工裝設計時相應的結構、位置等也要更改。

4 結語

通過將直升機產品設計、工裝設計的并行性和串行性相比之后，我們會發現并行方法大大優于傳統串行方法，不但節省時間成本，而且能夠提升直升機質量，并行性設計方法會是以后很長一段時間內的主流方法。

在看到并行性設計方法的好處后，我們不能忽視這種方法是建立在數字化技術之上的，只有建立完善的協同工作平臺，并利用相應數字化技術輔助設計工作，才能讓這種方法發揮出應有的效果。

所以，各個企業、單位都要與時俱進，積極跟蹤新方法、新技術，不斷探索創新新的直升機設計、制造技術，從根本上提升自身的競爭力。

參考文獻

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