航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額測(cè)算方法分析

郭鳳國(guó)+原志翔

摘 要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要體現(xiàn)。對(duì)比于一般的機(jī)械加工制造，航空零部件對(duì)機(jī)械加工的精度要求更高，避免因加工質(zhì)量缺陷而影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用質(zhì)量和使用壽命。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械零部件的加工中尤其是在對(duì)葉片進(jìn)行加工時(shí)為避免加工工序出現(xiàn)偏差，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工工序進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)算。文章在分析工時(shí)定額特性的基礎(chǔ)上提出了基于SLFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算新方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的快速估算.

關(guān)鍵詞：工時(shí)定額；SLFM；特征參數(shù)；航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片

前言

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工是航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。為做好對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工制造，在航空企業(yè)生產(chǎn)制造中需要依照航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的精確計(jì)算來(lái)規(guī)劃布控企業(yè)管理規(guī)劃、生產(chǎn)調(diào)度、成本控制等多個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)合理的調(diào)度規(guī)劃實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工環(huán)節(jié)、加工結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而確保航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片生產(chǎn)高效、穩(wěn)定的進(jìn)行。在現(xiàn)今的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工制造過(guò)程中，大量的使用現(xiàn)今的五軸數(shù)控加工設(shè)備，做好航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的計(jì)算從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)控加工設(shè)備的合理調(diào)配是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片正常生產(chǎn)的重要保證。

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額現(xiàn)狀分析

在國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額中主要采用的是人工查表法，此種方法既不科學(xué)也不效率，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的不斷引入，新的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額方法（如計(jì)算機(jī)查表法、數(shù)模分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及混合法）被逐漸的引入到航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額中，在為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額帶來(lái)方便、高效的同時(shí)也存在著一些不足，以計(jì)算機(jī)查表法為例，其需要將航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的量大且維護(hù)較為繁復(fù)，影響計(jì)算機(jī)查表法的應(yīng)用效果。數(shù)學(xué)模型法在應(yīng)用的過(guò)程中對(duì)于數(shù)學(xué)模型的建立和應(yīng)用要求較高，不利于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額工作的順利進(jìn)行。而在現(xiàn)今廣為使用的BP網(wǎng)絡(luò)模型，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的計(jì)算、規(guī)劃過(guò)程中存在著網(wǎng)絡(luò)性差、容易陷入局部最小的局限性。為規(guī)避上述航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額方法中所存在的缺陷，通過(guò)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算過(guò)程中各主要影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出了基于SLFM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算新思路，通過(guò)將各影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算的特征參數(shù)作為模型的網(wǎng)絡(luò)輸入，通過(guò)與航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工件相似、相匹配零件進(jìn)行對(duì)比規(guī)劃構(gòu)建航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的準(zhǔn)確計(jì)算和劃定，保障了航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算方法與網(wǎng)絡(luò)模型的建立

2.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)計(jì)算方法

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在生產(chǎn)的過(guò)程中具有種類(lèi)繁多、加工精度要求高等的特點(diǎn)。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工過(guò)程中需要在分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片毛坯料材料、毛坯料尺寸大小以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)、所采用的加工方式等的特征參數(shù)。在采用數(shù)控加工方式來(lái)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工進(jìn)行加工的過(guò)程中，對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工的加工特性可以對(duì)其按照相似原則不同種類(lèi)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行規(guī)劃分類(lèi)，并對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工時(shí)的各種代表因素作為特征參數(shù)，并航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片數(shù)控加工時(shí)葉片的特征信息與工時(shí)信息等進(jìn)行規(guī)劃分類(lèi)，并對(duì)這些特征信息進(jìn)行建模計(jì)算以對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的數(shù)控加工工時(shí)進(jìn)行計(jì)算。

在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，在對(duì)同類(lèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片各影響數(shù)控加工工時(shí)的各類(lèi)特征參數(shù)進(jìn)行提取篩選歸納分析，將這些歸納后的參數(shù)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額模型的輸入，將同類(lèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工時(shí)定額作為輸出完成對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額計(jì)算網(wǎng)絡(luò)模型的建立。對(duì)于一種全新的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行工時(shí)定額計(jì)算時(shí)，首先對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片中的各類(lèi)特征參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，而后從數(shù)據(jù)加工的數(shù)據(jù)庫(kù)中選用相似零件集來(lái)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額模型的訓(xùn)練樣本來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，最后根據(jù)匹配最相似的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)計(jì)算航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工時(shí)。

2.2 建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)影響因素體系

在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行工時(shí)計(jì)算的過(guò)程中，要選取影響零件工時(shí)的主要因素來(lái)作為相應(yīng)的特征參數(shù)完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)影響因素體系的建立。在對(duì)相應(yīng)特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有典型航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的外形結(jié)構(gòu)參數(shù)、加工工藝參數(shù)等，對(duì)影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)的各種參數(shù)進(jìn)行提取并綜合歸納，從而對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額過(guò)程中的各類(lèi)參數(shù)如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的種類(lèi)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的截面形狀、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的減震結(jié)構(gòu)形狀、尖部形狀、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片根部形狀、葉片尺寸、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的材料種類(lèi)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片毛坯料形式以及所采用的數(shù)控加工設(shè)備等的各種特征信息進(jìn)行提取歸納。在上述幾種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片特征參數(shù)的基礎(chǔ)上完成對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)影響因素體系的建立。在上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的特征參數(shù)中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的種類(lèi)表示的是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的分類(lèi)特征，根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片用途的不同，不同種類(lèi)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在結(jié)構(gòu)和功用上具有較大的差異。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的截面形式的不同可以分為等截面、變截面以及根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)所建立起來(lái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片空間曲面等，這一參數(shù)與航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工的工藝性具有極大的差異性。航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)形狀表示的是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工面的形狀和復(fù)雜程度的特征。此外，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的材料對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工具有極強(qiáng)的影響。

2.3 做好航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片相似零件的檢索匹配

完成了對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片各種特征因素的提取和歸納后通過(guò)對(duì)現(xiàn)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行相似度匹配以確定航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的相似性，并在此基礎(chǔ)上完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的計(jì)算制定。通常來(lái)說(shuō)，對(duì)于同種類(lèi)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片具有相似的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工特性。因此，在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行相似度檢測(cè)時(shí)首先需要選取航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片種類(lèi)相同的典型葉片，而后通過(guò)對(duì)其他幾種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的特征因素進(jìn)行匹配，并完成兩航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片之間的相似度計(jì)算，得出兩航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片之間的相似度值，將相似度值按照降序進(jìn)行排列。在相似度值的選取中需要設(shè)定一個(gè)閥值，小于這一閥值的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片相似度值將予以剔除，同時(shí)需要對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的相似數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行充分的建立。

2.4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與精度分析

完成對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片特征庫(kù)建立的基礎(chǔ)上，通過(guò)將航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片中的各種特征參數(shù)變量輸入到網(wǎng)絡(luò)模型中得出所計(jì)算的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額，而后將這一航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額值與BP網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比以驗(yàn)證航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的網(wǎng)絡(luò)精度，從而對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。

3 結(jié)束語(yǔ)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額是航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片加工過(guò)程中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。本文在分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出了基于SLFM模型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額新方法，并與BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證以確定了此種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片工時(shí)定額方法的準(zhǔn)確性。

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