標(biāo)準(zhǔn)化在數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)中的有效運(yùn)用分析

王文俊，張永輝

（湖南南方通用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司，湖南株洲 412002）

0 引言

在機(jī)械制造業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造技術(shù)作為其中的重要組成部分，對(duì)其產(chǎn)生了非常大的影響，不僅為傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展帶來(lái)了許多機(jī)遇與發(fā)展條件，而且也帶來(lái)了許多挑戰(zhàn)，采用當(dāng)前比較常用且高效的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法開(kāi)展系統(tǒng)化改進(jìn)，并對(duì)具體的制造方式進(jìn)行優(yōu)化，已成為當(dāng)前多領(lǐng)域架構(gòu)當(dāng)中的新風(fēng)向、新標(biāo)準(zhǔn)、新要求。伴隨當(dāng)今數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、無(wú)紙?jiān)O(shè)計(jì)/制造技術(shù)以及異地網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)/制造技術(shù)的持續(xù)推新，有力推動(dòng)著產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與制造業(yè)的發(fā)展與繁榮，而標(biāo)準(zhǔn)化工作在其中的作用日漸凸顯，且越發(fā)受到企業(yè)/制造業(yè)的認(rèn)可與歡迎，為數(shù)字化產(chǎn)品的高質(zhì)量開(kāi)發(fā)、研制周期的縮短以及制造質(zhì)量的提升，提供了切實(shí)條件與要求。以下圍繞數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)技術(shù)，探討標(biāo)準(zhǔn)化工作的應(yīng)用。

1 數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化工作的相關(guān)要求

伴隨現(xiàn)階段CAD 技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展和相關(guān)配套的持續(xù)推新，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在工裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域中不斷滲透，借助各種實(shí)用、高效的數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)的具體要求，替換傳統(tǒng)落后或欠缺的工裝設(shè)計(jì)方式，已經(jīng)成為該領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展的基本趨勢(shì)。采取各項(xiàng)措施，積極推動(dòng)數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成為新時(shí)代背景下的重要內(nèi)容，不僅為工裝標(biāo)準(zhǔn)化工作帶來(lái)了許多機(jī)遇，也帶來(lái)了許多挑戰(zhàn)。在此背景下，數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要囊括如下方面：工裝設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)范化，工裝設(shè)計(jì)計(jì)劃管理規(guī)范化，工裝設(shè)計(jì)質(zhì)量規(guī)范化，基于工裝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)字化。

針對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化工作，從基礎(chǔ)層面來(lái)分析，就是數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)架構(gòu)中的基礎(chǔ)保障，但需強(qiáng)調(diào)的是，在整個(gè)數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)體系當(dāng)中，需給予持續(xù)性地完善與優(yōu)化，不斷地摸索與跟進(jìn)。為了能夠更好地做到這一點(diǎn)，無(wú)論是在數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)的規(guī)劃階段還是實(shí)施階段，均從如下方面著手，進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作的構(gòu)建與完善：①構(gòu)建實(shí)用且高效的三維數(shù)字化數(shù)模，借此完成工裝設(shè)計(jì)規(guī)范的制定；②構(gòu)建優(yōu)質(zhì)化的工裝，積極建設(shè)符合當(dāng)前需要的三維數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)模庫(kù)，向工裝設(shè)計(jì)人員提供其中較合理的方案以開(kāi)展工裝設(shè)計(jì)，以此促進(jìn)工裝設(shè)計(jì)效率的提升；③制定工裝工程數(shù)據(jù)管理規(guī)范，促進(jìn)工裝工程數(shù)據(jù)管理質(zhì)量的提升；④采取各項(xiàng)有效措施，促進(jìn)工裝設(shè)計(jì)技術(shù)、質(zhì)量和效率的提升，并加大工裝相關(guān)課題研究深度與廣度。

2 工裝設(shè)計(jì)及質(zhì)量控制規(guī)范的制定

2.1 已處于應(yīng)用狀態(tài)的工裝設(shè)計(jì)規(guī)范和質(zhì)量控制規(guī)范

（1）專(zhuān)業(yè)部分。地面設(shè)備通用設(shè)計(jì)規(guī)范，飛機(jī)裝配夾具制造與安裝規(guī)范，機(jī)加、鉗焊夾具設(shè)計(jì)制造規(guī)范，試驗(yàn)設(shè)備通用設(shè)計(jì)規(guī)范，模具設(shè)計(jì)及制造規(guī)范等。

（2）基礎(chǔ)部分。工藝裝備設(shè)計(jì)質(zhì)量控制，工藝裝備圖樣繪制規(guī)定，工藝裝備圖樣更改規(guī)定，工藝裝備訂貨技術(shù)條件的編制規(guī)定等。

2.2 正處于制定與試用狀態(tài)的數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)規(guī)范

現(xiàn)階段，許多單位已經(jīng)積極推動(dòng)數(shù)字化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作，比如某飛機(jī)設(shè)計(jì)部門(mén)，其結(jié)合自身需要，采用當(dāng)前比較常用且先進(jìn)的無(wú)紙?jiān)O(shè)計(jì)技術(shù)，通過(guò)系統(tǒng)化權(quán)衡，對(duì)傳統(tǒng)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)施有針對(duì)性與目的性的改造，為數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)工作的高效開(kāi)展提供切實(shí)保障與思路，推動(dòng)其持續(xù)性、健康化發(fā)展。工裝設(shè)計(jì)部門(mén)在設(shè)計(jì)數(shù)字化工裝時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況及需要，調(diào)用產(chǎn)品數(shù)字化數(shù)模，以促進(jìn)工裝設(shè)計(jì)速度、質(zhì)量的不斷提升。另外，為了能夠與數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的各項(xiàng)需要相匹配、相適應(yīng)，工裝設(shè)計(jì)從之前的二維平面設(shè)計(jì)向三維數(shù)字化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變；為了更好地開(kāi)展此項(xiàng)工作，專(zhuān)門(mén)構(gòu)建了融合多專(zhuān)業(yè)、彼此間協(xié)調(diào)的三維標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)體庫(kù)，方便設(shè)計(jì)人員隨時(shí)使用，不僅縮短了工裝設(shè)計(jì)周期，而且提高了工裝設(shè)計(jì)質(zhì)量。構(gòu)建覆蓋廣泛的網(wǎng)絡(luò)體系，為相關(guān)科研生產(chǎn)工作的開(kāi)展創(chuàng)造良好的環(huán)境；為了能夠最大程度提升工裝設(shè)計(jì)計(jì)劃管理水平，工裝設(shè)計(jì)部門(mén)還專(zhuān)門(mén)構(gòu)建了相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，用于工裝訂貨信息的接收，并構(gòu)建了實(shí)用化程度高的數(shù)據(jù)庫(kù)。

為了更加高效地進(jìn)行數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)，制定如下管理規(guī)范：①制定產(chǎn)品數(shù)模調(diào)用管理規(guī)范，管理專(zhuān)門(mén)構(gòu)建的產(chǎn)品數(shù)模調(diào)用記錄數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)需要調(diào)用產(chǎn)品數(shù)模的設(shè)計(jì)人員，需始終秉持產(chǎn)品數(shù)模調(diào)用登記制度，為產(chǎn)品數(shù)模使用情況的有效追蹤提供方便，并切實(shí)提升工裝設(shè)計(jì)質(zhì)量；②制定工裝設(shè)計(jì)圖庫(kù)與管理規(guī)范，管理已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的工裝圖庫(kù)，為了能夠更好地進(jìn)行管理，要求工裝設(shè)計(jì)人員依據(jù)產(chǎn)品的類(lèi)型差異構(gòu)建工裝圖庫(kù)，統(tǒng)一管理工裝圖樣文件，準(zhǔn)確記錄已完成工裝設(shè)計(jì)的各類(lèi)工裝文件信息，如設(shè)計(jì)人員姓名、入庫(kù)時(shí)間等，為統(tǒng)一化調(diào)用與管理提供切實(shí)方便；③制定工裝圖樣更改管理規(guī)范，管理已入庫(kù)工裝圖樣文件的調(diào)整或更改，內(nèi)容為換版圖紙發(fā)放表、填寫(xiě)工裝工程圖樣更改等，指派專(zhuān)人從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用圖像文件，借助網(wǎng)絡(luò)向申請(qǐng)人發(fā)送，完成更改工作后指派專(zhuān)人實(shí)施入庫(kù)消零工作，并且根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要，對(duì)時(shí)間進(jìn)行更改。通過(guò)制定上述管理規(guī)范，可更改工裝圖樣，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤管理，以此為工裝設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升提供切實(shí)保障。另外需要指出的是，為了能夠便于記錄工裝更改情況，可選擇VF（Visual FoxPro）編制數(shù)據(jù)庫(kù)，其有著比較強(qiáng)的綜合實(shí)用性。

2.3 已處于完成狀態(tài)的數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）產(chǎn)品工裝工程數(shù)據(jù)管理通用要求。此標(biāo)準(zhǔn)以產(chǎn)品數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)過(guò)程中的工裝工程數(shù)據(jù)管理為對(duì)象，圍繞其制定各項(xiàng)通用規(guī)范或要求。內(nèi)容為：產(chǎn)品數(shù)模管理及生產(chǎn)訂貨管理等，產(chǎn)品工裝工程圖設(shè)計(jì)信息的備份、儲(chǔ)存及輸出管理，更改航空產(chǎn)品工裝工程圖方面的管理與控制。

（2）以CATIA 工裝模型為基礎(chǔ)的預(yù)裝配及其與產(chǎn)品模型之間的協(xié)調(diào)要求。此規(guī)范多以CATIA 軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)，其與產(chǎn)品模型間存在十分緊密的協(xié)調(diào)關(guān)系，能夠接觸設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，為工裝數(shù)字化預(yù)裝配的協(xié)調(diào)質(zhì)量的提升及規(guī)范化處理提供保障。內(nèi)容為：數(shù)字化預(yù)裝配的規(guī)定，數(shù)字化預(yù)裝配的階段定義及各項(xiàng)要求，工裝數(shù)字化預(yù)裝配的各項(xiàng)基礎(chǔ)要求，預(yù)裝配模型檢查及空間協(xié)調(diào)分析的相關(guān)要求與類(lèi)型等。

（3）產(chǎn)品工裝分類(lèi)及標(biāo)識(shí)。此標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)產(chǎn)品工裝的具體類(lèi)型，依據(jù)相關(guān)使用要求、需求，實(shí)施分類(lèi)，并且依據(jù)代碼的不同，制定與之相對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)，以此為工裝的分類(lèi)與標(biāo)識(shí)代碼提供依據(jù)，為更好地開(kāi)展異地協(xié)同工裝設(shè)計(jì)工作提供方便。內(nèi)容為：機(jī)械加工及焊接工裝名稱(chēng)，非金屬件工裝、鈑金沖壓工裝及地面支援設(shè)備的名稱(chēng)、代碼等。

3 結(jié)語(yǔ)

探討了標(biāo)準(zhǔn)化工作在數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)技術(shù)中的應(yīng)用情況，其中部分工作已處于構(gòu)建與完善階段，一些處于規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段。從基礎(chǔ)層面分析，應(yīng)用數(shù)字化工裝設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造提供方便與依據(jù)，有助于整個(gè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工作的高效化開(kāi)展，但需說(shuō)明的是，此方面仍有一些欠缺的地方，需要持續(xù)地挖掘與探索。隨著此領(lǐng)域的持續(xù)完善，其應(yīng)用前景將會(huì)更加廣闊。