飞机制造工业务管理系统研究.doc

基于BOM的飞机制造工艺业务管理系统研究 随着制造业信息化工程的不断深入，产品数据管理（Product Data Management，PDM）、计算机辅助工艺过程（Computer Aided Process Planning，CAPP）、企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）、制造执行系统（Manufaturing Execution System，MES）等先进技术的深入应用，企业信息化管理水平不断提高。但这些系统都是面向企业的设计部门或管理部门，能够支持本部门的信息管理工作。由于飞机数字化工艺信息制造现场应用程度不高，造成制造过程中无法统一协调和监控制造信息，企业生产中信息流、物质流和价值流流通不顺畅，割裂了产品信息在产品全生命周期中的连续性和实时性，从而无法从全局和整体的角度提高企业的效率和管理水平。 ??? 国内外专家和学者对制造工艺业务管理的理论体系和关键技术进行了大量探索和研究，如基于产品数据管理平台的系统集成框架研究、基于产品数据交换标准（Standard for the Exchange of Product Model Data，STEP）的信息集成研究、基于制造BOM（Manufacturing Bill of Material，MBOM）的飞机集成工艺信息系统研究、基于SEBOM的飞机制造过程管理体系研究。这些研究有效地促进了制造过程管理体系的发展，但尚未有效地解决飞机制造工艺业务过程管理中管理力度不足、管理方式滞后等问题。 ??? 本文以某航空制造企业为研究对象，通过对其制造工艺过程的深入研究，提出了基于BOM的制造工艺业务管理系统，构建了面向产品制造全过程的物料清单，强化制造工艺业务管理，能够有效提高飞机制造企业工艺业务管理的能力。 1 工艺总体方案设计 ??? 在工艺总体方案设计中，根据设计任务和产品功能的要求，充分考虑加工工艺、制造资源等因素，协调设计、工艺、工装、制造等部门在产品设计方案基础上，采用协同工作的模式进行产品的可制造性分析，全面评价产品设计及工艺设计的合理性。工艺设计总体方案设计的流程如图1所示。 图1 工艺总方案设计流程图 ??? 产品设计部门根据产品功能要求、标准规范等因素制定产品的设计方案。工艺部门根据企业实际生产能力、生产计划要求等因素制定工艺分工方案。装配部门根据工艺分工方案及企业实际的装配工艺、装配条件、装配环境和工装夹具等因素制定装配协调方案；工装部门根据产品的生产要求及工装部门的生产能力制定工装选择方案；零件制造部门根据产品设计部门制定的技术要求及本部门的加工能力制定零件制造方案。各个部门制定的设计方案经过汇总、分析、优化后形成工艺总体方案，评审通过后发布。 2 EBOM到PBOM的转换 ??? 工艺总体方案确定后下发到工艺部门，工艺部门根据产品工程物料清单（Engineering Bill of Material，EBOM）制定工艺物料清单（Process Bill of Material，PBOM）。从EBOM转换到PBOM，经历EBOM信息提取、划分装配单元、工艺分解、制定工艺路线4个步骤。 ??? 下面以飞机某控制系统中转轴的部分零件为例介绍EBOM到PBOM的转换过程（见图2）。 图2 EBOM/PBOM转换过程 ??? 1）信息提取：工艺设计人员以接收到的EBOM作为编制PBOM的基础，提取PBOM所需的层次、零组件代号、版次、名称、数量、材料、有效性、零件类型等信息。 ??? 2）划分装配单元：根据各装配车间的工作均衡、装配工艺及生产现场的管理等要求，将产品按生产需要划分为若干部件级装配单元，每个装配单元能够相对独立地进行装配。经过该步骤在ZC22的产品结构中添加偏心轴组件和筒体组件等两个独立的装配单元节点。 ??? 3）工艺分解：对EBOM中零组件结构关系进行局部调整，在产品结构中添加虚拟件、工艺组件、中间件，确定需要外协加工的外协件以及需要购置的标准件，重新定义组件及其装配结构关系。在该步骤中，由于筒体是分两段加工后焊接而成，所以定义ZC22：02：01为工艺组件，添加ZC22：02：01-1、ZC22：02：01-2等两个节点，定义ZC22：02：01为虚拟节点。 ??? 4）制定工艺路线：工艺分解完成后，根据零部件加工、装配过程在企业各个制造车间的传递情况制定工艺路线。确定原材料、毛坯的规格和型号；根据企业技术条件，确定加工和装配的顺序；选定作业中心，确定各个作业的额定工时等。在该步骤中定义所有零部件的类型，制定除外协件、标准件（如ZC22中的垫圈）以外的其它零部件的工艺路线。 ??? 最后进行数据一致性检查，无误后发布PBOM信息。PBOM信息是进行工艺详细设计的基本信息。 3 工艺详细设计 ?