并行工程案例.ppt

1、波音777并行設(shè)計(jì)工程實(shí)例分析,1.背景介紹,2.波音公司并行工程實(shí)施特點(diǎn) 3.波音公司并行工程效益分析,1.背景介紹,隨著商業(yè)飛機(jī)的不斷發(fā)展，波音公司在原有模式下的產(chǎn)品成本不斷增加，并且積壓的飛機(jī)越來(lái)越多。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中，波音公司是如何用較少的費(fèi)用設(shè)計(jì)制造高性能的飛機(jī)？ 產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中存在著巨大的發(fā)展?jié)摿?，?jié)約開(kāi)資的有效途徑是減少更改、錯(cuò)誤和返工所帶來(lái)的消耗。一個(gè)零件從設(shè)計(jì)完成后，要經(jīng)過(guò)工藝計(jì)劃、工裝設(shè)計(jì)制造、制造和裝配等過(guò)程，在這一過(guò)程內(nèi)，設(shè)計(jì)約占15的費(fèi)用，制造占85的費(fèi)用，任何在零件圖紙交付前的設(shè)計(jì)更改都能節(jié)約其后85的生產(chǎn)費(fèi)用。,過(guò)去的飛機(jī)開(kāi)發(fā)大都延用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，按專業(yè)

2、部門劃分設(shè)計(jì)小組，采用串行的開(kāi)發(fā)流程。大型客機(jī)從設(shè)計(jì)到原型制造多則十幾年，少則七到八年。 美國(guó)波音公司在777大型民用客機(jī)的開(kāi)發(fā)研制過(guò)程中，運(yùn)用CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）和CE技術(shù)，在企業(yè)南北地理分布50千米的區(qū)域內(nèi)，由200個(gè)研制小組形成了群組協(xié)同工作。,產(chǎn)品全部進(jìn)行數(shù)字定義，采用電子預(yù)裝配檢查飛機(jī)零件干涉有2500多處，減少了工程更改50%以上，建立了電子樣機(jī)，除起落架艙外成為世界上第一架無(wú)原型樣機(jī)而一次成功飛上藍(lán)天的噴氣客機(jī)，也是世界航空發(fā)展史上最高水平的“無(wú)圖紙”研制的飛機(jī)。它與波音767的研制周期相比，縮短了13個(gè)月，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)到試飛的一次成功。,2.波音公司并行工程技術(shù)實(shí)施特

3、點(diǎn),1） 集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì) 2） 改進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程 3） 采用DPA等數(shù)字化方法與工具 4）大量應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù) 5）利用巨型機(jī)支持的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)輔助并行設(shè)計(jì),2.波音公司并行工程技術(shù)實(shí)施特點(diǎn),1） 集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì) 波音公司在商業(yè)飛機(jī)制造領(lǐng)域積累了75年的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，成功地推出了707777等不同型號(hào)的飛機(jī)。在這些型號(hào)開(kāi)發(fā)中，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的組織模式在很大程度上決定了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。下圖表示了這些型號(hào)開(kāi)發(fā)的組織模式演變過(guò)程。,IPT作為一種新的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)組織模式，與企業(yè)的文化背景和社會(huì)環(huán)境密切相關(guān)。IPT包括各個(gè)專業(yè)的技術(shù)人員，他們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)中起協(xié)調(diào)作用，制造過(guò)程IPT成員的盡早參與，

4、最大程度的減少更改、錯(cuò)誤和返工。,2） 改進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程 波音777采用全數(shù)字化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)發(fā)圖前，設(shè)計(jì)出777所有零件的三維模型，并在發(fā)圖前完成所有零件、工裝和部件的數(shù)字化整機(jī)預(yù)裝配。同時(shí)，采用其它的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，如用于管理零件數(shù)據(jù)集與發(fā)圖的IDM系統(tǒng)，用于線路圖設(shè)計(jì)的WIRS系統(tǒng)，集成化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以及所有下游的發(fā)圖和材料清單數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。,由于采用了一些先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助手段，波音公司在777開(kāi)發(fā)時(shí)改進(jìn)了相應(yīng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，如在發(fā)圖前進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析，在CATIA上建立三維零件模型，進(jìn)行數(shù)字化預(yù)裝配，檢查干涉配合情況，增加設(shè)計(jì)過(guò)程的反饋次數(shù)，減少設(shè)計(jì)制造之間的大返工。,以主要設(shè)計(jì)

5、過(guò)程為例,（1）工程設(shè)計(jì)研制過(guò)程 設(shè)計(jì)研制過(guò)程起始于3D模型的建立，它是一個(gè)反復(fù)循環(huán)過(guò)程。設(shè)計(jì)人員用數(shù)字化預(yù)裝配檢查3D模型，完善設(shè)計(jì)，直到所有的零件配合滿足要求為止。最后，建立零件圖、部裝圖、總裝圖模型，2D圖形完成并發(fā)圖。設(shè)計(jì)研制過(guò)程需要設(shè)計(jì)制造團(tuán)隊(duì)來(lái)協(xié)調(diào)。,（2）數(shù)字化整機(jī)預(yù)裝配過(guò)程 數(shù)字化預(yù)裝配利用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)3D飛機(jī)零部件模型的裝配仿真與干涉檢查，確定零件的空間位置，根據(jù)需要建立臨時(shí)裝配圖。作為對(duì)數(shù)字化預(yù)裝配過(guò)程的補(bǔ)充，設(shè)計(jì)員接受工程分析、測(cè)試、制造的反饋信息。數(shù)字化預(yù)裝配模型的數(shù)據(jù)管理是一項(xiàng)龐大、繁重的工作，它需要一個(gè)專門的數(shù)字化預(yù)裝配管理小組來(lái)完成，確保所有用戶能方

6、便進(jìn)入并在發(fā)圖前作最后的檢查。,（3）數(shù)字化樣件設(shè)計(jì)過(guò)程 777利用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化預(yù)裝配，數(shù)字化樣件設(shè)計(jì)過(guò)程負(fù)責(zé)每個(gè)零件設(shè)計(jì)和樣件安裝檢查。 （4）區(qū)域設(shè)計(jì)（AM） 區(qū)域設(shè)計(jì)是飛機(jī)區(qū)域零件的一個(gè)綜合設(shè)計(jì)過(guò)程，它利用數(shù)字化預(yù)裝配過(guò)程設(shè)計(jì)飛機(jī)區(qū)域的各類模型。,區(qū)域設(shè)計(jì)不僅零件干涉檢查，而且包括間隙、零件兼容、包裝、系統(tǒng)布置美學(xué)、支座、重要特性、設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)情況等。區(qū)域設(shè)計(jì)由每個(gè)設(shè)計(jì)組或設(shè)計(jì)制造團(tuán)隊(duì)成員負(fù)責(zé)，各工程師、設(shè)計(jì)員、計(jì)劃員、工裝設(shè)計(jì)員都應(yīng)參與區(qū)域設(shè)計(jì)。區(qū)域設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)小組或設(shè)計(jì)制造團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員的任務(wù)，它的完成需要設(shè)計(jì)組、結(jié)構(gòu)室、設(shè)計(jì)制造團(tuán)隊(duì)的通力協(xié)作。,（5）設(shè)計(jì)制造過(guò)程 設(shè)計(jì)制造

7、團(tuán)隊(duì)由各個(gè)專業(yè)的技術(shù)人員組成，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中起協(xié)調(diào)作用，最大程度的減少更改、錯(cuò)誤和返工。 （6）綜合設(shè)計(jì)檢查過(guò)程 綜合設(shè)計(jì)檢查過(guò)程用于檢查所有設(shè)計(jì)部件的分析、部件樹、工裝、數(shù)控曲面的正確性。綜合設(shè)計(jì)檢查過(guò)程涉及到設(shè)計(jì)制造團(tuán)隊(duì)和有關(guān)質(zhì)量控制、材料、用戶服務(wù)和子承包商，一般在發(fā)圖階段進(jìn)行。有關(guān)人員定期檢查情況，對(duì)不合理的地方提出更改建議。綜合設(shè)計(jì)檢查是設(shè)計(jì)制造團(tuán)隊(duì)任務(wù)的一部分。,（7）集成化計(jì)劃管理過(guò)程 集成化計(jì)劃管理是一個(gè)提高聯(lián)絡(luò)速度、制定制造工藝計(jì)劃、測(cè)試及飛機(jī)交付計(jì)劃的過(guò)程。集成化計(jì)劃管理過(guò)程不但制定一些專用過(guò)程計(jì)劃，而且對(duì)整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程的各種計(jì)劃進(jìn)行綜合。集成化計(jì)劃的管理，將提高總體方案的能見(jiàn)

8、度。,3）采用DPA等數(shù)字化方法與工具,數(shù)字化整機(jī)預(yù)裝配（DPA）是一個(gè)計(jì)算機(jī)模擬裝配過(guò)程，它根據(jù)設(shè)計(jì)員、分析員、計(jì)劃員、工裝設(shè)計(jì)員要求，利用各個(gè)層次中的零件模型進(jìn)行預(yù)裝配。零件是以3D實(shí)體形式進(jìn)行干涉、配合及設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)情況檢查。利用整機(jī)預(yù)裝配過(guò)程，全機(jī)所有的干涉能被查出，并得到合理解決。波音757的16001720站位之間的46段，約1000個(gè)零件，它們需要容納于12個(gè)CATIA模型中進(jìn)行數(shù)字化預(yù)裝配。,4）大量應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù),采用100數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)飛機(jī)零部件；建立了飛機(jī)設(shè)計(jì)的零件庫(kù)與標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)；采用CAE工具進(jìn)行工程特性分析；計(jì)算機(jī)輔助制造工程與NC編程；計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)。,5） 利用巨型機(jī)支持的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)輔助并行設(shè)計(jì),要充分發(fā)揮并行設(shè)計(jì)的效能，支持設(shè)計(jì)制造團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集成化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，還需要一個(gè)覆蓋整個(gè)功能部門的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的支持，以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的協(xié)同進(jìn)行，共享產(chǎn)品模型和數(shù)據(jù)庫(kù)。,777采用一個(gè)大型的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)和提供配置控制，控制多種類型的有關(guān)工程、制造和工裝數(shù)據(jù)，以及圖形數(shù)據(jù)、繪圖信息、資料屬性、產(chǎn)品關(guān)系以及電子檢字等，同時(shí)對(duì)所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合控制。 管理控制包括產(chǎn)品研制、設(shè)計(jì)、計(jì)劃、零件制造、部裝、總裝、測(cè)試和發(fā)送等過(guò)程。它保證將正確的產(chǎn)品圖形數(shù)據(jù)和說(shuō)明內(nèi)容發(fā)送給使用者。通過(guò)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化資料共享，實(shí)