《并行工程案例》PPT课件.ppt

波音777并行设计 工程实例分析,1.背景介绍,2.波音公司并行工程实施特点 3.波音公司并行工程效益分析,1.背景介绍,随着商业飞机的不断发展，波音公司在原有模式下的产品成本不断增加，并且积压的飞机越来越多。在激烈的市场竞争当中，波音公司是如何用较少的费用设计制造高性能的飞机？ 产品设计制造过程中存在着巨大的发展潜力，节约开资的有效途径是减少更改、错误和返工所带来的消耗。一个零件从设计完成后，要经过工艺计划、工装设计制造、制造和装配等过程，在这一过程内，设计约占15的费用，制造占85的费用，任何在零件图纸交付前的设计更改都能节约其后85的生产费用。,过去的飞机开发大都延用传统的设计方法，按专业部门划分设计小组，采用串行的开发流程。大型客机从设计到原型制造多则十几年，少则七到八年。 美国波音公司在777大型民用客机的开发研制过程中，运用CIMS（计算机集成制造系统）和CE技术，在企业南北地理分布50千米的区域内，由200个研制小组形成了群组协同工作。,产品全部进行数字定义，采用电子预装配检查飞机零件干涉有2500多处，减少了工程更改50%以上，建立了电子样机，除起落架舱外成为世界上第一架无原型样机而一次成功飞上蓝天的喷气客机，也是世界航空发展史上最高水平的“无图纸”研制的飞机。它与波音767的研制周期相比，缩短了13个月，实现了从设计到试飞的一次成功。,2.波音公司并行工程技术实施特点,1） 集成产品开发团队 2） 改进产品开发过程 3） 采用DPA等数字化方法与工具 4）大量应用CAD/CAM/CAE技术 5）利用巨型机支持的产品数据管理系统辅助并行设计,2.波音公司并行工程技术实施特点,1） 集成产品开发团队 波音公司在商业飞机制造领域积累了75年的开发经验，成功地推出了707777等不同型号的飞机。在这些型号开发中，产品开发的组织模式在很大程度上决定了产品开发周期。下图表示了这些型号开发的组织模式演变过程。,IPT作为一种新的产品开发组织模式，与企业的文化背景和社会环境密切相关。IPT包括各个专业的技术人员，他们在产品设计中起协调作用，制造过程IPT成员的尽早参与，最大程度的减少更改、错误和返工。,2） 改进产品开发过程 波音777采用全数字化的产品设计，在设计发图前，设计出777所有零件的三维模型，并在发图前完成所有零件、工装和部件的数字化整机预装配。同时，采用其它的计算机辅助系统，如用于管理零件数据集与发图的IDM系统，用于线路图设计的WIRS系统，集成化工艺设计系统，以及所有下游的发图和材料清单数据管理系统。,由于采用了一些先进的计算机辅助手段，波音公司在777开发时改进了相应的产品开发过程，如在发图前进行系统设计分析，在CATIA上建立三维零件模型，进行数字化预装配，检查干涉配合情况，增加设计过程的反馈次数，减少设计制造之间的大返工。,以主要设计过程为例,（1）工程设计研制过程 设计研制过程起始于3D模型的建立，它是一个反复循环过程。设计人员用数字化预装配检查3D模型，完善设计，直到所有的零件配合满足要求为止。最后，建立零件图、部装图、总装图模型，2D图形完成并发图。设计研制过程需要设计制造团队来协调。,（2）数字化整机预装配过程 数字化预装配利用CAD/CAM系统进行有关3D飞机零部件模型的装配仿真与干涉检查，确定零件的空间位置，根据需要建立临时装配图。作为对数字化预装配过程的补充，设计员接受工程分析、测试、制造的反馈信息。数字化预装配模型的数据管理是一项庞大、繁重的工作，它需要一个专门的数字化预装配管理小组来完成，确保所有用户能方便进入并在发图前作最后的检查。,（3）数字化样件设计过程 777利用CAD/CAM系统进行数字化预装配，数字化样件设计过程负责每个零件设计和样件安装检查。 （4）区域设计（AM） 区域设计是飞机区域零件的一个综合设计过程，它利用数字化预装配过程设计飞机区域的各类模型。,区域设计不仅零件干涉检查，而且包括间隙、零件兼容、包装、系统布置美学、支座、重要特性、设计协调情况等。区域设计由每个设计组或设计制造团队成员负责，各工程师、设计员、计划员、工装设计员都应参与区域设计。区域设计是设计小组或设计制造团队每个成员的任务，它的完成需要设计组、结构室、设计制造团队的通力协作。,（5）设计制造过程 设计制造团队由各个专业的技术人员组成，在产品设计中起协调作用，最大程度的减少更改、错误和返工。 （6）综合设计检查过程 综合设计检查过程用于检查所有设计部件的分析、部件树、工装、数控曲面的正确性。综合设计检查过程涉及到设计制造团队和有关质量控制、材料、用户服务和子承包商，一般在发图阶段进行。有关人员定期检查情况，对不合理的地方提出更改建议。综合设计检查是设计制造团队任务的一部分。,（7）集成化计划管理过程 集成化计划管理是一个提高联络速度、制定制造工艺计划、测试及飞机交付计划的过程。集成化计划管理过程不但制定一些专用过程计划，而且对整个开发过程的各种计划进行综合。集成化计划的管理，将提高总体方案的能见度。,3）采用DPA等数字化方法与工具,数字化整机预装配（DPA）是一个计算机模拟装配过程，它根据设计员、分析员、计划员、工装设计员要求，利用各个层次中的零件模型进行预装配。零件是以3D实体形式进行干涉、配合及设计协调情况检查。利用整机预装配过程，全机所有的干涉能被查出，并得到合理解决。波音757的16001720站位之间的46段，约1000个零件，它们需要容纳于12个CATIA模型中进行数字化预装配。,4）大量应用CAD/CAM/CAE技术,采用100数字化技术设计飞机零部件；建立了飞机设计的零件库与标准件库；采用CAE工具进行工程特性分析；计算机辅助制造工程与NC编程；计算机辅助工装设计。,5） 利用巨型机支持的产品数据管理系统辅助并行设计,要充分发挥并行设计的效能，支持设计制造团队进行集成化产品设计，还需要一个覆盖整个功能部门的产品数据管理系统的支持，以保证产品设计过程的协同进行，共享产品模型和数据库。,777采用一个大型的综合数据库管理系统，用于存储和提供配置控制，控制多种类型的有关工程、制造和工装数据，以及图形数据、绘图信息、资料属性、产品关系以及电子检字等，同时对所接收的数据进行综合控制。 管理控制包括产品研制、设计、计划、零件制造、部装、总装、测试和发送等过程。它保证将正确的产品图形数据和说明内容发送给使用者。通过产品数据管理系统进行数字化资料共享，实