三维工艺设计系统集成应用

先地位 ，已经把工艺设计工作从模 拟量转 变为数字 量传递 ，
明发动机现有 的工艺设计系统 已经远远 无法满足 当前 三维模
从根本上改变 了工艺设计工作 的模式 ，提 出三维数字 工艺分 式下对系统功能 的需求。虽 然国外 已经具备 了成熟 的三维数
析 的概念。 国外大型航空公司利 用数字化 技术，取得 了可观 字化工艺设计及管理平台 ，但 由于这些 系统核 心技术封 闭、 的效益 ，通过数字化技术 ，可 以真 正实现从设计 到工艺的并 平 台实施费 用高 和 国内航空发 动机产 品工艺管理 特殊等 司 行万案 ，并且无差错地实现从虚拟装配到物理装配。 题 ，必须建互 套能实现三维 工艺设计和 管理 的系统 ，并 与 例如 ：Ｈ Ｍ Ｓ — Ｃ Ａ Ｐ Ｐ（ 美国 ） 主要应 用于机 加和装配等 工 设计制造环节集成 ，形成三维 工艺设计 与管理 、制造 资源及
划 、工艺设计和工艺仿真过 程中提供
系列结 构化 、可视化
的工具和技术 ，其核心技术可 以分为工艺设计和仿真技术。
一
、
国 内外工 艺设计 系统集成 应用现 状
随 着以新 代 发动机 为代表 的新型号三维设 计数据应
国外在先进 制造技 术的驱动下 ，已经率先采 用数字化
制造技术 ，并且提 出虚拟制造 的概念 。随着数字化 制造 以及 用不断深八推进 ，基于三维 的数字化 工艺协 同设计 已经成 为 数字化装配技术 的发展 ，国外在 先进 制造业领域 已经 走向领 必然。而作为 国内最大 的航 空发动机产 品研 制生产 单位 ，黎
的技 术 能 力。
物料 、工作指令 、图形和 多媒体等数据对象。
对国内工 艺设计现状 进行分析 ，工艺设计处 于产 品设
由于新型号研 制周期 的不断缩短 ，老型号批 产任务 不
计和加工制造 的中间环节 ，它是 生产 技术准备 工作 的关键步 断增 多，对工艺人员 的快速 响应 能力要 求越 来越高 。通过 多
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三维工艺设计 系统集成 应用
口沈 阳黎 明航空发 动机 （ 集团 ）有限责 任公 司 赵 恒 栾 峰 高阳
沈 阳黎 明航 空发动机 （ 集团 ） 有 限责任公 司作为引领 骤。现在使 用的工艺设计软件 ，虽然部 分替代 了人的手 工劳 航 空发动机 制造为使 命的总 装制造集成企 业 ，企 业的信息 动 ，缩短 了工艺设计时 间，降低 了劳动强 度，提高 了工艺又
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管理 信息化
年的发展 ，航空发动机产 品的工艺人员已经积 累了相 当丰富 进行二次开发 ，构建 了 套适应航空发动机 制造企业 的工艺
的工艺设计知识和制造资源数据 ，但这些宝贵 的工艺知识和 管理平台 ，突破和解决 了系统开发过程 中的相 关核 心技术， 制造资源数据无法得到有效 、合理 的保存及利 用，不利 于企 较好地解决 了现代企业对工艺设计系统不断变化的难题。
上 述 司题 。
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化 、数字化水 平成为 其 自身 不断发展 的关键。经 过 “ 十
件 的质量 ，缩短 了生产准备 周期，但并没 有从根本 上改变传
五 ”期 间的发展 ，信息化建设取得 了较大 发展 ，同时，新型 统 的串行工艺设计模式 ，也没 实现产 品生命周期管控 的终极
号研制也 由传统二维研制 向三维研 制过 渡，这些 对三维 工艺 目标 。 设计工具 以及与现有Ｐ Ｄ Ｍ 系统集成提出了更高的要求。 国内的工 艺设计软 件例如 ：华 中科 技大学 开发的 Ｋ Ｍ — Ｃ Ａ Ｐ Ｐ（ 开 目Ｃ Ａ Ｐ Ｐ） 具有系统管理 、工艺 管理 、工艺设计 、工
艺设计与管理 ，提高 了效率 ，减 少了变更，提 高了数据 的准 工艺知识管理和工艺设计仿真相集成 的环境 ，满足型号数字 确性 ，实现 了指令 的无纸化 ，能有效提高 工艺的规 ￣ １ ｊ ￣ ｎ 验证 化设计制造协 同需求 ，才能 解决当前航 空发动机领域所 面 右
水平 ，Ｃ Ｓ ／ Ｃ Ａ Ｐ Ｐ（ 美国 ） 可管理 工装、Ｎ ｃ 又件 、质量数据 、 三维工艺设计无法实施 的现状 ，形成 与我 国航 空地位相 匹配
三维 工艺设计工具与Ｐ Ｄ Ｍ 集成主要包括 以下几个万 面：
上游设计数据 的引 用与调 用，制造 资源数据 的获取 ，三维 工 艺资源管理 、工艺规则管理和 辅助管理等 功能模块 ，在 国内
艺规程生效与发布。
的航天 、器和船舶等行业具 有较广 的应 用，清 华大学开 发
针 对上述集 成及发 布需求 ，我们 自主开发 了面向航 空 的Ｔ Ｈ — Ｃ Ａ Ｐ Ｐ（ 天河Ｃ Ａ Ｐ Ｐ） 是典型 的 “ 所见即所得 ”的卡 片式 发动机 的三维工艺设计系统 ，从 而改变了传统 二维表格化 工 工 艺设计系统 ，实现 了卡片与 工艺数据 分开存储 ，具有 比 艺设计管理万式 ：采 用工艺数据结 构化处理 技术和 面向企业 较强 的二次开发能 力，Ｔ ｅ ａ ｍ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ Ｍ Ｐ Ｍ（ 制造 工艺，西１ ＇ ３ 子 数据集成 的接 口技术 ，最终实现 了三维 工艺设计 系统 与企业 Ｐ Ｌ Ｍ 定制的类｛ ￣ Ｃ Ａ Ｐ Ｐ 的工艺设计系统 ）为制造企业在工 艺规 Ｐ Ｄ Ｍ 系统的集成及应用。
业快速查找和重 用，制约 了航空产 品制造技术进 步提升 。 我们 自主开发 的三维工 艺设计系统 实现 了结 构化 的数
为此 ，如何 实现Ｐ Ｄ Ｍ 系统内制造资源和 工艺知识在三维工 艺 据与Ｐ Ｄ Ｍ 系统 的集成 。三维工艺设计 环境 总体采用传统 的三
设计过程 中应 用也成为必须解决 的司题。只有在 三维 工艺设 层框架 ，分为数据库层 、业务逻辑层和带有 系统 功能的界 面 计全程 中实现对已有工艺知识 的快速查找和引 用，才能解决 层 。 集 成 总 框 架 如 图 １ 所示。