周霜

航空工業(yè)哈爾濱飛機工業(yè)集團有限責任公司 黑龍江哈爾濱 150000

直升機數字化裝配工藝技術可以說是直升機數字化設計以及制造的關鍵，現在國際先進直升機制造企業(yè)已經廣泛的應用了數字化裝配工藝，可對整個裝配流程進行模擬仿真，更及時的發(fā)展其中存在的問題并調整，為正式裝配提供可靠支持。

1 直升機裝配工藝特點

直升機整體結構復雜性與系統(tǒng)性非常強，生產制造需要大量的構件和零部件作為支持，這樣就決定了整個裝配過程的技術性與專業(yè)性特點，必須要有專業(yè)、規(guī)范、統(tǒng)一、合理的配套規(guī)范和標準作為支持。直升機裝配需要面對的是大量的零組件、成品，統(tǒng)一按照設計圖紙與技術條件在直升機上進行安裝、連接與調試等作業(yè)，是直升機生產制造的關鍵環(huán)節(jié)，提高裝配工藝執(zhí)行效率，對推進直升機的整體生產水平具有重要意義。可以簡單的將直升機裝配工藝看作為一個“自頂向下，逐步求精”的過程，需要在裝配前確定個裝配元素之間鉸接供應技術狀態(tài)，參考圖紙以及專業(yè)規(guī)范，明確裝配順序，理順各道工序、工步以及各組成元素之間的先后關系[1]。面對復雜的裝配工藝，雖然現在我國直升機設計已經在很大程度上實現了數字化，但是對于制造工藝來講，大部分還是以串行模式為主，數字化還僅限于機械加工，無法推動整個裝配模式的轉變，因此還需要在現有基礎上做更深入的研究。

2 直升機數字化裝配流程

2.1 建立裝配協(xié)調體系

數字化裝配為直升機數字化協(xié)調體系的重要部分，而想要建立協(xié)調裝配體系，則需要基于直升機裝配工藝特點，構建基于企業(yè)網的協(xié)同作業(yè)環(huán)境，包括設計、工裝設計、零件制造以及裝配等多個部門，確保相互之間協(xié)同工作，為裝配工藝的可靠落實提供保障。同時，還需要落實直升機產品結構管理和控制，為解決直升機改型問題，可避免重用性問題的產生。整個企業(yè)內統(tǒng)一執(zhí)行一套規(guī)范體系，包括數字簽名審核制度與工作流控制制度，不僅要做好裝配流程的控制，還需要通過裝配來推動設計以及制造環(huán)節(jié)的開展，真正達到數字化裝配自動化目的[2]。

2.2 數字化預裝技術

為精確的控制直升機裝配流程，確保每道工序執(zhí)行的規(guī)范性與有效性，還需要制定一套結合模型與文件綜合屬性信息，在進行裝配的同時，對不同構件產品的裝配順序進行確定，為整個工程的開展打好基礎，更是推動整個企業(yè)裝配工作良好開展的前提。以設計工程師定義的飛機模型為依據，通過Bulid-it軟件將其分解成最底層零件級實體模型，且與裝配工藝順序進行結合，確定設計裝配結果與工藝計劃裝配結果之間存在的差異，通過對裝配順序以及零件的調整，來將此差異消除。由此得到的圖號能夠更真實的反映工藝裝配順序，在零件設計與工藝裝備的同時，完成裝配工藝流程的設計，利用更少的時間，來完成所有裝配作業(yè)，且減少裝配與設計之間的偏差，減少后續(xù)環(huán)節(jié)的返工問題，提高裝配綜合效果。

2.3 數字化裝配寫真

將仿真技術作為實現數字化裝配的重點，并對裝配過程進行評估和優(yōu)化，實現產品可裝配性的評價。對直升機裝配過程進行調整優(yōu)化，需要基于實際情況，對整個裝配過程進行合理劃分，形成多個裝配單元，然后以并行的方式進行裝配，提高裝配綜合效率。其中，可裝配性評價反應了裝配工藝執(zhí)行的難易程度和相應成本，決定了裝配方案是否需要修改。仿真技術的應用，可以對直升機數字化裝配過程進行更深一步的優(yōu)化，包括裝配順序、裝配路徑、容差分析、裝配過程等[3]。以裝配過程模擬軟件為依據，對產品裝配過程進行定義，完成各零部件的裝配順序，并對工程現有的所有裝配條件進行模擬，合理安排工作時間，同時實現裝配路徑的調整優(yōu)化。最為重要的則是最后一個環(huán)節(jié)的裝配過程仿真，通過仿真軟件評價裝配流程的合理性，確定每道工序執(zhí)行性，提前發(fā)現并解決存在的不合理問題，減少設計與裝配之間的偏差，以免后續(xù)再次調整修改浪費時間和成本。

3 直升機數字化裝配優(yōu)化

3.1 數字化裝配設計系統(tǒng)

為進一步推動直升機數字化裝配工作的實現，建立數字化裝配設計系統(tǒng)，收集專家經驗知識，建立直升機裝配工藝知識庫，如果在裝配設計過程中遇到問題，可以采取人機交互的智能方式得到一系列裝配特征，且利用該特征來從知識庫內檢查搜索相應的知識條目，并通過一系列相似性度量發(fā)來對檢索到的知識條目進行評估，得到解決問題的最佳方案。同時，面對不同的實際問題，很多情況下需要對解決方案進行適當的調整，然后將最終結果作為裝配指令文件輸出給用戶，用于解決裝配問題。

3.2 系統(tǒng)功能實現過程

第一，問題形成。利用PDM等數據管理系統(tǒng)集成，快速獲取得到待解決問題，整個過程分為BOM集成、結構特征獲取以及其他特征獲取。第二，推理匹配。該環(huán)節(jié)為系統(tǒng)功能實現的關鍵，利用推理匹配算法來計算得到待解決問題和知識庫內案例之間的相似度，根據此來分析得到問題解決問題，主要可分為結構特征相似度匹配與其他特征相似度匹配。其中，裝配結構特征相似度計算為系統(tǒng)運行的必要條件，而其他裝配特征則可細分為材料特征、定位特征以及設計特征等。第三，知識庫應用?；谙到y(tǒng)知識庫內數據信息來得到解決裝配設計問題的方案，主要包括推薦實例排序候選、推薦實例修改輸出、新知識獲取三個方面。通過知識庫可以按照一定排序標準得到匹配推理后的最佳方案，并從所有知識條目中選擇某一條知識，對其進行修改后得到新的解決方案，保證直升機裝配工序可以順利執(zhí)行。

4 結語

直升機數字化裝配是行業(yè)發(fā)展的必然需求，我國對于此方面的執(zhí)行和應用與發(fā)達國家相比還存在一定差距，仍需要在現有基礎上不斷進行研究和優(yōu)化，爭取通過數字化裝配設計系統(tǒng)對整個過程進行調整優(yōu)化，解決存在的問題，提高裝配綜合效果。