《MBD數(shù)字化制造》課件 第四章 基于模型的協(xié)同工藝設(shè)計技術(shù)

第四章基于模型的協(xié)同工藝設(shè)計技術(shù)目錄4.1基于MBD的工藝設(shè)計系統(tǒng)4.2復(fù)雜產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的組織標(biāo)題4.3并行協(xié)同設(shè)計流程4.4產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整(裝配單元劃分)4.5協(xié)同工藝流程設(shè)計4.6確定產(chǎn)品交付技術(shù)狀態(tài)(中間件模型建立)4.7工裝技術(shù)條件(定位計劃)制定4.8協(xié)同工藝設(shè)計實例CONTENTS4.1.1工藝方案策劃工藝策劃：對產(chǎn)品制造過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，形成指令性工藝信息或文件。工藝策劃的主要內(nèi)容包括以下五個方面：裝配單元的劃分：對產(chǎn)品進(jìn)行裝配單元的劃分，將產(chǎn)品拆分成若干個相對獨立的裝配單元，以便于后續(xù)的裝配工作零部件的裝配順序：工藝策劃需要明確主要零部件的裝配順序，以確保產(chǎn)品裝配的順利進(jìn)行零部件的裝配基準(zhǔn)及定位方法：工藝策劃需要確定主要零部件的裝配基準(zhǔn)和定位方法，以確保產(chǎn)品裝配的精度工序的安排：工藝策劃需要合理安排工序，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率零部件的交付技術(shù)狀態(tài)：工藝策劃需要明確零部件的交付技術(shù)狀態(tài)，以確保產(chǎn)品裝配質(zhì)量和生產(chǎn)效率4.1.1工藝方案策劃數(shù)字化工藝策劃：在MBD技術(shù)條件下，工藝策劃工作及其全過程需要在工藝設(shè)計與管理平臺的支持下進(jìn)行與完成。具體形式取決于不同的裝配工藝策劃內(nèi)容，包括但不限于以下幾種：BOM結(jié)構(gòu)形式：通過物料清單（BOM）結(jié)構(gòu)展示工藝策劃過程中零部件的組成及其關(guān)系，便于工藝人員管理零部件BOP結(jié)構(gòu)形式：通過工藝清單（BOP）結(jié)構(gòu)展示工藝策劃過程中的工藝步驟及其關(guān)系，便于工藝人員管理工藝過程MBD數(shù)據(jù)模型：通過MBD數(shù)據(jù)模型展示工藝策劃過程中的三維模型及其關(guān)聯(lián)信息，便于工藝人員查看和操作三維模型數(shù)字關(guān)聯(lián)圖表：通過數(shù)字關(guān)聯(lián)圖表展示工藝策劃過程中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，便于工藝人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化電子文檔形式：通過電子文檔形式展示工藝策劃過程中的文檔信息，便于工藝人員編輯和查閱文檔4.1.2工藝設(shè)計過程仿真數(shù)字化虛擬制造技術(shù)中工藝過程仿真為核心技術(shù)，通過先進(jìn)的數(shù)字化工藝仿真系統(tǒng)，構(gòu)建了一個高度仿真的工藝系統(tǒng)模型在虛擬化、可視化的環(huán)境中精確模擬實際的制造環(huán)境及其工藝流程，涵蓋從原材料處理到最終產(chǎn)品裝配的全過程，對產(chǎn)品的制造過程和系統(tǒng)進(jìn)行全面的預(yù)測和評估

產(chǎn)品數(shù)字化虛擬裝配過程的設(shè)計包括以下幾個方面：裝配順序的生成和優(yōu)化。利用模擬軟件對產(chǎn)品部件進(jìn)行裝配過程定義，確定部件所屬各零組件的裝配順序，確保每個部件在裝配過程中的位置和方向都正確無誤裝配路徑規(guī)劃和優(yōu)化。模擬工廠現(xiàn)有裝配條件和工段安排，進(jìn)行裝配路徑的調(diào)整和優(yōu)化，確保裝配過程符合實際生產(chǎn)環(huán)境裝配過程仿真模擬。在數(shù)字化裝配仿真系統(tǒng)中進(jìn)行裝配過程仿真，利用人機(jī)工程等技術(shù)，確定裝配過程的可操作性和合理性，解決數(shù)字化產(chǎn)品MBD模型裝配過程中遇到的所有干涉問題4.1.2工藝設(shè)計過程仿真工藝過程仿真的應(yīng)用使得在產(chǎn)品設(shè)計早期階段即可對零部件的全面結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)設(shè)計和深入分析識別和解決技術(shù)難題。通過仿真分析及早發(fā)現(xiàn)問題，有效減少后期修改需求，避免額外成本和時間延誤提供虛擬制造環(huán)境。在無需物理原型的情況下，測試和驗證產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝評估各種生產(chǎn)方案。模擬不同的生產(chǎn)方案，評估材料選擇、工藝參數(shù)和裝配順序?qū)Ξa(chǎn)品性能和成本的影響，找到最優(yōu)的生產(chǎn)方案數(shù)字化虛擬制造技術(shù)的發(fā)展，特別是工藝過程仿真的應(yīng)用，為產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)帶來了革命性的改變提高設(shè)計和生產(chǎn)精確性。工藝過程仿真大幅提升了設(shè)計和生產(chǎn)的精確性縮短產(chǎn)品上市周期。仿真技術(shù)有效縮短了產(chǎn)品從設(shè)計到市場的周期，加速產(chǎn)品上市速度，迅速響應(yīng)市場需求成本控制和生產(chǎn)效率最大化。通過優(yōu)化生產(chǎn)流程和資源利用，仿真技術(shù)有效控制生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)成本效益的最大化數(shù)字化虛擬制造技術(shù)在競爭激烈的市場環(huán)境中，為企業(yè)帶來強大的競爭優(yōu)勢加速產(chǎn)品創(chuàng)新。技術(shù)使得企業(yè)能夠快速實施產(chǎn)品創(chuàng)新，提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足市場需求實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隨著技術(shù)進(jìn)步，企業(yè)能夠靈活應(yīng)對市場變化，優(yōu)化資源配置，推動全球范圍內(nèi)的可持續(xù)發(fā)展促進(jìn)跨部門協(xié)作與團(tuán)隊效率。工藝過程仿真通過信息的流動和共享，加強了設(shè)計、工程和生產(chǎn)之間的協(xié)同，提高了團(tuán)隊效率和一致性4.2復(fù)雜產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的組織工藝設(shè)計過程通過將被加工零件的幾何信息和裝配、加工工藝信息輸入，輸出零件的工藝路線和相關(guān)的工藝指令，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的加工制造

工藝設(shè)計與管理的綜合性分析，主要包含以下幾個方面：紐帶與銜接功能。工藝設(shè)計與管理扮演著產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)制造間至關(guān)重要的聯(lián)結(jié)角色。在此過程中，產(chǎn)品設(shè)計的美學(xué)與功能性規(guī)格需經(jīng)由工藝設(shè)計的轉(zhuǎn)化，結(jié)合細(xì)致的加工工藝知識與材料屬性分析，制定出既滿足生產(chǎn)條件又符合設(shè)計愿景的工藝流程與作業(yè)指導(dǎo)。復(fù)雜性與靈活性的決策框架。工藝設(shè)計與管理體現(xiàn)為一個多維度、動態(tài)調(diào)整的決策過程。科技進(jìn)步與市場需求的不斷演進(jìn)，要求工藝設(shè)計具備高度的適應(yīng)性和迭代能力，強調(diào)在實踐積累中不斷優(yōu)化策略，展現(xiàn)了該領(lǐng)域決策的高度復(fù)雜性和靈活性特征?？绮块T協(xié)同的必要性。有效的工藝設(shè)計與管理還依賴于企業(yè)內(nèi)部各部門間的緊密合作。任何部門間的溝通障礙或協(xié)作不暢都可能導(dǎo)致工藝流程受阻，進(jìn)而影響整個生產(chǎn)系統(tǒng)的順暢運行及企業(yè)的生產(chǎn)效率。工藝信息管理的重要性。工藝信息的有序組織與高效管理是支撐企業(yè)高效運營的基石。作為物資采購、生產(chǎn)調(diào)度、資源分配和成本控制等決策的依據(jù)，良好的工藝信息管理體系能夠顯著提升企業(yè)管理效能。4.2復(fù)雜產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的組織工藝設(shè)計與管理在現(xiàn)代制造業(yè)中具有極其重要的地位和作用。在解決工藝設(shè)計與管理中的問題時，可以采取以下措施：加強部門間的溝通與協(xié)作。建立跨部門的協(xié)作機(jī)制，確保各個部門之間的信息暢通，共同制定并執(zhí)行工藝設(shè)計與管理方案。運用信息化技術(shù)。利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，建立起工藝信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對工藝數(shù)據(jù)的集中管理和實時監(jiān)控，提高工藝設(shè)計與管理的效率和精度。強化人才培養(yǎng)與技術(shù)創(chuàng)新。加強對工藝設(shè)計與管理人員的培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，提高其專業(yè)水平和技術(shù)能力；同時，鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，引進(jìn)新的工藝技術(shù)和設(shè)備，不斷提升企業(yè)的競爭力。建立健全的質(zhì)量管理體系。制定嚴(yán)格的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)和流程，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計要求，提高客戶滿意度和市場競爭力。4.3.1工藝流程設(shè)計工藝設(shè)計流程是規(guī)劃和制定產(chǎn)品制造的方法、生產(chǎn)步驟，將產(chǎn)品設(shè)計的幾何MBD數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化為層次結(jié)構(gòu)的工藝過程數(shù)據(jù)模型MBD數(shù)字化制造技術(shù)使得原本的串行工藝流程得以轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿袇f(xié)同的可能，提高了效率和準(zhǔn)確性工藝流程設(shè)計需遵循以下一般原則：系統(tǒng)性：工藝流程設(shè)計應(yīng)考慮產(chǎn)品從原材料到成品的整個制造過程，確保每個環(huán)節(jié)都符合設(shè)計要求。經(jīng)濟(jì)性：在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，工藝流程應(yīng)盡可能簡化，以降低成本。可操作性：工藝流程應(yīng)易于理解和執(zhí)行，確保生產(chǎn)線工人能夠準(zhǔn)確無誤地完成每個工序。靈活性：工藝流程應(yīng)具有一定的靈活性，能夠適應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計變更和市場需求的變化。4.3.1工藝流程設(shè)計工藝流程設(shè)計與數(shù)字樣機(jī)設(shè)計之間的協(xié)同作用提高了設(shè)計的系統(tǒng)性和靈活性確保了具體工藝流程的經(jīng)濟(jì)性和操作性

常用的工藝流程設(shè)計方法包括：在MBD數(shù)字化制造中，數(shù)字樣機(jī)構(gòu)建、模擬法和優(yōu)化法的應(yīng)用日益廣泛流程圖法：通過繪制流程圖清晰展示工序的順序和邏輯關(guān)系，是最常用的方法之一。矩陣法：適用于復(fù)雜工藝流程，通過工藝矩陣表達(dá)工序之間的關(guān)系。模擬法：利用計算機(jī)模擬預(yù)測工藝流程的執(zhí)行情況，并評估不同設(shè)計方案的效率和成本。優(yōu)化法：運用數(shù)學(xué)優(yōu)化方法尋找最佳工藝流程方案，以達(dá)到成本最低或效率最高的目標(biāo)。4.3.1工藝流程設(shè)計在MBD數(shù)字化制造中，數(shù)字樣機(jī)如何改變了原有的串行產(chǎn)品工藝流程設(shè)計可以具體說明如下：并行協(xié)同工藝設(shè)計流程根據(jù)產(chǎn)品、部件、組件和零件的層次結(jié)構(gòu)，工藝設(shè)計可分為總裝工藝、部裝工藝、組裝工藝和零件工藝。不同類型的工藝活動在產(chǎn)品設(shè)計的不同階段與數(shù)字樣機(jī)MBD模型的級別同時啟動，以實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與工藝設(shè)計的并行協(xié)同。如圖所示，總裝工藝在復(fù)雜產(chǎn)品的主幾何MBD數(shù)據(jù)預(yù)發(fā)布階段啟動。部裝工藝在一級數(shù)字樣機(jī)建立階段啟動。組裝工藝和零件工藝設(shè)計分別在二級和三級數(shù)字樣機(jī)MBD模型批準(zhǔn)發(fā)布階段啟動。4.3.1工藝流程設(shè)計確保工藝設(shè)計流程的質(zhì)量和效率，關(guān)鍵節(jié)點設(shè)立了階段評審機(jī)制。評審小組由工程分析人員、制造工藝人員、工裝設(shè)計人員、材料供應(yīng)員及其他相關(guān)人員組成，評審小組成員在批準(zhǔn)預(yù)發(fā)放或最終發(fā)放的數(shù)據(jù)文件上簽字之前，需對文件的質(zhì)量和準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)。

各部分人員的職能可以分配為：工程分析人員負(fù)責(zé)對產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)的工程分析，包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能和可靠性等方面的評估。制造工藝人員主要負(fù)責(zé)制定產(chǎn)品的制造工藝設(shè)計，包括工藝流程、參數(shù)設(shè)置和設(shè)備選擇，確保工藝的可行性、經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)效率。工裝設(shè)計人員負(fù)責(zé)設(shè)計產(chǎn)品的工裝，包括模具、夾具和量具等，以確保其滿足產(chǎn)品制造的需求，并考慮到生產(chǎn)成本和使用壽命等因素。材料供應(yīng)員負(fù)責(zé)產(chǎn)品的材料供應(yīng)，包括材料的選擇、采購和庫存管理等。其他相關(guān)人員如質(zhì)量管理人員、生產(chǎn)成本核算人員和市場銷售人員也參與評審，各自角度提出改進(jìn)建議。4.3.1工藝流程設(shè)計工藝設(shè)計流程可以細(xì)分為以下幾個活動階段：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解階段：將復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解為更小、更易管理的部件和組件，為后續(xù)的工藝規(guī)劃和制造奠定基礎(chǔ)。定位方法與零件交付狀態(tài)制定階段：確定部件和組件在裝配過程中的定位方法，以及裝配完成后的交付狀態(tài)要求，如清潔度和表面處理等。工藝順序規(guī)劃階段：確定各部件和組件的制造順序及其裝配關(guān)系。工藝過程仿真階段：通過計算機(jī)模擬驗證工藝順序和裝配過程的正確性，預(yù)測可能出現(xiàn)的制造問題，如干涉和間隙不足等。工藝編制階段：根據(jù)前述規(guī)劃結(jié)果編制詳細(xì)的工藝文件，包括工藝規(guī)程和操作指南，以便生產(chǎn)現(xiàn)場的工作人員和技術(shù)人員理解和執(zhí)行。4.3.1工藝流程設(shè)計工藝方案設(shè)計的不同階段一、在工藝方案規(guī)劃階段：按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計分離面，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)劃分成幾大部件根據(jù)一級數(shù)字樣機(jī)MBD模型的設(shè)計結(jié)果，考慮部件結(jié)構(gòu)特點、工廠生產(chǎn)能力等因素，確定各部件的工藝分離面將復(fù)雜產(chǎn)品部件結(jié)構(gòu)劃分成結(jié)構(gòu)上相對獨立的、工藝上相對簡單的組件制造單元形成總裝、部裝及組裝三級裝配工藝二、在詳細(xì)工藝設(shè)計階段：根據(jù)裝配單元的劃分結(jié)果制定各個部件、組件制造單元的裝配單位，即確定裝配分工路線根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點及裝配單元劃分，確定出裝配對象的安裝定位方法及其交付狀態(tài)按照這一需求確定所需的工裝類型、結(jié)構(gòu)，并提出工裝需求申請，啟動工裝設(shè)計流程4.3.1工藝流程設(shè)計在裝配方案的制定過程中，根據(jù)裝配單元的劃分結(jié)果以及裝配對象的交付狀態(tài)要求，確定零件在制造過程中因工藝需要而留有的余量、導(dǎo)孔和其他相關(guān)技術(shù)要求經(jīng)分析和調(diào)整，最終形成滿足裝配工藝要求的零部件數(shù)據(jù)MBD模型及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹當(dāng)結(jié)合方案規(guī)劃過程來劃分各個裝配單元，并進(jìn)行總裝、部裝和組裝三級裝配工藝的詳細(xì)設(shè)計時，有以下幾個步驟需要完成：確定裝配單元中各零部件對象的裝配順序，并設(shè)計它們在裝配過程中的運動路徑。進(jìn)行裝配過程的仿真，結(jié)合工裝設(shè)計的結(jié)果，解決可能出現(xiàn)的碰撞和干涉問題，以實現(xiàn)裝配工藝的優(yōu)化。根據(jù)仿真結(jié)果生成裝配工藝圖解、裝配過程動畫等多媒體數(shù)據(jù)，并編制成裝配工藝數(shù)據(jù)文件，以便生產(chǎn)現(xiàn)場的工人和技術(shù)人員更好地理解和執(zhí)行裝配工藝，從而提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。4.3.2裝配工裝流程設(shè)計裝配工裝一般應(yīng)遵循的原則：功能性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性在啟動工藝裝備設(shè)計階段之前，工藝裝備工程部門應(yīng)與制造工程部門協(xié)作，共同明確并確定關(guān)鍵定義表面與尺寸，這些尺寸需包括在零部件發(fā)放前所標(biāo)識的關(guān)鍵特性。工藝裝備的整個協(xié)同設(shè)計過程在此基礎(chǔ)上，雙方需共同制定各類工藝裝備的基本設(shè)計方案：根據(jù)預(yù)先獲得的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與工藝方案信息，著手進(jìn)行工裝骨架的設(shè)計以及定位器的初步設(shè)計工作。在產(chǎn)品設(shè)計流程圓滿完成且產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)正式發(fā)放之后，相關(guān)部門需對定位器的設(shè)計進(jìn)行進(jìn)一步的完善與細(xì)化。工藝裝備的整個協(xié)同設(shè)計過程如圖所示。工藝裝備設(shè)計的流程與產(chǎn)品設(shè)計在某種程度上相似，均需執(zhí)行三維建模（實體模型）的工作。工藝裝備設(shè)計團(tuán)隊將運用三維零部件模型進(jìn)行工藝裝備的數(shù)字化預(yù)裝配。檢驗零部件與工藝裝備之間、以及工藝裝備相互之間是否存在干涉現(xiàn)象，并確保預(yù)留了充足的空間。4.3.2裝配工裝流程設(shè)計在制定具有指令性的工藝規(guī)程之前，團(tuán)隊?wèi)?yīng)基本確定所需工藝裝備的種類和數(shù)量，并據(jù)此制定出詳盡的工藝裝備設(shè)計方案

該方案是工裝設(shè)計過程中的核心技術(shù)文件，其內(nèi)容涵蓋了以下關(guān)鍵點：

裝配工裝流程設(shè)計是確保產(chǎn)品裝配質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要環(huán)節(jié)。通過遵循一定的原則和方法，借助MBD技術(shù)，可以協(xié)同設(shè)計出既高效又經(jīng)濟(jì)的工裝，縮短裝配工裝研制周期。設(shè)計師和工程師在設(shè)計過程中需要不斷應(yīng)對多變的產(chǎn)品需求、提高精度和復(fù)雜性、控制成本以及技術(shù)更新等挑戰(zhàn)。通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化，制造商可以提升工裝設(shè)計的水平，從而提高整體的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。工藝裝備設(shè)計基準(zhǔn)的確定：包括工件在工藝裝備中的放置狀態(tài)和定位基準(zhǔn)的選擇。定位件的結(jié)構(gòu)形式與布置方式的設(shè)計：確保工件能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地定位在工藝裝備中。工件的進(jìn)出路徑規(guī)劃：設(shè)計確保工件能夠順利進(jìn)出工藝裝備的路徑，以提高生產(chǎn)效率。工藝裝備的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計：考慮工裝的穩(wěn)定性、可靠性和生產(chǎn)現(xiàn)場布置的實際情況。制造方法的詳細(xì)說明：確保制造過程中各項技術(shù)要求的執(zhí)行。4.4.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整概述在以裝配工藝為核心的產(chǎn)品制造領(lǐng)域，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致的分解不僅是實現(xiàn)生產(chǎn)可行性、經(jīng)濟(jì)性和均衡性的關(guān)鍵步驟，更是確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)。尤其對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體量龐大的機(jī)械產(chǎn)品，如汽車等，從設(shè)計結(jié)構(gòu)到工藝結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換過程顯得尤為重要。以航空器的制造為例，其嚴(yán)格的氣動外形要求、結(jié)構(gòu)的互換性、以及對重量的極致減輕，均要求在生產(chǎn)過程中對每個零件的尺寸和形狀進(jìn)行精確控制。在這樣的生產(chǎn)環(huán)境中，除了那些形狀規(guī)則、剛性優(yōu)良的機(jī)械加工零件外，大多數(shù)零件，尤其是形狀復(fù)雜、尺寸龐大、剛性較弱的鈑金零件，需要通過專用的工藝裝備進(jìn)行制造，確保其滿足嚴(yán)格的精度要求。為了將這些易變形的復(fù)雜零件裝配成符合設(shè)計精度要求的完整產(chǎn)品，不僅需要采用專門設(shè)計的裝配型架，還需要在多個工作站點上，利用多臺裝配型架協(xié)同完成整個產(chǎn)品的裝配工作。4.4.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整概述工藝分解的核心在于，基于設(shè)計結(jié)構(gòu)，合理利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計分離面和工藝分離面，將產(chǎn)品劃分為若干個獨立的裝配單元這一過程的基礎(chǔ)在于對產(chǎn)品的設(shè)計分離面和工藝分離面的精準(zhǔn)識別關(guān)鍵定義表面與尺寸

兩者的區(qū)分是在工藝性審查過程中同步完成的：在進(jìn)行工藝分解時，選擇工藝分離面需綜合考慮生產(chǎn)的性質(zhì)、產(chǎn)品產(chǎn)量、生產(chǎn)周期、成本等因素，并進(jìn)行詳盡的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。在研制或試制生產(chǎn)階段，通常采用較為集中的工藝方案，工藝分離面的選取以滿足生產(chǎn)準(zhǔn)備周期和裝配周期為目標(biāo)。在批量生產(chǎn)階段，傾向于采用分散的工藝方案，以提高勞動生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量為原則，盡可能多地采用工藝分離面。4.4.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整概述在復(fù)雜產(chǎn)品的研制過程中，結(jié)構(gòu)工程師首先從結(jié)構(gòu)功能的角度劃分設(shè)計分離面，并將復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)組織成工程結(jié)構(gòu)樹（EBOM）的形式。制造工程師根據(jù)制造商的裝配方法和工藝技術(shù)水平，同時考慮工藝方面及生產(chǎn)效率，從制造生產(chǎn)的角度出發(fā)，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分離面的劃分，可能需要對原始設(shè)計的結(jié)構(gòu)關(guān)系和組件隸屬層次進(jìn)行調(diào)整，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)從EBOM調(diào)整為裝配結(jié)構(gòu)樹（PBOM），以指導(dǎo)后續(xù)的工藝設(shè)計工作。在對結(jié)構(gòu)樹進(jìn)行調(diào)整的過程中，需要參考豐富的工藝知識，并依據(jù)長期積累的經(jīng)驗，充分考慮制造過程中的各個方面，須嚴(yán)格保持工程結(jié)構(gòu)樹與裝配結(jié)構(gòu)樹之間的一致性，即所有零部件號及其數(shù)量在兩樹中必須相同。這種調(diào)整是在工程結(jié)構(gòu)樹的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)整后的數(shù)據(jù)應(yīng)能夠清晰表示生產(chǎn)中的直接裝配關(guān)系和安裝次序，從而構(gòu)成了指導(dǎo)生產(chǎn)的裝配結(jié)構(gòu)樹。4.4.2裝配單元劃分工作模式在裝配車間流程設(shè)計、裝配ACC流程設(shè)計以及裝配POS流程設(shè)計的背景下，裝配工藝設(shè)計人員與結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需共同協(xié)作，以協(xié)商一致的方式制定各層級的裝配單元結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對EBOM結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接調(diào)整和修改，確保上層EBOM結(jié)構(gòu)與PBOM結(jié)構(gòu)的一致性，從而實現(xiàn)裝配單元的有效劃分

裝配單元劃分的工作模式詳述如下：裝配單元劃分依據(jù)：劃分工作基于任務(wù)對象的EBOM結(jié)構(gòu)表和構(gòu)成該任務(wù)對象的下屬結(jié)構(gòu)對象的數(shù)字化結(jié)構(gòu)模型。設(shè)計方法：通過工程技術(shù)管理平臺的BOM結(jié)構(gòu)調(diào)整功能頁面，對BOM結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。PBOM形成過程：在形成PBOM的過程中，需考慮工藝因素，確保PBOM數(shù)據(jù)與EBOM中的數(shù)據(jù)保持一致。設(shè)計輸出：經(jīng)過調(diào)整并增加了裝配單元的PBOM結(jié)構(gòu)表，該表詳細(xì)列出了所有裝配單元及其組成部分，為后續(xù)的裝配工藝流程提供了明確的指導(dǎo)。劃分人員：負(fù)責(zé)裝配工序?qū)恿鞒淘O(shè)計和零件工藝流程設(shè)計的主管工藝設(shè)計人員承擔(dān)劃分任務(wù)。劃分時間：裝配單元的劃分工作與車間、ACC、POS、工序?qū)恿鞒淘O(shè)計同步進(jìn)行，確保在整個生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整與流程設(shè)計緊密相連，形成高效的生產(chǎn)布局。4.5協(xié)同工藝流程設(shè)計工藝流程設(shè)計的核心目標(biāo)是按照自頂向下的原則，綜合考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)、所需時間，以及場地、人力和設(shè)備等關(guān)鍵制造資源，將復(fù)雜的產(chǎn)品制造過程分解為層次化的制造工藝單元。車間層流程設(shè)計一

ACC層流程設(shè)計二

POS層流程設(shè)計三

JOB層流程設(shè)計四工藝流程設(shè)計工作模式五4.5.1車間層流程設(shè)計基本制造單元：在汽車制造中，裝配車間和零件車間構(gòu)成了基本的制造單元部件和總裝流程：對于如汽車這樣的復(fù)雜產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜，需要通過工藝分離面將其劃分為多個部件。流程設(shè)計的組織與實施：車間流程的劃分通常由廠級制造工藝部門負(fù)責(zé)編制，根據(jù)產(chǎn)品的工藝結(jié)構(gòu)樹來設(shè)計整個流程。汽車制造流程示意圖4.5.2ACC層流程設(shè)計基本概念：ACC流程以ACC（區(qū)域控制碼）為基本單元，建立起各個站位之間的裝配產(chǎn)品流動關(guān)系。工作區(qū)域的劃分與裝配：由于飛機(jī)的部件或部件組在裝配時相對獨立，生產(chǎn)過程中會將這些部件分布在不同的工作區(qū)域進(jìn)行裝配。基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的ACC劃分：部件ACC的劃分基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹進(jìn)行，并在產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計組（LCPT）中完成。ACC流程的實施：劃分工作區(qū)域→標(biāo)識和管理→優(yōu)化裝配流程組件ACC的劃分與管理：部件ACC的劃分需要考慮工作量，并由產(chǎn)品工藝分離面確定的進(jìn)度、成本、質(zhì)量來控制和組織生產(chǎn)。ACC樹的構(gòu)建：ACC之間的關(guān)系在裝配工藝樹中可以明確地反映出來。4.5.3POS層流程設(shè)計POS流程，即工位流程，是對ACC流程的進(jìn)一步詳細(xì)劃分。它專注于某一工位內(nèi)部各裝配單元之間的具體工作關(guān)系和流程順序。POS作為ACC的細(xì)分，管理復(fù)雜產(chǎn)品制造過程中更小單元——工位的運作。通過將ACC按工藝裝備、工作地和產(chǎn)品工藝分離面進(jìn)行劃分，可以形成若干個在空間上相對獨立且具有特定功能的制造活動中心，每個中心對應(yīng)一個POS。在實際操作中，一個ACC中的各個POS之間存在前后關(guān)系，形成了樹狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了ACC內(nèi)部的POS樹。對于部件ACC，其POS樹是單一的；對于組件ACC，則存在多棵平行的POS樹。通過將所有ACC中的POS樹按照其之間的關(guān)系進(jìn)行組合，可以得到整個裝配的POS樹。4.5.4JOB層流程設(shè)計JOB流程，即工序流程，在工業(yè)制造領(lǐng)域內(nèi)，是一種基礎(chǔ)指導(dǎo)原則，用于詳細(xì)規(guī)劃和指示車間內(nèi)部各種零部件的組裝或零件制造的精確操作序列。此流程采納“作業(yè)”（Job）作為最小作業(yè)單元，確立各生產(chǎn)步驟間的產(chǎn)品流動邏輯與操作序列，為生產(chǎn)流程的有序進(jìn)行提供藍(lán)圖。與相對固定的設(shè)備位置樹（ACC樹）和系統(tǒng)位置樹（POS樹）相異，Job樹在實際生產(chǎn)中展現(xiàn)出較高的動態(tài)調(diào)整能力，可根據(jù)生產(chǎn)周期的變動、人力資源的調(diào)配或生產(chǎn)設(shè)備狀況進(jìn)行適時調(diào)整。4.5.5工藝流程設(shè)計的工作模式工藝流程設(shè)計作為確保制造作業(yè)高效性與秩序性的核心環(huán)節(jié)。設(shè)計方法涉及使用工程技術(shù)管理平臺的工藝流程設(shè)計功能。設(shè)計人員會根據(jù)發(fā)動機(jī)裝配線的要求，對照PBOM結(jié)構(gòu)樹，建立發(fā)動機(jī)裝配的工藝流程。設(shè)計輸出為一系列詳細(xì)的裝配工藝文檔，這些文檔是生產(chǎn)線操作人員及管理人員開展日常生產(chǎn)的直接指導(dǎo)手冊。工藝流程設(shè)計任務(wù)由主管級工藝設(shè)計專家擔(dān)綱，他們在接收指定的設(shè)計任務(wù)后隨即啟動工作流程，設(shè)計活動的時間規(guī)劃依據(jù)項目緊迫性與復(fù)雜度靈活調(diào)整。4.6確定產(chǎn)品交付技術(shù)（中間件模型建立）對于裝配單元結(jié)構(gòu)在車間、ACC、POS劃分時形成的裝配件結(jié)構(gòu)狀態(tài)描述，由裝配工藝設(shè)計人員與結(jié)構(gòu)設(shè)計人員共同協(xié)商制定，由結(jié)構(gòu)設(shè)計人員將相關(guān)信息直接描述在裝配單元結(jié)構(gòu)MBD模型中。對于零件結(jié)構(gòu)在劃分流程單元后所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)描述，需由零件工藝設(shè)計人員建立并描述在中間件MBD模型中。確定交付技術(shù)狀態(tài)工作模式4.6確定產(chǎn)品交付技術(shù)（中間件模型建立）確定技術(shù)狀態(tài)根據(jù)工藝流水，工藝設(shè)計師需要確定各個車間或中心加工完成后的技術(shù)狀態(tài)。建立中間件MBD結(jié)構(gòu)模型工藝設(shè)計師需要利用三維建模軟件，根據(jù)確定的技術(shù)狀態(tài)，建立反映該技術(shù)狀態(tài)的中間件MBD結(jié)構(gòu)模型。上傳與關(guān)聯(lián)管理將建立的中間件MBD結(jié)構(gòu)模型上傳到PDM系統(tǒng)中，與產(chǎn)品零組件對象進(jìn)行關(guān)聯(lián)管理。工藝設(shè)計師工作職責(zé)描述4.6確定產(chǎn)品交付技術(shù)（中間件模型建立）對于裝配件的完工狀態(tài)描述，其重點在于詳細(xì)記錄裝配流程末尾，即裝配件自裝配單元移除時的結(jié)構(gòu)特征與連接詳情。這包括但不限于最終緊固件的鎖定狀況、臨時緊固件的使用情況、以及未完成連接的預(yù)制孔狀態(tài)等關(guān)鍵信息。裝配件完工描述設(shè)計輸出是反映零組件實際制造狀態(tài)的中間件MBD結(jié)構(gòu)模型,包含了零組件的詳細(xì)設(shè)計信息，如尺寸、形狀、材料等，及與其他組件的裝配關(guān)系,有助于工程師在制造過程中更好地理解和控制零組件的質(zhì)量。設(shè)計輸出交付制孔要求的表達(dá)完工狀態(tài)描述4.7工件技術(shù)條件（定位計劃）制定

依據(jù)復(fù)雜產(chǎn)品裝配過程的主要特點，保證其形狀和尺寸的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度要求，必須用大量體現(xiàn)零件尺寸和形狀的專用裝配工藝裝備來定位零部件空間位置并保證其形狀。

工裝設(shè)計人員設(shè)計裝配工藝裝備時，需要由工程設(shè)計人員設(shè)計的裝配對象的幾何形狀與尺寸信息，還要由制造工藝技術(shù)人員制定的裝配對象的裝配過程及其零部件的具體定位方法，即工裝定位計劃TIP(ToolIndexPlan)。4.7.1工裝定位計劃在制定工裝定位計劃時，首先要分析閉合翼肋的裝配結(jié)構(gòu)，明確其定位基準(zhǔn)和定位方法。需要考慮以下因素：結(jié)構(gòu)件基準(zhǔn)面確定裝配配合表面分析空間交點孔位精確定位裝配孔位置與尺寸校核關(guān)注重要輪廓外緣的吻合立尾閉合翼肋4.7.1工裝定位計劃右圖展示的閉合翼肋工裝定位計劃，包含了五個關(guān)鍵點的細(xì)致規(guī)劃：機(jī)身后段對接保險翼弦定位主翼弦配合裝配復(fù)板裝配精確定位加強筋定位優(yōu)化閉合翼肋工裝定位計劃4.