三维工艺设计系统集成应用
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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
航空发动机制造为使命的总装制造集成企业，企业的信息
化、数字化水平成为其自身不断发展的关键。经过“十
五”期间的发展，信息化建设取得了较大发展，同时，新型 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
设计工具以及与现有ＰＤＭ系统集成提出了更高的要求。
三维工艺设计工具与ＰＤＭ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
艺规程生效与发布。
针对上述集成及发布需求，我们自主开发了面向航空 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
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
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 ＰＤＭ系统的集成及应用。
一、国内外工艺设计系统集成应用现状
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
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
先地位，已经把工艺设计工作从模拟量转变为数字量传递，
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
析的概念。国外大型航空公司利用数字化技术，取得了可观
的效益，通过数字化技术，可以真正实现从设计到工艺的并
行万案，并且无差错地实现从虚拟装配到物理装配。
例如：ＨＭＳ—ＣＡＰＰ（美国）主要应用于机加和装配等工
艺设计与管理，提高了效率，减少了变更，提高了数据的准
确性，实现了指令的无纸化，能有效提高工艺的规￣１ｊ￣ｎ验证 水平，ＣＳ／ＣＡＰＰ（美国）可管理工装、Ｎｃ又件、质量数据、
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
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 骤。现在使用的工艺设计软件，虽然部分替代了人的手工劳
动，缩短了工艺设计时间，降低了劳动强度，提高了工艺又
件的质量，缩短了生产准备周期，但并没有从根本上改变传
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 目标。
国内的工艺设计软件例如：华中科技大学开发的ＫＭ—
ＣＡＰＰ（开目ＣＡＰＰ）具有系统管理、工艺管理、工艺设计、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
的航天、兵器和船舶等行业具有较广的应用，清华大学开发
的ＴＨ—ＣＡＰＰ（天河ＣＡＰＰ）是典型的“所见即所得”的卡片式 工艺设计系统，实现了卡片与工艺数据分开存储，具有比
较强的二次开发能力，Ｔｅａｍｃｅｎｔｅｒ ＭＰＭ（制造工艺，西１＇３子
ＰＬＭ定制的类｛￣ＣＡＰＰ的工艺设计系统）为制造企业在工艺规
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。
随着以新代发动机为代表的新型号三维设计数据应
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
必然。而作为国内最大的航空发动机产品研制生产单位，黎
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
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
字化工艺设计及管理平台，但由于这些系统核心技术封闭、
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
题，必须建互套能实现三维工艺设计和管理的系统，并与
设计制造环节集成，形成三维工艺设计与管理、制造资源及
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
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
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
的技术能力。 由于新型号研制周期的不断缩短，老型号批产任务不
断增多，对工艺人员的快速响应能力要求越来越高。通过多 ８２ 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
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
制造资源数据无法得到有效、合理的保存及利用，不利于企
业快速查找和重用，制约了航空产品制造技术进步提升。
为此，如何实现ＰＤＭ系统内制造资源和工艺知识在三维工艺
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
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
上述司题。
综合国内￣ｂＣＡＰＰ的应用情况来看，ＣＡＰＰ暂时都不能有
效解决面向企业信息集成应用司题。随着计算机集成制造技
术在企业中的广泛应用，工艺设计不再是个单独的信息系
统，如何与企业应用的其他系统相集成，实现整个企业整个
产品全生命周期信息的集成管理是现有商业工艺设计系统无
法实现的。
目前，三维工艺设计系统集成应用中存在的司题主要
如下。
（１）原有的ＰＤＭ系统主要面向传统二维设计和工艺数
据进行管理，面对现在的三维设计数据，其都无法满足添加
三维工艺模型和工装夹具等模型的需求。
（２）缺乏完整的工艺信息管理和知识共享，三维工艺
设计系统无法直接获取ＰＤＭ系统中的各类资源信息数据。
（３）在ＰＤＭ系统内无法实现三维工艺的创建、更改、
审＃ＬＬ￣ｎ发放。
二、三维工艺设计系统与ＰＤＭ系统集成技术
产品的工艺设计是制造业中最为重要的部分，特别是
产品开发的早期阶段更是起着决定性作用，而对数字化制造
而言，协同产品开发是其最为重要的环。许多企业己通过
多种集成技术改善了生产条件，获得了显著的经济效益，所
以三维工艺设计系统与公司现有的ＰＤＭ系统集成应用是实现
三维工艺设计在企业中成功应用的重要环节，只有实现系统
问的有效集成才能将三维工艺应用于实际的规模生产。
我们采用的集成万法主要是利用公司现有ＰＤＭ系统功能
对三维工艺数据集进行管理，以实现ＰＤＭ系统基本的审批发
放功能。具体地，通过对ＰＤＭ系统客户端和服务端进行二次
开发，实现三维工艺的创建和遍历，并通过对三维工艺设计
系统的开发，实现三维工艺的设计。由此，形成了三维工艺
集成应用能力，实现了三维工艺的制造应用和实施。
我们自主开发的三维工艺设计系统基于西、］子Ｎｘ系
统，在此基础上采用ｃ 开发语言，利用ＶＳ２０１ Ｏ开发工具，
综合应用诸如ＸＭＵ，ｎＩＴＫ等技术，针对目前市面上工艺设计
系统不能解决的从三维到工艺、三维到制造的司题，重点
实现三维工艺设计能力。另外，由于我公司采用西、］子
ＴｅａｍＣｅｎｔｅｒ ＰＤＭ产品为底层平台，因此在其基础上采用 ａｖａ 进行二次开发，构建了 套适应航空发动机制造企业的工艺
管理平台，突破和解决了系统开发过程中的相关核心技术，
较好地解决了现代企业对工艺设计系统不断变化的难题。
我们自主开发的三维工艺设计系统实现了结构化的数
据与ＰＤＭ系统的集成。三维工艺设计环境总体采用传统的三
层框架，分为数据库层、业务逻辑层和带有系统功能的界面
层。集成总框架如图１所示。
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豪坑产品甓潭Ｉ￡ｔ 报嵌瀛程外邢数目雇史 商 劢能幢 管理管理昔理设计发布 计宙 搓昔埋挂口昔
业再逻辑屉 帮 交互 玎曩 硅蘸 恬
图ｉ系统总框架
集成后三维工艺设计环境由ｕＩ层、业务逻辑层和数据
层三部分组成。
（１）系统用户访司层是ｕＩ层，即统用户界面层，不
同的用户角色如工艺员、型号主管、系统管理员和流程审批
人员通过ｕＩ层进行业务处理。ｕＩ层包括：工艺设计和系统管
理等模块。
（２）系统的中间层是业务逻辑层，该层主要包括系统
应用组件、系统核心组件和自定义开发组件等几个部分。系
统应用组件主要根据业务需求进行数据和逻辑运算，ｂＬ？ｎ，
实现工艺规程的编制、审批、归档和更改等管理。系统核心
组件包括了对象定制、用户管理、系统权限控制、业务流程
审批及集成接１３等。自定义开发组件主要为不断变化的企业
应用提供定制功能。这些组件构成了这个平台的基础。
（３）系统底层是数据层，包括系统数据库、实时数据
库和归档数据库，为业务逻辑层提供统数据接１３。
工艺设计系统通过与ＰＤＭ平台集成实现工艺数据的获
取，系统除拥有内置流程管理模块外，还具备与企业其他业
务流程平台的集成能力，同时系统还能为生产制造相关系统
提供数据支撑，提供完全结构化的数据。
根据我公司信息化系统建设的要求，为实现众多系统
问数据接１３的统以及数据流向的规范，所有制造数据都是
以ＰＤＭ为唯源头输出。
集成后的三维工艺设计系统通过梳理现有业务系统，
抽取业务流程、数据及当前业务系统功能等信息，实现了企 业内各业务系统的集成：工艺设计系统与业务流程、ＰＤＭ实
现双向集成，与ＥＲＰ￣ｎ质量管理系统等实现单向数据传递。
系统问集成框架如图２所示。
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三连工艺设 幕缝 车闻董理 标注 工艺 直鳗 工异 苴南 羲据 ｔ壤 镶型美 簖陴 工异 一妄控制 末赣 量管理
图２系统间集威框架
（１）系统集成后的工作流程由工艺员在Ｔｅａｍｃｅｎｔｅｒ下
自行创建机加工艺结构树，即在工艺节点下创建多个工序节
点，并填写工艺与工序的相关又本，与现有工艺管理模式保
持致。其中，机，Ｓｎｚ艺节点下有ＵＧＭａｓｔｅｒ，其中存放的是
工艺的设计模型，由此启动ＮＸ Ｍａｎａｇｅｒ。
（２）新建工艺。①由用户在Ｔｅａｍｃｅｎｔｅｒｑ￣创建出完整的
工艺结构树（包括总工艺、机加工艺、工序、工步及子工步）
（图３）。②用户双击机加工艺节点【附件】下的ＵＧＭＡＳＴＥＲ启
动ＮＸ Ｍａｎａｇｅｒ，然后点击ＮＸ Ｍａｎａｇｅｒ菜单栏上的【工艺辅助设
计系统】，系统将启动三维工艺设计系统。③按Ｔｅａｍｃｅｎｔｅｒｑ￣
的工艺树结构在ＮＸ Ｍａｎａｇｅｒ装配导航器上生成个相同结构的
装配树，且每个组件节点模型中为空（图４）。③读取装配树
上的节点信息，包括工序号、Ｉ Ｄ、版本、工序名称和节点类
型，通过判断属性”明ＰＡＲＴ ＴＹＰＥ”一”ＨＥＰｒｏｃｅｓｓ”在三维
工艺设计系统中选择“工艺模型”面板，对应生成工艺三维模
型树（图５）。⑤在不修改工艺结构树的情况下，在三维工艺
设计系统中建立三维工序模型、利用三维工艺设计系统所提供
的工具维护ＷＡＶＥ关系（图６）。⑥在三维工艺设计系统新建余
量图或辅助模型的步骤为：在三维工艺设计系统中的【辅助
模型】节点上右击选择【新建辅助模型】，或者在【余量图】
节点上右击选择【新建余量图】，则系统会弹出如图７所示的
对话框，用户可指派ＩＤ编号和版本号，并给出零件组名（节
点名称）为“辅助模型＋ＸＸＸ”或者“余量图＋ＸＸＸ”的格式，在
ＮＸ Ｍａｎａｇｅｒ装配树上新加个对应的节点，节点模型为空，
如图８所示，与此同时，将新加的节点映射到三维工艺设计
系统的模型树上，接下来进行导八等其他编辑操作，如图９
所示。⑦模型编辑完成后，点击三维工艺设计系统提供的
保存按钮，将工艺保存￣Ｔｅａｍｃｅｎｔｅｒ上。⑧在Ｔｅａｍｃｅｎｔｅｒ上 生成与工序同级的节点，如图１ Ｏ所示。配置ＮＸ Ｍａｎａｇｅｒ用户
默认设置，保存三维模型时自动生成ＪＴ。具体操作过程（该
过程每台计算机只需在初次使用时设置）为：选择菜单栏上
的【又件】一【实用工具】一【用户默认设置】，系统会
弹出如图¨¨所示的对话框，用户只需在对话框左侧的树上
基于Teamcenter的标准件系列产品工艺设计研究及应用
ValueEngineering
0引言
设计数据经过标准化的转换，形成物料数据和图文档
数据，基于设计数据进行工艺设计，形成工艺物料数据、检
验数据、PBOM数据和图文档数据，设计数据和工艺数据
所组成的技术数据链条为后续计划、制造、生产准备、物料
管理等活动提供支撑。为了确保PBOM等工艺数据与产
品数据的强关联关系，采用一个件号产品编制一本工艺规
程的工艺设计模式，虽然可以进行克隆，但对于标准件庞
大的存量和增量产品基数，工艺设计效率远远无法满足实
际需求，同时在数据链条上仍存在诸多断点，需要通过多
次转换和维护，工作量大，出错风险高，技术状态管理难度
大。标准件产品具备系列化、多品种、构型简单、件号数量
庞大等特点，急需搭建一套能够实现协同设计数据、高效
率、匹配工艺标准化管理、结构化要素齐套的管理平台，解
决工艺设计效率瓶颈，以及下游MES、ERP等系统对结构
化工艺数据的需求和工艺无纸化等问题，支撑标准件产品
的全生命周期数字化管理。1设计尧工艺一体化平台Teamcenter是西门子公司的全生命周期管理PLM系
统，系统基于SOA架构设计，具有很好的系统开放性。能
够以完全SOA架构的方式，提供PLM系统所要求的功能，包括文档管理、产品结构管理、配置管理、零部件分类
管理、工作流程管理、更改管理、项目管理、需求管理等的
产品全生命周期管理，是一套全球制造业应用比较广泛的
整体解决方案。[1]
首先，产品设计数据与工艺设计在统一的数据源下进
行管理，利用产品对象与设计标准、更改数据、技术规范等
的关联，便于对工艺与产品总体的技术状态进行管控。
其次，平台分类库可以有效的对产品、工装、原材料、
设备等资源数据进行管理，并基于TCM模块OOTB功能
界面进行工序、工步等的关联关系搭建，通过转换实现快
速输出二维PDF工艺卡片。
第三，Teamcenter的TCM模块具备强大的结构化数
据搭建功能，同时与NX、CAD等工具软件、ERP、MES等
生产制造系统均具备优秀的集成性能，因而基于结构化数
SiP：系统集成封装技术
SiP：系统集成封装技术
窦新玉
清华大学电子封装技术研究中心
SiP（System in Package）是近几年来为适应模块化地开发系统硬件的需求而出现的封装技术，在已经开始的新一轮封装技术发展阶段中将发挥重要作用。SiP利用已有的电子封装和组装工艺，组合多种集成电路芯片与无源器件，封闭模块内部细节，降低系统开发难度，具有成本低、开发周期短、系统性能优良等特点，目前已经在通信系统的物理层硬件中得到广泛应用。
随着半导体制造技术的进步，集成电路芯片引出端（I/O）数与芯片面积的比值将持续上升，现有的二维I/O结构在未来五年里面临着新的挑战，SiP在不改变二维封装结构的前提下作为一个解决方案，有明显的技术优势和市场潜力。SiP技术的普及能够改变目前封装产业以代工为主的状况，为封装企业拥有自主产品在技术上创造了可能性，封装产业的产值在整个半导体产业中的比重会随之增加。
1． 集成电路产业的发展与需求催生SiP技术
从第一支晶体管的诞生，到第一颗集成运算放大器的出现，一直到今天，半导体产业的发展可以概括为一个集成化的过程。多年来，集成化主要表现在器件内晶体管的数量，这个指标在单一功能的器件中目前仍占统治地位，比如存储器。现代系统集成技术中一个更重要的指标是系统功能的完整化，这样就牵扯到不同IC技术与电路单元的集成。单一功能的器件比比皆是，但单一功能的电子系统少见。由于网络与通信技术的普及，纯数字系统（所谓的计算机）几乎已经不存在，物理层硬件是多数系统中必要的组成部分。最基本的数字系统也至少包含逻辑电路和存储器，两者虽都是数字电路，但半导体制造工艺的细化与优化也已使得这两种最基本电路单元的集成不是一件简单的工作。
移动通信技术的普及使得电子整机系统向着高性能、多功能和小型化方向发展。这种需求推动了电子封装技术的近十年来的飞速发展，BGA和CSP等先进封装型式因为能够满足多I/O、小型化的技术得到普遍应用。纵观微电子产业发展的历史，封装技术在满足市场需求方面经常是被动地发挥作用；末端电子产品提出集成的要求，前端半导体设计与制造提出解决方案，封装在两者的约束下做物理实现。这种情况将在未来几年会发生变化，目前这种变化已经初步显示出来了。造成这种局面的原因是电子系统复杂度的不断提高，封装也要参与系统集成的过程。
基矛UG产品工艺信息三维标注应用的探索
设计计算 试验研究
基矛ＵＧ产品工艺信息三维标注应用的探索
吴亚渝，应正健，刘 仪，汪俊龙 （重庆铁马工业集团有限公司，重庆４０００５０） 摘 要：ＭＢＤ的工艺设计是基于三维设计模型直接完成工艺模型的创建，并在三维工艺模型上完整 表达产品工艺定义信息的先进工艺设计手段。在复杂产品制造行业中，ＭＢＤ协同设计制造技术的作用 越来越大，本文以转向随动臂零件的模型为对象，结合ＵＧ软件平台，探索了三维标注及三维关联工序模 型的具体方法，为企业实现数字化制造打下了基础。 关键词：产品工艺信息；三维工艺模型；三维标注 中图分类号：ＴＰ ３９１．７ 文献标志码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｏｉｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ３Ｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ ＵＧ ＷＵ Ｙａｙｕ，ＹＩＮＧ Ｚｈｅｎｇｊｉａｎ，ＬＩＵ Ｙｉ，ＷＡＮＧ Ｊｕｎｌｏｎｇ （Ｃｈｏｎｇｑｉｎ Ｔｉｅｍａ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎ ４０００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＢＤ ｗａｓ ｃｒｅａｔｅｄ ３Ｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ３Ｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｎ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｅｘｐｒｅｓｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ．ＭＢＤ ｃｏｌｌａｂｏｒａ— ｔｉｖｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｖｅ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎ ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｒｏｄｕｃｔ．Ｔｈｅ ｐａｒｔ ｏｆ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ａｒｍ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ ｉｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＵＧ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ３Ｄ ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ３Ｄ ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈ ｌａｉｄ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｙ。 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｄｕｃｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，３Ｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｄｅｌ，３Ｄ ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ
五个方面剖析SIP封装工艺看懂SIP封装真正用途
五个方面剖析SIP封装工艺看懂SIP封装真正用途
SIP（System in Package）封装工艺是一种将多个芯片（IC）和其他相关元件封装在一个小型封装内的技术。SIP封装工艺通过将多个功能集成在一个封装内，实现了电子设备的功能扩展和系统集成，提高了系统性能和可靠性。以下将从五个方面对SIP封装工艺进行剖析，以便更好地了解它的真正用途。
1.封装密度：SIP封装工艺通过三维堆积和优化设计，可以在一个小型封装内集成多个芯片和组件。这种高度的集成化使得电子设备可以实现更多的功能，并减小了系统的体积和重量。封装密度的提高也使得电子设备在设计上更加灵活，可以满足更多的应用需求。
2.电子器件集成：SIP封装工艺可以将不同类型的芯片和其他元件封装在一个封装内。例如，可以将处理器、存储器和传感器等不同类型的芯片集成在一个SIP封装内，以实现更高性能的电子设备。此外，还可以将射频（RF）模块、功率放大器和滤波器等射频元件与数字处理器集成在一起，以提高无线通信设备的性能。
3.信号传输和互连：SIP封装工艺可以在一个封装内实现芯片之间的高速信号传输和互连。通常采用高密度的封装引脚布局、微弯曲引脚和堆叠互连等技术来实现高速信号的传输。这种高速信号传输和互连的实现使得电子设备可以处理更大量的数据和更快的信号速率，满足高性能和高速通信的需求。
4.散热和电磁干扰：SIP封装工艺可以通过在封装内部设计散热结构和屏蔽结构来有效管理热量和电磁干扰。例如，可以通过在封装内部添加散热片和传热管道来提高芯片的散热效果，保证系统的稳定性和可靠性。此外，还可以通过屏蔽结构和抗干扰设计来减少电磁干扰对电子设备性能的影响，提高设备的抗干扰能力。
5.客制化设计：SIP封装工艺可以根据不同的应用需求进行客制化设计。通过选择不同封装材料、封装工艺和封装结构等，可以满足不同应用场景下的性能和可靠性要求。此外，还可以根据不同的应用需求选择不同类型的芯片和元件进行集成，以实现更强大的功能和更好的适应性。
飞机部件柔性装配技术应用及工艺设计
飞机部件柔性装配技术应用及工艺设计
传统飞机装配是刚性、固定、基于手工化的，而柔性装配则向自动化、可移动、数字化的方向转变。柔性装配技术是一种能适应快速研制和生产及低成本制造要求、模块化可重组的先进装配技术，它具有自动化、数字化、集成化的特點，是当代飞机装配技术发展的一个新领域。
1 飞机部件柔性装配技术应用
1.1 柔性化、模块化定位技术
在飞机装配中，采用柔性定位技术，可适应一定程度的零件结构变化，同时可减少传统刚性定位方式那种不可避免的定位应力。在框梁类零件定位中，传统的方法是基于工艺孔或结构交点孔及基准面进行定位，致使工作量大、效率低，若采用柔性定位技术，在定位头的设计上可采用如图1所示的典型结构。结合模块化设计，灵活、组合更换不同的定位头，这种柔性定位装置的设计要考虑的因素包括结构合理、方便调节，适应孔位、孔径及基准面的变化。
很多先进的航空企业，为满足精度的需要，在工装设备上配备了多自由度伺服定位机构，它可以对产品进行多个坐标的调节，进行精确定位。在机构上安装离合器，由电机驱动，配合手工操作，并能适时锁紧。经过多年的发展，市场上该设备的发展较为成熟，但是其成本较高，通常一个框的定位都需要4组以上的定位机构，所以怎样进行资源的有效利用，也是航空企业面临的问题。
1.2 自动化柔性制孔技术
由于机体结构越来越复杂，为满足长寿命、高质量、气动、互换性等要求，航空航天产品在材料选择上大量采用了复合材料、钛合金等难加工材料，使装配制孔需要更高的精度。如果采用数字化柔性装配制孔技术，要考虑的因素很多，但关键一点是要保证孔位、法向的精确控制及制孔精度。具体来说，在工装设备上配套使用激光雷达等数字化测量装置，精确测量并控制孔位的具体位置坐标和法向精度；在制孔钻头周围可增设压紧装置或吸盘来消除加工头产生的反作用力，保证进给力的平衡。自动化柔性制孔技术可广泛用于机舱地板、机翼壁板、长桁/梁等整体面积较大的部件装配制孔工作。
工艺资源集成管理系统的研究与设计
机械设计与制造
一１６６一 Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ 第３期 ２００６年３月
文章编号：１００１—３９９７（２００６）０３—０１６６—０２
工艺资源集成管理系统的研究与设计
史俊友岳东方（青岛科技大学机电工程学院。青岛２６６０６１）
Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ
ＳＨＩ Ｊｕｎ—ｙｏｕ，ＹＵＥ Ｄｏｎｇ—ｆａｎｇ（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｑｉｎｇｄａｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０６１，Ｃｈｉｎａ）
【摘要】针对制造企业信息化建设过程中不同子系统问工艺资源管理功能重叠和互不兼容等现
状，从系统集成的角度对工艺资源管理子系统应具备的功能和系统体系结构进行了研究和分析，对
系统实现的关键技术进行了讨论，为ＣＩＭ的实现打下良好的基础。该系统已在相关企业得到了成功
的应用。
关键词：工艺资源管理；系统集成；模板定制
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】／ｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ—ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ．ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｓｕｂ—
ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．ａｉｍ ａｔ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｖｅｒｉａｐ ａｎｄ ｉｎｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｎｅｓｓ ｏｆｐｒｏｃｅｓｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｌｒ￣ｎ－
ａｇｅｍｅｎｔ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｏｉｎｔ ｏｆｖｉｅｗ ｏｆｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，ｃａｒｒｙ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ
基于Teamcenter系统的工艺设计模式创新
基于Teamcenter系统的工艺设计模式创新
关键字：Teamcenter 3D工艺设计模 3D工艺设计模式创新
本文结合作者生产现场的实践经历和在Teamcenter系统中进行工艺规程编制的实际应用，就如何更有效地利用Teamcenter平台进行工艺规程编制，充分发挥工艺信息产生、接受、维护、发送、再运用的组合功效，满足不同使用者对工艺信息和数据的共享共用进行了创新构思，设计论说了基于3D模型的新型工艺规程编制模式。
随着Teamcenter系统在制造型企业的设计和工艺领域的应用，全信息设计模型和全信息工艺模型的数据会随之大量产生，将为科研生产所需的各类型数据及相关信息向MES系统、DNC系统、数字化测量系统的传送打下良好基础，它们的结合对传统的工艺规程编制模式发出了创新再造的呼唤。我们应当响应这一呼唤，创建新的工艺规程编制模式，从根本上为实现产品数字化设计、数字化制造、数字化检测和数字化装配铺设新路。
传统工艺规程编制模式曾为科研生产提供过技术支撑，但它传递的是二维书面信息，编审与现场加工周期都相当长。例如壳体、异形件等二维工艺图纸，图面复杂，尺寸、公差多，工艺设计、现场加工、计量检测各个环节在正确理解和执行设计意图上要花费很多精力与时间，延长技术准备周期，影响生产效率和产品质量。新的工艺规程编制模式应当针对这些制约产品高效研制、优质交付的问题，变二维书面信息为三维数据信息，将计算机辅助工艺设计、辅助制造、数控编程及仿真加工等技术运用到工艺规程编制中，使加工相关数据能同时被多个不同环节、不同部门使用，实现技术准备、加工、计量检测过程的周期缩短、脱机编程、仿真，使用并行工程解决机床设备及各环节等候零件的被动局面。笔者沿着这种传承创新的思路，构思了三维数字化工艺规程编制方法。
三维数字化工艺规程编制方法是新的工艺设计模式。这一新的工艺设计模式吸收原有的工艺设计模式优点，发挥Teamcenter系统在产品生命周期信息管理上的优势，综合从设计到交付全流程优质高效的需要，融会贯通再创造而形成。其主要组成及其特点与优势有四部分：
基于三维平台的装配工艺规划系统设计研究
《装备制造技术｝２００８年第３期
基于三维平台的装配工艺规划系统设计研究
周鼎，盛步云 （武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉４３００７０）
摘要：在对实验室已开发完成的三雏计算机辅助工艺设计（ＣＡＰＰ）系统研究的基础上提出了基于三雏平台的装配工艺规划系统的体系 结构，论述了各功能模块的作用及系统工作流程，并对装配模型生成、装配序列规划、装配过程动态仿真等关键技术及解决方案进行了 论述。通过以上研究对装配工艺规划系统向易操作性，实用性和商品化方向发展提供一定的参考价值。 关键词：三雏平台；装配序列规划；装配仿真；易操作性
中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ
在产品的全生命周期中，装配是很重要的环节。装配的工 作效率和工作质量对产品的制造周期和产品的最终质量都有
着极大的影响。据有关资料介绍，产品装配所需工时占产品生
产制造总工时的４０％～６０％。计算机辅助装配工艺规划 （Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｌａｎｎｉｎｇ）是解决产品装配工 艺规划问题的有效工具，已成为改进机械制造过程的研究热
点之一。 当今主流三维ＣＡＤ系统只能实现对装配体的几何结构设
计和简单几何特征之间的干涉关系检验等功能，不能实现装配
工艺设计。现有的商品化ＣＡＰＰ系统也多是针对单个零件加工
工艺的设计。目前已有的计算机装配工艺系统中，装配文件大 多采用二维简图表示，不甚直观，而三维装配工序简图形象、直 观、易于理解，可实现“爆炸”和动画，用以指导装配现场操作，
提高装配工人的技术水平【ｌ】。因此，研究装配工艺设计的三维化 和装配工艺规划的简单化、实用化具有重要意义。 笔者在对“湖北省数字制造实验室”开发的三维ＣＡＰＰ系
统研究的基础上，对基于三维平台的装配工艺规划系统设计的
关键技术进行了研究，旨在提高装配工艺规划系统与三维软件
的集成度圈，为装配工艺规划系统向简单化、实用化，商品化方 向发展提供一定的参考。
3D技术在石化领域的应用展望
“3D”技术在石化领域的应用展望
“3D”技术是信息时代环境下以计算机技术为支柱的产物，在石化领域的工程设计与生产管理有着很好应用价值和前景。
1. 3D技术在石化工程设计上的应用展望
工程设计上的总图三维设计比二维设计有显著优点。常规的二维设计过程存在多方面的弊端：图纸上非常容易漏掉某些管线或设备，或者多张纸上对同一目标的表达不一致，或者出现对某设备、管线的表达错误等；设计过程中往往要重复查看相关数据，翻阅相关设计手册，较为繁琐；为了达到设计方案清晰化，设计者往往需要做大量的部面图，工作量非常艰巨。而且，如此之多的部面图使得设计者在和工程审批人员、甲方、施工人员沟通存在一定困难；由于不是形象直观的设计，容易出现设备、管线等的碰撞现象。而总图三维设计，如PDMS、PDS等，集三维环境技术、图形动态技术、系统集成技术、虚拟标注技术为一体，可自动快速成图，不仅节约了时间，而且极大地增加了绘图、建模的准确性，从而把返工的可能降低到了最低程度。
但是当前的总图三维设计还是只注重结果的形象化，设计过程仍然与之前的二维设计差别不大，为总图管理提供不了具体的帮助。因此，在今后的发展过程中，总图的三维设计除了涉及诸多工艺设计领域本身的技术发展，涉及与它有密切关系的地理信息系统、数字地图等知识领域外，也必将必定设计到模糊技术、优化技术和虚拟现实技术等信息技术领域。在虚拟技术的发展下，人们更加重视设计的可视化，对设计每个过程与细节更加细致，设计思维的模拟将得到更多重视。设计师更多地通过人机交互模式进行设计，设计手段更加成熟与先进。更加优化、多元化、一体化是总图三维设计的发展方向。总图设计在协同设计、并行设计、虚拟设计及智能设计等现代设计模式下朝着智能化、数字化的方向发展。
2. 3D技术在石化生产管理上的应用展望
3D-GIS(三维地理信息系统)在石化企业装置生产上具有很好的应用前景。所谓石化企业生产装置3D-GIS是利用三维数据采集技术，实现石化装置的各种实物(官网、设备、框架等)空间信息(X、Y、Z)和属性信息(基本参数、运行参数、检维修参数等)的地理信息系统动态管理，将实现三维可视化、网路化运行，尤其是地形、地物、管线等实物，采用3D-Gis可以直观的显示现场场景，并具有真实的空间和属性数据，使管理人员即能直观的观察现场情况，又可以掌握各类属性信息。
工艺综合管理系统解决方案
工艺综合管理系统解决方案
摘 要：目前在用工艺管理系统由于开发年代久远，长期运行积累的数据庞大，系统面临较多隐患故障，严重影响部门业务开展。按照需求分析，流程优化，信息共享原则，兼顾解决当前急需，适应未来数字化发展，梳理现有需求，优化流程功能，提出分步实施的工艺综合管理系统解决方案，解决了当前工艺管理系统问题，完善了工艺设计和工艺信息化管理。
关键词：需求分析，流程优化，分步实施，工艺综合管理系统
1 现状与需求
工艺综合管理系统隶属于二十所PLM的统一构架中，自2003年起使用KMEDM系统，依据产品整件明细表，手动录入建立产品结构树，完成工艺设计任务流程管理，利用KMCAPP完成产品工艺规程的设计。十余年来积累了大量产品工艺数据，成为工艺部门基本业务工作平台。
随着产品数据不断积累，现有系统在使用过程中出现了工艺文件无法入库、数据查询变慢、系统频繁死机等故障，严重影响了部门业务工作的正常进行。工艺管理系统潜在的隐患问题突显，系统一旦崩溃后果不堪设想。
鉴于目前工艺部门信息化发展现状，实施三维工艺应用尚为时过早，PLM系统中TCM子模块缺乏，其优势在短期内难以发挥。为此工艺部门组织人员走访调研了相关单位工艺信息化情况，重新梳理了工艺内部活动流程，编写完成《工艺信息化管理系统需求分析报告》，开始着手《工艺综合管理系统解决方案》的制定。
结合二十所信息化规划，将工艺信息化需求概括为工艺数据管理、工艺业务流程、三维工艺、工艺设计辅助工具、系统集成以及安全保密等6个方面。
2 工艺综合管理系统解决方案 对照当前工艺管理需求，梳理现有问题见表1所示。大部分工艺信息化需求尚未实现或者部分实现，导致工艺设计模式落后，工艺设计效率低下，难以满足日益增长的业务需求。
表1 当前工艺系统对各信息化需求的实现情况及存在的问题
需求 实现情况 现存问题
工艺数据管理信息化需求 工艺数据存储和查询 部分实现 数据无法存储，数据检索慢，系统频繁死机