飛機AO工藝文件在WindchillMPMLink中的實現(xiàn)本文通過對業(yè)界綜合制造過程管理解決方案WindchillMPMLink的深入研究，詳細分析了其體系結構和數(shù)據(jù)結構，針對飛機產(chǎn)品制造的特點給出了飛機裝配大綱(AssemblyOrder，AO)工藝文檔信息模型，然后詳細介紹了飛機AO工藝文檔在WindchillMPMLink中的實現(xiàn)過程，最后通過一個實例得出在WindchillMPMLink中編制飛機AO工藝文檔會極大地規(guī)范管理，提高生產(chǎn)效率，為今后飛機AO工藝文檔的管理提供了一定的參考。0引言飛機是目前世界上最復雜、技術含量最高的高科技產(chǎn)品之一，其零/部件數(shù)量達幾百萬之多。而現(xiàn)代飛機又具有外形美觀、構型復雜、空間要求緊湊、變更頻繁和零/部件種類繁多等特點。因此，飛機制造是一門協(xié)作廣度龐大、技術要求極高的綜合性高科技技術。ARJ21是中國第一次完全自主設計并制造的支線客機，并已圓滿試飛成功。C919是中國繼運10客機之后自主設計的第二款國產(chǎn)大型客機，是真正擁有自主知識產(chǎn)權的大型客機，目前正處在緊張而有序的研制過程中。而在飛機的整個制造過程中，很重要的一部分就是飛機裝配。飛機裝配技術是一項技術難度大、涉及學科領域多的綜合性高科技技術，目前裝配工作在飛機生產(chǎn)過程中是最費時費力的，長期以來一直困擾著飛機制造業(yè)，嚴重影響著飛機的研制和生產(chǎn)周期。飛機裝配大綱(AssemblyOrder，AO)工藝文檔是飛機裝配的核心文檔，AO工藝文檔的科學管理與合理集成對于緩解飛機裝配中形成的信息孤島現(xiàn)象具有重要意義。本文即以此為背景，結合國內某飛機制造企業(yè)現(xiàn)狀，研究了飛機AO工藝文檔如何在新興的制造過程管理工具WindchillMPMLink軟件中的實現(xiàn)技術，為飛機AO工藝文檔的管理提供了一定的參考。1WindchillMPMLink簡介1.1基本概念Windchill是PTC公司推出的一套集成應用軟件，用來管理產(chǎn)品和工序的整個生命周期。它充分利用了Internet和相關的信息技術，為系統(tǒng)提供了一種應用軟件基礎，從而保證用戶能快速、高效地部署產(chǎn)品信息應用軟件。WindchillMPMLink是一種為制造工程師設計的綜合產(chǎn)品生命周期管理(ProductLifecycleManagement，PLM)的應用程序，是業(yè)界新的綜合制造過程管理的解決方案，它通過一個完整的解決方案來支持制造過程管理(ManufacturingPtocessManagemenl，MPM)進程。在該解決方案中，產(chǎn)品、進程和資源數(shù)據(jù)都在單一系統(tǒng)中進行管理，而無需復制數(shù)據(jù)。制造過程管理(MPM)是定義和管理用于制造部件、裝配最終產(chǎn)品和執(zhí)行檢查的制造過程。在任何的產(chǎn)品生命周期管理(PLM)系統(tǒng)中，MPM過程是連接產(chǎn)品設計和產(chǎn)品執(zhí)行的必要橋梁。作為PLM過程的數(shù)字管理部件，它是連接產(chǎn)品設計、生產(chǎn)計劃到資源和庫存安排的橋梁，制造過程管理如圖1所示。點擊圖片查看大圖圖1制造過程管理1.2WindchillMPMLink結構WindchillMPMLink由以下幾個瀏覽器組成：制造產(chǎn)品結構瀏覽器、制造資源瀏覽器、制造標準瀏覽器、工藝計劃瀏覽器、制造甘特瀏覽器和ProductViewforWindchillMPMLink瀏覽器，它們都是基于WindchillPDMLink的產(chǎn)品結構瀏覽器體系結構的Java程序。所有這些瀏覽器都是用于創(chuàng)建和管理制造對象。WindchillMPMLink的體系結構圖如圖2所示。點擊圖片查看大圖圖2WindchillMPMLink體系結構圖WindchillMPMLink被安裝在WindchillPDMLink環(huán)境上，除了Windchill系統(tǒng)共有的功能：工作流管理、變更和配置管理、訪問控制和文檔管理、產(chǎn)品結構管理等之外，它還具有以下功能。1)制造物料清單(manufacturingBillofMaterial，mBOM)管理：通過創(chuàng)建與源工程設計信息相關聯(lián)的制造物料清單，來確保制造過程計劃始終反映工程的當前設計。2)工藝計劃管理：詳細說明了為生產(chǎn)、檢查、修復或維護指定部件或裝配體而需要在車間完成的任務。其中包括要執(zhí)行的操作、操作的執(zhí)行順序、所需的物理資源和技能、文檔參考、文本說明時間及成本要求。3)制造資源庫和制造標準庫：制造資源是執(zhí)行生產(chǎn)活動(諸如人員或設備之類)的實體，例如生產(chǎn)、維護、檢查或修理部件期間車間所需的資源；制造標準是組織到某分級結構中的制造功能和標準工序的集合。4)其他：包括時間和成本估計等其他新的特色功能。WindchillMPMLink的主要目的是提供一個工具，利用工程設計的數(shù)據(jù)去創(chuàng)建、存儲和管理制造產(chǎn)品的數(shù)據(jù)和工藝信息。其數(shù)據(jù)結構如圖3所示。點擊圖片查看大圖圖3WindchillMPMLink數(shù)據(jù)結構從CAD結構到工程物料清單(engineeringBillofMaterial，eBOM)，再到制造物料清單(mBOM)，再到工藝計劃的生成，WindchillMPMLink能夠很好地融合這些不同的結構數(shù)據(jù)，給企業(yè)帶來更大的效益，其中：工程物料清單(eBOM)，是企業(yè)產(chǎn)品設計部門用來組織和管理構成某種產(chǎn)品所需的零/部件物料清單。產(chǎn)品設計人員根據(jù)客戶需求或者設計要求進行產(chǎn)品設計，在產(chǎn)品設計工程師完成產(chǎn)品設計工作后，設計BOM從設計圖樣提取相關數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括：產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品結構、零/部件的版本和有效性、物料明細表、物料匯總表和產(chǎn)品使用說明書等。制造物料清單(mBOM)建立產(chǎn)品或組件所需的所有部件及其數(shù)量的列表。從制造的角度來看，BOM代表生產(chǎn)產(chǎn)品所需的一組組件和實際的裝配順序。WindchillMPMLink可以輕松地將工程物料清單(eBOM)轉換為多個制造物料清單(mBOM)，并自動創(chuàng)建兩者間的關聯(lián)性鏈接。工藝計劃又稱加工與裝配計劃?？梢栽趍BOM的基礎上，創(chuàng)建相關的工藝計劃，并且通過在該系統(tǒng)中定義制造資源從而與操作相關聯(lián)，隨后可以使用生命周期和配置管理功能來管理所有制造交付項。2飛機AO工藝文檔信息模型飛機裝配大綱(AO)是工藝部門根據(jù)工程設計要求、工廠工藝技術水平和質量保證的要求，編寫的生產(chǎn)性工藝文件，是用于指導飛機部件裝配、總裝、試飛、包裝和整機噴漆操作的技術文件，同時也是生產(chǎn)、檢驗的記錄。在飛機制造企業(yè)中，產(chǎn)品制造的特點是結構復雜、批量小，對設計信息、工藝信息以及生產(chǎn)記錄的保存、歸檔都非常嚴格。AO工藝文檔是飛機裝配的重要知識載體，因此對其進行詳細地分析和描述具有重要的意義。圖4所示為飛機AO工藝文檔信息模型。點擊圖片查看大圖圖4飛機AO工藝文檔信息模型飛機AO工藝文檔是由裝配工藝部門編制的，包括裝配零件、所需工裝及檢驗要求等，它掛接在產(chǎn)品結構樹的某個部件(節(jié)點)之上，用來描述該部件的裝配和其他有關的說明，同時也用作批準某架次飛機或其部件的裝配及安裝工作的工藝文件和檢驗記錄。例如，在國內某飛機制造企業(yè)，飛機AO工藝文檔主要包含以下內容：機型、生效架次、站位、工位、AO號、修訂版次、任務說明、修訂原因、所需工裝、所需工藝標準、一般資料、所需圖樣、所需零件、工作內容、檢查圖表和附圖等。其特點表現(xiàn)為：內容復雜、數(shù)據(jù)量大、信息載體多樣和專業(yè)性強等。在整個工藝文檔執(zhí)行過程當中，制造資源是必不可少的執(zhí)行生產(chǎn)活動的實體，比如人員和設備等。但是它不是最終產(chǎn)品的一部分。飛機AO工藝文檔有其嚴格的審批流程和執(zhí)行流程。首先是嚴格的審批流程，它必須經(jīng)過編制、校對和審核三個步驟才能從工藝部門發(fā)出，經(jīng)制工部和質保部門批準生效。在審批生效之后是嚴格的執(zhí)行流程，即AO工藝文檔經(jīng)過審批生效后便由生產(chǎn)控制部向下發(fā)放，經(jīng)過零件配套檢查和工裝到位情況檢查等步驟后發(fā)往車間，車間檢查AO無誤后便執(zhí)行AO，完成工作后交由質保部進行產(chǎn)品檢驗，最后產(chǎn)品入庫，AO歸檔。3在WindchillMPMLink中實現(xiàn)飛機AO工藝文檔3.1實現(xiàn)過程在實際生產(chǎn)過程中，對于飛機而言，首先在部裝車間進行裝配，完成之后再到總裝車間進行總裝。每個部裝車間的零件組件都是相對固定不變的，如：機頭、機身和機翼等。飛機AO工藝文件是由各個工藝技術人員根據(jù)飛機的制造特點來進行編制的，用于指導飛機的制造和裝配。傳統(tǒng)方法是采用紙質文檔，使用Word辦公軟件進行AO的創(chuàng)建和審閱、修改等，不但容易出現(xiàn)錯誤，而且效率低下，浪費資源。本文提出的AO實現(xiàn)方案是基于PTC公司的WindchillMPMLink這一制造過程解決方案的，通過對AO工藝文檔信息模型的分析和對WindchillMPMLink體系結構和數(shù)據(jù)結構的研究，得到AO工藝文檔。具體實現(xiàn)過程如下。首先，在WindchillMPMLink制造過程管理中，使用Windchill類型和屬性管理器創(chuàng)建飛機AO工藝文檔的相關屬性，如機型、生效架次、站位和工位等，同時把這些屬性分配給工藝計劃類型。這些屬性(InstonceBusinessAttribute，IBA)是用戶根據(jù)文檔類型的不同而自定義的。然后，在工藝計劃瀏覽器中創(chuàng)建工藝計劃；在制造產(chǎn)品結構瀏覽器中打開mBOM，或者利用MPMLink的新功能直接從eBOM中創(chuàng)建mBOM，作為相應的節(jié)點分配工藝計劃(即飛機AO工藝文檔)；為工藝計劃創(chuàng)建操作，同時為各個操作分配部件，分配方式可以直接從mBOM中分配，也可以從其他部件中分配，系統(tǒng)再將這些部件添加到mBOM中；之后在制造資源瀏覽器中創(chuàng)建相應的制造資源，并存放于Windchill存儲庫中(如此在后面使用這些存儲庫中的資源時就可以很方便地引用了，避免了重復勞動，大大提高了效率)，同時在工藝計劃瀏覽器中把這些資源分配于相應的操作；為工藝計劃添加其他相關信息，如一般文檔、參考文檔和CAD文檔等。最后動態(tài)實時生成工作指示，指導車間進行飛機實體裝配。3.2應用實例下面以國內某飛機制造企業(yè)中的飛機AO工藝文檔為例，詳細說明其在WindchillMPMLink中的實現(xiàn)。3.2.1AO工藝文檔的創(chuàng)建1)在.huisheliren類型和屬性管理中創(chuàng)建工藝計劃(此處WindchillMPMLink中的工藝計劃即飛機AO工藝文檔，下同)屬性。包括AO號、修訂原因、修訂版次、工位、機型、生效架次和站位等，并將這些屬性添加給工藝計劃類型，AO工藝文檔屬性信息界面如圖5所示