1、波音777并行設計工程實例分析,1.背景介紹,2.波音公司并行工程實施特點 3.波音公司并行工程效益分析,1.背景介紹,隨著商業(yè)飛機的不斷發(fā)展，波音公司在原有模式下的產品成本不斷增加，并且積壓的飛機越來越多。在激烈的市場競爭當中，波音公司是如何用較少的費用設計制造高性能的飛機？ 產品設計制造過程中存在著巨大的發(fā)展?jié)摿?，?jié)約開資的有效途徑是減少更改、錯誤和返工所帶來的消耗。一個零件從設計完成后，要經過工藝計劃、工裝設計制造、制造和裝配等過程，在這一過程內，設計約占15的費用，制造占85的費用，任何在零件圖紙交付前的設計更改都能節(jié)約其后85的生產費用。,過去的飛機開發(fā)大都延用傳統(tǒng)的設計方法，按專業(yè)

2、部門劃分設計小組，采用串行的開發(fā)流程。大型客機從設計到原型制造多則十幾年，少則七到八年。 美國波音公司在777大型民用客機的開發(fā)研制過程中，運用CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）和CE技術，在企業(yè)南北地理分布50千米的區(qū)域內，由200個研制小組形成了群組協(xié)同工作。,產品全部進行數字定義，采用電子預裝配檢查飛機零件干涉有2500多處，減少了工程更改50%以上，建立了電子樣機，除起落架艙外成為世界上第一架無原型樣機而一次成功飛上藍天的噴氣客機，也是世界航空發(fā)展史上最高水平的“無圖紙”研制的飛機。它與波音767的研制周期相比，縮短了13個月，實現了從設計到試飛的一次成功。,2.波音公司并行工程技術實施特

3、點,1） 集成產品開發(fā)團隊 2） 改進產品開發(fā)過程 3） 采用DPA等數字化方法與工具 4）大量應用CAD/CAM/CAE技術 5）利用巨型機支持的產品數據管理系統(tǒng)輔助并行設計,2.波音公司并行工程技術實施特點,1） 集成產品開發(fā)團隊 波音公司在商業(yè)飛機制造領域積累了75年的開發(fā)經驗，成功地推出了707777等不同型號的飛機。在這些型號開發(fā)中，產品開發(fā)的組織模式在很大程度上決定了產品開發(fā)周期。下圖表示了這些型號開發(fā)的組織模式演變過程。,IPT作為一種新的產品開發(fā)組織模式，與企業(yè)的文化背景和社會環(huán)境密切相關。IPT包括各個專業(yè)的技術人員，他們在產品設計中起協(xié)調作用，制造過程IPT成員的盡早參與，

4、最大程度的減少更改、錯誤和返工。,2） 改進產品開發(fā)過程 波音777采用全數字化的產品設計，在設計發(fā)圖前，設計出777所有零件的三維模型，并在發(fā)圖前完成所有零件、工裝和部件的數字化整機預裝配。同時，采用其它的計算機輔助系統(tǒng)，如用于管理零件數據集與發(fā)圖的IDM系統(tǒng)，用于線路圖設計的WIRS系統(tǒng)，集成化工藝設計系統(tǒng)，以及所有下游的發(fā)圖和材料清單數據管理系統(tǒng)。,由于采用了一些先進的計算機輔助手段，波音公司在777開發(fā)時改進了相應的產品開發(fā)過程，如在發(fā)圖前進行系統(tǒng)設計分析，在CATIA上建立三維零件模型，進行數字化預裝配，檢查干涉配合情況，增加設計過程的反饋次數，減少設計制造之間的大返工。,以主要設計

5、過程為例,（1）工程設計研制過程 設計研制過程起始于3D模型的建立，它是一個反復循環(huán)過程。設計人員用數字化預裝配檢查3D模型，完善設計，直到所有的零件配合滿足要求為止。最后，建立零件圖、部裝圖、總裝圖模型，2D圖形完成并發(fā)圖。設計研制過程需要設計制造團隊來協(xié)調。,（2）數字化整機預裝配過程 數字化預裝配利用CAD/CAM系統(tǒng)進行有關3D飛機零部件模型的裝配仿真與干涉檢查，確定零件的空間位置，根據需要建立臨時裝配圖。作為對數字化預裝配過程的補充，設計員接受工程分析、測試、制造的反饋信息。數字化預裝配模型的數據管理是一項龐大、繁重的工作，它需要一個專門的數字化預裝配管理小組來完成，確保所有用戶能方

6、便進入并在發(fā)圖前作最后的檢查。,（3）數字化樣件設計過程 777利用CAD/CAM系統(tǒng)進行數字化預裝配，數字化樣件設計過程負責每個零件設計和樣件安裝檢查。 （4）區(qū)域設計（AM） 區(qū)域設計是飛機區(qū)域零件的一個綜合設計過程，它利用數字化預裝配過程設計飛機區(qū)域的各類模型。,區(qū)域設計不僅零件干涉檢查，而且包括間隙、零件兼容、包裝、系統(tǒng)布置美學、支座、重要特性、設計協(xié)調情況等。區(qū)域設計由每個設計組或設計制造團隊成員負責，各工程師、設計員、計劃員、工裝設計員都應參與區(qū)域設計。區(qū)域設計是設計小組或設計制造團隊每個成員的任務，它的完成需要設計組、結構室、設計制造團隊的通力協(xié)作。,（5）設計制造過程 設計制造

7、團隊由各個專業(yè)的技術人員組成，在產品設計中起協(xié)調作用，最大程度的減少更改、錯誤和返工。 （6）綜合設計檢查過程 綜合設計檢查過程用于檢查所有設計部件的分析、部件樹、工裝、數控曲面的正確性。綜合設計檢查過程涉及到設計制造團隊和有關質量控制、材料、用戶服務和子承包商，一般在發(fā)圖階段進行。有關人員定期檢查情況，對不合理的地方提出更改建議。綜合設計檢查是設計制造團隊任務的一部分。,（7）集成化計劃管理過程 集成化計劃管理是一個提高聯絡速度、制定制造工藝計劃、測試及飛機交付計劃的過程。集成化計劃管理過程不但制定一些專用過程計劃，而且對整個開發(fā)過程的各種計劃進行綜合。集成化計劃的管理，將提高總體方案的能見

8、度。,3）采用DPA等數字化方法與工具,數字化整機預裝配（DPA）是一個計算機模擬裝配過程，它根據設計員、分析員、計劃員、工裝設計員要求，利用各個層次中的零件模型進行預裝配。零件是以3D實體形式進行干涉、配合及設計協(xié)調情況檢查。利用整機預裝配過程，全機所有的干涉能被查出，并得到合理解決。波音757的16001720站位之間的46段，約1000個零件，它們需要容納于12個CATIA模型中進行數字化預裝配。,4）大量應用CAD/CAM/CAE技術,采用100數字化技術設計飛機零部件；建立了飛機設計的零件庫與標準件庫；采用CAE工具進行工程特性分析；計算機輔助制造工程與NC編程；計算機輔助工裝設計。,5） 利用巨型機支持的產品數據管理系統(tǒng)輔助并行設計,要充分發(fā)揮并行設計的效能，支持設計制造團隊進行集成化產品設計，還需要一個覆蓋整個功能部門的產品數據管理系統(tǒng)的支持，以保證產品設計過程的協(xié)同進行，共享產品模型和數據庫。,777采用一個大型的綜合數據庫管理系統(tǒng)，用于存儲和提供配置控制，控制多種類型的有關工程、制造和工裝數據，以及圖形數據、繪圖信息、資料屬性、產品關系以及電子檢字等，同時對所接收的數據進行綜合控制。 管理控制包括產品研制、設計、計劃、零件制造、部裝、總裝、測試和發(fā)送等過程。它保證將正確的產品圖形數據和說明內容發(fā)送給使用者。通過產品數據管理系統(tǒng)進行數字化資料共享，實