飞机构型管理技术篇,飞机构型管理

导读:追溯飞机研制过程的需求,建立以技术数据为中心的工控数据管理系统,实现机、电、软协同设计是飞机构型的重要数据管理基础。

作者:李建军:西门子工业软件(上海)有限公司PLM高级顾问

【英语】工程数据管理

【中文条目】追溯飞机研制过程的需求,建立以技术数据为中心的工控数据管理系统,实现机、电、软协同设计是飞机构型的重要数据管理基础。

总体先行是飞机开发的基本原则。 飞机型号系统的总体设计贯穿整个研制过程,是型号研制成败的关键,总体设计基于以技术指标及使用要求为主要内容的研制任务书,通过系统分析研究,给出了总体方案设计、系统分解、接口定义、系统集成、系统仿真总体设计和管理具有明显的系统工程方法管理特点,要求综合多方面的专业知识,在工程的各个研发阶段进行迭代的系统分解和综合分析,以求得总体性能的最优决策。

需求管理是飞机设计和管理的根本目的,是飞机设计部门与飞行试验相关人员之间沟通的主要途径。 需求管理的根本目的是将需求工程化,引导需求进行产品的工程开发。

从图1可以看出,飞机系统是经过多层迭代设计的。 在飞机系统的研制过程中,需求管理是飞机工程的管理主线,无论进行什么样的活动,包括设计、仿真、验证,最终的目的都是设计制造出满足客户需求的产品。

图1 :需求管理主线作用

为了简化和追溯复杂产品的需求管理流程,采用分层的方法对系统进行分解,将飞机需求分为客户需求层、飞机产品需求层、飞机系统需求层、飞机零部件需求层进行管理。 各层的需求管理过程是相似的,需求管理是在产品的各层完成需求捕获、需求分析、需求确认、需求分配、需求验证的循环过程。

采用信息化管理系统时,可以对飞机研制模型建立需求模型,通过树型结构的建立完成需求模型的管理。 树模型建立在层次的基础上,根据飞机产品开发的特点,需求模型可以分为四个层次。

一级:顾客需求模型

第二阶段:飞机产品需求模型

第三级:系统需求模型

4级:设备零部件需求模型

图2 :需求管理层划分

为了对需求条目进行建模和管理,我们可以通过在各个阶段完善需求属性和定义成熟度来有效地管理需求内容和属性的完整性。 因此,可以通过量化属性指标的完成来管理相对模糊的需求定义。

随着系统建模标准的发展开始对基于模型的系统工程产生了巨大的影响对象管理组系统建模语言: SysML作为一种用于特定设计、分析、验证的通用图形建模语言,广泛实现在MBSE支撑工具中。 模型与数据的交换推进了MBSE实践,在包括飞机系统建模领域在内的各个建模领域实现了一体化。

图3 :复杂产品的MBSE数据管理模型

通常,飞机的技术设计与产品分解结构建立了对应关系。 下图是典型的飞机分解结构示意图。

图4 :产品分解结构

随着三维数字设计技术在制造业的广泛应用,基于MBD的数字设计与制造已经成为信息化的发展趋势。 MBD是产品数字化定义的先进方法,其核心内容是产品几何模型、所有相关制造描述信息、属性信息、管理信息等都附着在产品三维模型上,一般不再有工程二维图。 MBD改变了使用二维工程绘图定义尺寸、公差和工艺信息的产品数字化定义方式,改变了在三维实体模型中描述几何信息的传统方式。 此外,MBD以三维数模为生产制造过程中的唯一依据,改变了传统的以工程图纸为中心,三维实体模型为辅助的制造方法。

目前MBD比较成熟。 与美国制造工程师协会于2003年发布了《数字化产品定义数据实践ASME Y14.42-2003》,为采用MBD方法的产品研发提供参考依据。 业界领先的CAD系统(包括SIEMENS NX )全面支持ASME Y14.41标准。

国内航空业(包括军机和商用飞机)也逐渐开始应用MBD进行产品三维信息表达,加强并行设计和协同理念,以MBD模型作为制造的唯一依据。 但是,只有MBD还不能完全实现提高最初的质量设计、缩短制造交货时间、工序变更、产品缺陷等目标。 另一方面,基于MBD在整个企业和供应链上构建集成协同环境,建立基于模型的企业( MBE )方法,在产品生命周期的各个阶段充分利用现有MBD的单一数据源开展工作

Siemens PLM解决方案将具有产品制造信息( PMI )的三维表示的模型作为单一数据源,贯穿于模型产品开发的各个阶段和阶段。 目前,该技术已成为国外航空业的普遍共识。 基于Teamcenter、PMI和JT驱动的无图纸研发流程,实现了系统设计、技术设计、工艺设计、技术制造、检测、试验、维护等的深度集成,消除了3D模型和2D图纸之间的信息冲突,实现了创建、保存、维护

飞机的设计过程涉及机械、电子、电气、软件等多门学科,西门子PLM解决方案包括各学科的协同化数据管理,具体如下。

)1)电气/机械设计协同

Teamcenter与NX以及电气设计软件的集成,可以实现电气设计、机械设计的有机闭环,确保设计过程和数据的统一管理。 与机电设计团队合作进行电气设计,在Teamcenter中集成电气设计工具,以创建、管理和配置开发过程中的所有逻辑、物理和BOM数据,并定义和构建完整、准确的数字原型,包括机械和电气部件。

图5 :电气/机械协同设计流程

)2)电子/机械设计协同

对于飞机制造商来说,在机电一体化产品中集成机械、电子、电气部件是很重要的。 这些制造商面临的挑战是将开发流程转变为支持不同部门之间的协作设计和系统工程的方法。 电气设计者、机械设计者、控制系统设计者之间的实时信息共享对于在预算内按时交付高质量的创新产品非常重要。

Teamcenter与业界领先的ECAD系统(如Mentor、Cadence、Intercept和Altium )集成,并提供集成网关,用于集成内部开发的工具和从第三方购买的工具。 用户Teamcenter可以捕获原理图、PCB、物料清单( BOM )、制造和装配数据,从而加快产品上市并降低开发成本。

图6 :机械电子设计协同流程

)3)软件/硬件设计协同工作

通过使用PLM的软件设计生命周期( ALM )解决方案,软件开发人员在管理机器和电子设计信息的同一产品知识源中管理软件需求和功能结构,并管理软件的源代码和目标代码。

图7 :代码管理框架

Teamcenter和ClearCase的集成界面支持从Teamcenter访问ClearCase中的数据,支持ClearCase的view和VOB的查询,以及ClearCase的文件

嵌入式软件管理( ESM )模块将软件部件作为产品定义和配置的“部件”进行跟踪和管理,包括产品的ECU、ECU和ECU、ECU和软件以及软件和软件核心管理ECU通信结构的信号和消息,将服务问题追溯到产品的ECU、二进制软件和源代码

图8 :嵌入式软件管理框架

航空产品结构复杂,零部件数量庞大,这对工程数据管理提出了严格要求。 PLM中的工程数据管理为飞机设计过程数据和在线协同设计提供了有效的保障手段,作为配置管理的数据基础。

自公号: PLM之神

动态分享

2023年苹果mac电影特效合成软件:Nuke

2022-12-3 22:49:56

动态分享

2020中国服装品牌指数表,2022全球服装时尚品牌价值十强

2022-12-3 22:52:00

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索