數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為航空工業(yè)注入了新的動力，設(shè)計人員已掌握數(shù)字化設(shè)計的基本方法。然而，傳統(tǒng)的設(shè)計與制造裝配分離的串行工作方法使產(chǎn)品設(shè)計與制造之間的數(shù)據(jù)缺乏聯(lián)系，在設(shè)計過程中沒有充分考慮到產(chǎn)品制造裝配的特性，常常存在著制造廠需要對設(shè)計部門所傳遞過來的產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)進行二次裝配的問題，人為的造成數(shù)據(jù)鏈中斷的現(xiàn)象。因此在現(xiàn)代飛機研制過程中開展并行工程以及統(tǒng)一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理的技術(shù)研究，明確在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理內(nèi)容以及定義過程就顯得尤為重要。通過對我國設(shè)計轉(zhuǎn)包的國外航空企業(yè)數(shù)字化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理技術(shù)的跟蹤與研究，并結(jié)合我國航空企業(yè)在數(shù)字化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理技術(shù)的應(yīng)用特點，提出面向并行工程的飛機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理技術(shù)定義。
1．ENOVIA簡介
ENOVIA是達素公司開發(fā)的一款用于產(chǎn)品數(shù)據(jù)生命周期管理系統(tǒng)軟件，主要用于復(fù)雜系統(tǒng)的研發(fā)。ENOVIA系統(tǒng)為企業(yè)提供了信息共享的平臺，使得不同的人員、部門及其他相關(guān)企業(yè)能夠方便地實現(xiàn)信息共享。參與項目的設(shè)計人員可使用ENOVIA系統(tǒng)進行產(chǎn)品設(shè)計，創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，并在后續(xù)的詳細設(shè)計階段進行數(shù)據(jù)的發(fā)放，其他部門人員也可以利用這個平臺參考使用數(shù)據(jù)。本文闡述的結(jié)構(gòu)管理解決方案就是基于ENOVIA這個平臺所采用的標識產(chǎn)品的一系列方法。
2．產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理簡介
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理就是對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的創(chuàng)建模式，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的管理方法，管理職能和權(quán)限的劃分等方面進行規(guī)劃、設(shè)計以及固化。好的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理方法能夠簡化產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理工作，提高零部件的重用性，為實現(xiàn)單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源提供方便。
3．國內(nèi)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理存在的問暖
國內(nèi)的院所和企業(yè)都陸續(xù)購買了相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。但是基于這些數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理始終沒有得到重視。大多數(shù)的院所和企業(yè)還是在用系統(tǒng)自帶的功能進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的管理，導(dǎo)致：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的創(chuàng)建及后續(xù)調(diào)整無章可循，工作沒有延續(xù)性；設(shè)計過程中基線與備選方案無法在結(jié)構(gòu)樹中共存，方案調(diào)整就需要推倒重建，浪費設(shè)計周期；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的創(chuàng)建僅考慮到設(shè)計分離面的劃分，與實際制造裝配脫節(jié)，造成數(shù)據(jù)鏈的斷裂；無法在系統(tǒng)中進行有效性賦值，多構(gòu)型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)中無法共存。
4．基于ENOVIA的飛機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理
ENOVIA作為達索公司的拳頭產(chǎn)品，不但能用于集成產(chǎn)品開發(fā)軟件，同時還在系統(tǒng)內(nèi)預(yù)留了二次開發(fā)的空間。現(xiàn)在就筆者參與某公司ENOVIA系統(tǒng)二次開發(fā)工作中積累的經(jīng)驗提出如下解決方案：
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建
在ENOVIA系統(tǒng)中創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循：從上至下隨設(shè)計深入逐層分解；盡量按產(chǎn)品制造裝配關(guān)系分解；層級在滿足下文所述要求的基礎(chǔ)上盡量扁平化，見圖1。
圖1 某民機項目基于ENOVIA的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹示例
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整隨著設(shè)計的深入，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的分解逐步細化，在這個過程中會出現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。常出現(xiàn)的情況有：
4．2．1設(shè)計過程中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹節(jié)點的刪改。在產(chǎn)品設(shè)計沒有凍結(jié)前更改是頻繁而且龐雜的，導(dǎo)致頻繁的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更改。此階段對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹節(jié)點的刪改是直接在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上操作的。
4．2．2設(shè)計過程中設(shè)計方案的更換。在產(chǎn)品設(shè)計進行中常常會出現(xiàn)多個設(shè)計方案無法確定的情況，此時就需要在ENOVIA系統(tǒng)中實現(xiàn)多種方案并存。在本方案中，產(chǎn)品設(shè)計人員可以利用中層的過程數(shù)據(jù)節(jié)點來實現(xiàn)多方案并存，在有需要的情況下可實現(xiàn)基線方案和備選方案間的互換，詳見圖2。
圖2 設(shè)計過程中設(shè)計方案的更換示例
4．2．3設(shè)計凍結(jié)后系統(tǒng)組件向?qū)嶋H安裝位置的轉(zhuǎn)移。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，為了方便設(shè)計工作的進展，需要將系統(tǒng)工作包分離出來。但是在實際裝配過程中，系統(tǒng)的安裝又是在不同的結(jié)構(gòu)工作包下完成。為了解決這個問題，本方案提出：在產(chǎn)品設(shè)計過程中，系統(tǒng)件是在系統(tǒng)工作包節(jié)點下完成設(shè)計的，但是在確定設(shè)計分離面時需要考慮系統(tǒng)件在機身結(jié)構(gòu)中的安裝位置，而在設(shè)計方案凍結(jié)后，可將系統(tǒng)工作包下的各個部組件復(fù)制轉(zhuǎn)移至結(jié)構(gòu)工作包下預(yù)留的系統(tǒng)安裝節(jié)點下。詳細情況見圖3。
圖3 設(shè)計凍結(jié)后系統(tǒng)組件轉(zhuǎn)移示例
4．2．4設(shè)計凍結(jié)后對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹節(jié)點的更改。在本方案中，設(shè)計凍結(jié)后對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中節(jié)點所產(chǎn)生的更改應(yīng)由設(shè)計人員在過程數(shù)據(jù)節(jié)點下創(chuàng)建更改數(shù)據(jù)，后由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理員完成更改數(shù)據(jù)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中原數(shù)據(jù)的替換。詳情見圖4。
圖4 設(shè)計凍結(jié)后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹節(jié)點更改示例
5．產(chǎn)品結(jié)構(gòu)權(quán)限的定義
本方案定義了四種角色參與ENOVIA系統(tǒng)中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的管理：系統(tǒng)管理員、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理員、設(shè)計組長、設(shè)計員。角色職能見表1
這四種角色的職能劃分明確，充分實現(xiàn)了上文所述對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的各種操作。
6．產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中有效性的標注
有效性是定義數(shù)據(jù)有效范圍的一種標識，表示特定產(chǎn)品的數(shù)據(jù)何時生效。飛機構(gòu)型管理一般使用架次標識有效性。
有效性標注在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的不同層次和節(jié)點上，將對構(gòu)型管理方法產(chǎn)生重大影響。本方案采用了將有效性標注在構(gòu)型項上的方法。通過對ENOVIA系統(tǒng)的二次開發(fā)，實現(xiàn)將有效性信息附加在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的構(gòu)型項節(jié)點上。這樣，定義特定的飛機構(gòu)型僅需要搜索所有預(yù)設(shè)的構(gòu)型項即可。詳見圖5。
圖5 按有效性篩選產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示例
7．總結(jié)
本文著眼于民機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理的全過程，通過對民機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理過程的深入研究，提出了基于ENOVIA系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理方案，并結(jié)合我國民機院所和企業(yè)粗放式管理的現(xiàn)狀，通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次、節(jié)點的劃分，以產(chǎn)品實際裝配關(guān)系為主線，建立了支持飛機設(shè)計、制造全過程的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理方法，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了有效性賦值方法，解決了客戶構(gòu)型飛機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的篩選、查找和輸出，從根本上解決了飛機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理問題，對于完善民機數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計體系有重要的參考意義。
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本文標題：基于ENOVIA的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理解決方案
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