波音767-X并行设计工程 1．背景分析 随着商业飞机的不断发展，波音公司在原有模式下的产品成本不断增加，并且积压的飞机越来越多。在激烈的市场竞争当中，波音公司是如何用较少的费用设计制造高性能的飞机?资料分析表明，产品设计制造过程中存在着巨大的发展潜力，节约开支的有效途径是减少更改、错误和返工所带来的消耗。一个零件从设计完成后，要经过工艺计划、工装设计制造、制造和装配等过程。在这一过程内，设计约占15％的费用，制造占85％的费用，任何在零件图样交付前的设计更改节约其后85％的生产费用。 过去的飞机开发大都延用传统的设计方法，按专业部门划分设计小组，采用串行的开发流程。大型客机从设计到原型制造多则十几年，七八年。波音公司在767-X的开发过程中采用了全新的“并行产品定义”的概念，通过优化设计过程集合了最新管理方案，改善了设计，提高了飞机的生产质量，降低了成本，改进了计划，实现了三年内从设计到一次试飞成功的目标。 2．波音公司并行设计与传统开发方式的比较 波音公司在新型767一X飞机的开发中，全面应用CAD／CAM系统作为基本设计工具，使得设计人员能够在计算机上设计出所有的零件三维图形，并进行数字化预装配，获得早期的设计反馈，便于及时了解设计的完整性、可靠性、可维修性、可生产性和可操作性。同时，数字化设计文件可以被后续设计部门共享，从而在制造前获得反馈，减少设计更改，如表3—1所示。 (1)100％数字化产品设计。飞机零件设计采用cATIA设计零件的3D数字化图形。采用CATIA系统设计飞机的零件，可方便地设计3 D实体模型，并很容易在计算机上进行装配，检查干涉与配合情况，也可利用计算机精确计算重量、平衡、应力等特性。直观的零件图有助于外观设计，并能帮助了解装配后的情况。另外，可以很容易地从实体中得到剖面图；利用数字化设计数据驱动数控机床加工零件；产品插图也能更加容易、精确地建立；用户服务组可利用CAD数据编排技术出版用户资料。 所有零件设计形成唯一的数据集提供给下游用户。针对用户的特殊要求，只对数据集修改，不对图样修改。每个零件数据集包括一个3D模型和2D图，数控过程可用到3D模型的线架和曲面表示。 (2)3D实体数字化整机预装配。数字化整机预装配是在计算机上进行建模和模拟装配的过程，用于检查干涉配合问题，这个过程以设计共享为基础。数字化整机预装配将协调零件设计、系统设计(包括管线、线路布置)，检查零件的安装和拆卸情况。数字化整机预装配的应用将有效地减少因设计错误或返工而引起的工程更改。 随着新一代数字化整机预装配软件工具的不断出现，其功能将包括干涉配合检查、选择最佳精度。数字化整机预装配可以在发图前辅助设计员消除干涉现象。设计员能搜索并进人其他相关设计系统中检查设计协调情况。其他设计小组如工程分析、材料、计划、工装、用户保障等小组也陆续介入设计范围，并在发图前向设计员提供反馈信息。 (3)并行产品设计。并行产品设计是对集成、并行设计及其相关过程的研究(包括设计、制造、保障等)。并行设计要求设计者考虑有关产品的所有因素，包括质量、成本、计划、用户要求等。要充分发挥并行设计的效能，还需以下因素的支持： 1)多方面培养设计人员，合理配置设计制造团队、集成产品设计、制造及保障过程。 2)利用CAD／CAE／CAM保障集成设计、协同产品设计、共享产品模型、共享数据库。 3)利用多种分析工具优化产品设计、制造、保障过程。 思考与分析：试通过上述案例阐述并行工程的作用和意义。