автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Разработка методики и средств организации технической подготовки серийного производства пневмогидравлических систем изделий авиационной техники

На правах рукописи

003473589

ШЕНАЕВ Михаил Олегович

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И СРЕДСТВ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ ИЗДЕЛИЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

Специальность: 05.02.22 - Организация производства (промышленность) (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени каццвдата технических наук

7 8

"¡Он

Москва 2009

003473589

Работа выполнена на кафедре «Технологии проектирования и эксплуатации летательных аппаратов» «МАТИ»-Российского государственного технологического университета им. К.Э. Циолковского

Научный руководитель: - кандидат технических наук, доцент

САМСОНОВ О.С.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

ПАВЛОВ В.В. - кандидат технических наук, доцент ФИСИЧЕВ Г.В.

Ведущее предприятие: ОАО «Туполев»

Защита состоится «01» июля 2009 года в 13ш час. на заседании диссертационного Совета Д 212.110.03 при ГОУ ВПО «МАТИ»-Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского по адресу: 121552, г. Москва, ул. Оршанская, д.З.

Отзывы на автореферат в одном экземпляре (заверенные печатью) просим направлять по адресу: 121552, Москва, ул. Оршанская, д.З, ГОУ ВПО «МАТИ» - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского, Диссертационный Совет Д212.110.03.

С материалами диссертации можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МАТИ»-Российского государственного технологического университета им. К.Э. Циолковского.

Автореферат разослан «29» мая 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 212.110.03

кандидат технических наук, доцент

Одинокое С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Высокие требования к качеству и надежности функционирования бортовых систем обеспечиваются применением специальных методов и средств технической подготовки их производства.

Конструкторско-технологическая отработка пневмогидравлических систем авиационной техники (ПГС AT) на физических макетах пе только не обеспечивает необходимой точности увязки всех элементов, по и в значительной мере увеличивает цикл и трудоемкость подготовительных и монтажно-сборочных работ, усложняет организационную структуру подготовительного производства, систему мониторинга и управления качеством.

Для обеспечения копкурептоспособности авиационной техники реализация проектов ее создания должна осуществляется в среде цифровых информационных технологий, базирующихся па концепции CALS (ИПИ -технологии). Отдельные элементы современных цифровых технологий уже созданы и частично внедрены в авиационной промышленности. Это относится как к системам проектирования конструкции планера и трубопроводных систем, так и к технологиям изготовления компонентов изделия (гибка труб на станках с ЧПУ), методам и средствам контроля (координатно-измерительные системы контактного и бесконтактного действия), методам сборки с использование лазерного оборудования, так и к организации электронного документооборота с использованием PDM - систем. Цифровые технологии позволяют изменить не только методы и средства конструкторско-технологического проектирования, но и оказывают существенное влияние на организационную структуру производства и систему менеджмента качества на этапе технической подготовки производства.

Средства CAD-систем позволяют выполнить процедуры электронной компоновки систем ПГС AT в контексте модели конструкции планера и частично учитывать при этом ряд конструктивных, технологических и эксплутационных требований. Однако, окончательная отработка конструкции ПГС и технологии монтажа осуществляется при постановке изделия на производство с использованием физических эталонов (объемных плазов), а также на первом изделии. В настоящий момент отсутствуют методика формирования полного электронного определения трубопроводных систем в динамически изменяющейся технической и организационной среде. Не сформировано единое информационное пространство, включающее базы данных для информационной поддержки процессов организационно-технической подготовки производства, сопровождения объектов и процессов ПГС AT в системах менеджмента качества. Не отработана схема взаимодействия конструкторских бюро (КБ) и серийных заводов при решении задач проектирования, конструирования и производства ПГС в едином информационном пространстве. Поэтому решение данной проблемы представляет большой интерес для отрасли, а тема диссертационной работы является актуальной.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Сокращение сроков, трудоемкости и стоимости подготовки производства, повышение качества и надежности ПГС АТ за счет применения методов и средств электронного моделирования для комплексного анализа и отработки конструкторско-технологических и организационных решений.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В отличие от действующей в авиационной промышленности системы организации процессов создания ПГС, основанной на методах физического моделирования, предлагаемая методика ориентирована на совершенствование принципов организации конструкторско-технологического проектирования и подготовки производства серийных изделий АТ с использованием новых информационных технологий.

1. Разработана методика организации технической подготовки производства ПГС АТ, отличающаяся от существующей тем, что проектирование и отработка ПГС АТ реализуется на основе электронного моделирования процессов их производства.

2. На основании детализации и адаптации базовой формулы параллельного проектирования применительно к предметной области разработан комплекс моделей, включающий формализованные описания процессов конструкторско-технологического проектирования ПГС АТ и описывающий интеграционные связи между компонентами различных сред проектирования.

3. Разработана информационная среда конструктивно-технологических решений, содержащих формализованное описание технологических операций и видов сборочно-моцтажных работ, обеспечивающих интеллектуальную информационную поддержку при поиске оптимальных схем организации производства ПГС АТ.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Представленные в работе результаты исследования получены на основе методологии системно-структурного анализа, методов теории принятия решений, объектно-ориентированного моделирования, моделирования изделий, производственной системы и процессов в цифровой информационной среде. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

На основании разработанной методики создан и передан в промышленную эксплуатацию программно-методический комплекс (ПМК ПГС), включающий в себя автоматизированную систему технологического проектирования ТеМП, интегрированную с базовыми САБ/САММЖ-системами.

Применение комплекса позволяет: - Осуществлять выбор рациональных конструктивно-технологических решений и оптимизировать организационную структуру производства ПГС АТ на основании отработки электронных моделей и расчета технико-экономических показателей технологических процессов монтажа;

- Осуществлять разработку моделей и документации рабочих технологических процессов (РТП) по моделям директивных технологических процессов (ДТП), что значительно сокращает цикл и трудоемкость подготовки серийного производства;

- Осуществлять мониторинг рабочих технологических процессов серийных заводов на соответствие базовым технико-экономическим показателям директивной технологии и формировать технологическую и сопроводительную документацию для повышения эффективности функционирования системы менеджмента качества (СМК).

Это позволило при реализации ряда проектов создания изделий AT существенно сократить сроки технической подготовки производства, материально-технические затраты на создание физических эталонов и макетов ПГС, а также повысить эффективность функционирования СМК.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения, научно-практические результаты докладывались на международных, всероссийских и вузовских научных конференциях и отражены в 10 публикациях, в том числе опубликованных в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ — 1.

ОБЪЕМЫ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов по работе, двух приложений, списка литературы (118 наименований), изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 23 рисунка и 1 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во ВВЕДЕНИИ обоснованы выбор темы исследования и актуальность разработки и применения методики и программно-информационных средств создания ПГС AT на принципах ИПИ - технологий, сформулированы цель работы, научная новизна, практическая значимость, дана краткая аннотация по главам диссертации.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ приводятся результаты анализа процессов организации технической подготовки производства ПГС AT в условиях существующих методов (на базе физических макетов, на базе электронных плазов), а также методов бесплазовой увязки и электронного моделирования объектов.

Сравнительный анализ показывает, что методы организации технической подготовки производства ПГС AT, включающие этап конструкторско-технологической отработки систем с эталонированием трубопроводных коммуникаций и привязкой их к конструкции планера на физических макетах, имеют ряд недостатков. К ним относятся:

- параметрическая неопределенность конструкторской документации ПГС AT, требующая обязательного сопровождения дополняющими ее физическими носителями (конструктивными плазами, шаблонами, макетами, калибрами и т.п.);

- высокая трудоемкость и длительный цикл разработки конструкторской документации (КД) ПГС AT, ее синхронизации во времени и

пространстве, внесения конструктивных изменений и тиражирования, связанный с изготовлением и согласованием геометрии физических носителей;

- высокая трудоемкость процессов адаптации КД ПГС к современным цифровым технологиям производства и контроля ПГС AT;

- усложнение организационной структуры технической подготовки и производства, обусловленное невозможностью реализации принципа последовательности и прямоточности работ при формировании конструкторско-технологической документации (КТД) ПГС AT, распространяющихся и на этап серийного производства;

- увеличение цикла технической подготовки и производства, обусловленное временем вынужденных перерывов между фазами, стадиями, работами подготовительного и основного производства;

- параметрическая неопределенность средств контроля (эталонов, макетов, калибров), снижающая достоверность и объективность результатов. Ликвидация опытных производств, функционирующих ранее при всех

ведущих авиационных КБ, и строительство опытных образцов изделий AT на серийных заводах, создает дополнительные проблемы при отработке систем на физических макетах. Поэтому формирование электронных моделей объектов и процессов, организация их совместной отработки специалистами КБ и заводов -изготовителей является единственно приемлемым решением.

В настоящий момент ведущие КБ и предприятия накопили опыт разработки, передачи и сопровождения конструкторских электронных моделей планера и бортовых систем с использованием CAD- и PDM-систем. Оценка влияния технологических и организационных факторов на технико-экономические показатели производства ПГС AT средствами современных САМ-систем на промышленном уровне не реализована. Существующие САМ-системы технологического проектирования отдельных видов работ, поддерживаемые разрозненными информационными средами, слабо интегрированы с CAD- и PDM-системами.

Очевидным является необходимость создания интегрированных автоматизированных систем проектирования ПГС AT, позволяющих решать комплекс проектно-конструкторских, технологических и организационных задач на всех этапах жизненного цикла изделия.

Для организации конструкторско-технологического проектирования, технологической и организационной подготовки производства ПГС AT в условиях полного электронного определения изделия требуется решения целого ряда проблем, связанных с реинженирингом бизнес-процессов, разработкой методов и средств электронного моделирования объектов и процессов производства.

При разработке новых методов конструкторско-технологического проектирования, отработки ПГС и повышения качества и надежности изделия AT необходимо использовать научно-методический базис, созданный советскими учеными и учеными СНГ:

- в области проектирования ПГС и технологии сборочно-монтажных работ: Абибова A.JL, Барвинка В.А., Вигдорчика С.А., Григорьева В.П., Громашева А.Г., Марьина Б.Н., Сапожникова В.М., Чернышова A.B. и

др.;

- в области автоматизации технологического проектирования и CALS-технологий: Братухипа А.Г., Бабушкипа А.И., Павлова В.В., Соколова В.П., Цыркова A.B., Хухорева B.C., Цветкова В.Д. и др.;

- в области организации производства: Попова В.Н., Родинова В.Б., Тихомирова В.А., Туровца О.Г. и др.

- в области систем менеджмента качества: Бойцова Б.В., Васильева В.А., Гаврилина В.Д., Кривова Г.А, Матвиенко В.А. и др.

В диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка методики организации процессов конструкторско-технологического проектирования и подготовки производства ПГС AT в цифровой информационно-программной среде, включающей в себя организационную схему, состав задач, методы и средства их решения.

2. Разработка комплекса моделей, реализующих процессы конструкторско-технологического проектирования и отработки ПГС AT для выбора оптимальпой организации сборочно-монтажного производства.

3. Разработка методики формирования информационного обеспечения, алгоритмов и моделей проектирования технологических процессов и их структурных элементов на основе анализа информационного базиса сборочно-монтажных работ.

4. Создапие и экспериментальная отработка программно-методического комплекса конструкторско-технологического проектирования ПГС, его внедрение и промышленная эксплуатация при реализации проектов создания изделий AT.

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ «Разработка методики организации технической подготовки производства ПГС AT в условиях полного электронного определения изделия» приведены состав задач, комплекс факторов, учитываемых при их решении, а также методы их реализации при создании и отработке ПГС AT, алгоритм процесса технической подготовки производства ПГС AT, комплекс моделей, реализующих процессы конструкторско-технологического проектирования и отработки ПГС AT, а также схема организации конструкторско-технологичсского проектирования, отработки, подготовки производства и производства ПГС AT в условиях полного электронного определения изделия (ПЭОИ).

В соответствие с разработанным алгоритмом (рис.1) процесс конструкторско-технологического проектирования и отработки ПГС AT включает в себя следующие основные процедуры:

1. Формирование конструкторской электронной модели ПГС (КЭМ ПГС):

- формирование структуры ПГС;

- районирование и зонирование ПГС;

(

- формирование системы конструкторских баз для компонентов и монтажных единиц ПГС;

- трассировка трубопроводов и размещение оборудования;

- конфигурирование трубопроводов и патрубков;

- конструирование трубопроводов и патрубков ПГС;

- назначение группы точности трубопровода;

- конструирование соединений компонентов ПГС;

- формирование конструктивных монтажных единиц и комплексирование с конструктивными сборочными единицами планера.

При этом выполняется отработка электронной модели изделий на соответствие функциональным, конструктивным и эксплуатационным требованиям, перечень которых приведен в диссертационной работе.

2. Формирование технологических электронных моделей ПГС (ТЭМ ПГС), средств технологического оснащения (СТО), формирование состава рабочих мест и планировок производственных участков монтажа, моделирование и отработка электронных моделей на соответствие технологическим требованиям.

3. Разработка электронных моделей технологических процессов монтажа, нормирование технологических операций, формирование цикловых графиков монтажа с учетом возможности совмещения работ на местах и в рабочих зонах, отработка организации сборочно-моптажного производства.

4. Выпуск конструкторской, технологической, организационной документации и документации системы менеджмента качества, отработанной с учетом требований серийного производства.

Реализация процедур конструкторско-технологического проектирования и отработки ПГС AT осуществляется с использованием комплекса математических и информационных моделей, в основе которых лежит базовая формула параллельного проектирования

S(A) р S(P) -> S(T), (1)

в соответствие с которой модель объекта проектирования S(T) формируется на основании модели исходного объекта S(A) и модели порождающей среды S(P) и процедурно-алгоритмической среды р.

Применительно к предметной области для решения задач конструкторско-технологического проектирования ПГС реализуются следующие процессы:

- Формирование конструкторской модели ПГС:

SP(A.n) Р.ЛК S'W^SW), (2)

где

Sp(Ain) - проектная модель конструкции ПГС;

АК

pi - процедуры структурного, геометрического и параметрического синтеза ПГС;

Sn(AiK) - порождающая модель конструкции ПГС; Sp(AiK) - результирующая конструктивная модель ПГС.

Нормативно-техническая и справочная документация

САО-Системы

Отработка ЭМИ на соответствие функциональным, конструктивным! и эксплуатационным требованиям I

Результаты ^проверок соответствуют^ требованиям /

-Да-

пмк пгс

Формирование информационной

среды технологического проектирования

Информационные

модели технологического проектирования

Базовые показатели производства

Формирование ТЭМ планера и ПГС

1

Формирование ТЭМ СТО +-

Формирование состава рабочих мест и планировок

-Нег

Предложенияпо изменению ЭМ каркаса и ПГС

Моделирование ТП монтажа ПГС

Отработка ЭМИ на соответствие технологическим требованиям

—м(пр>

Результаты проверок соответствуют^ требованиям

-Да-

Нормированив ТП, Формирование цикловых _Фафиков_

Отработка организации сборочно-монтажного производства

-Да-'

Документация под серию

Выпуск документации, отработанной под серию

Конструкторская |

Технологическая|

Организационная!

СМК |

Н/ Результаты \ |

проверок соответствуют^--'

у требованиям /

! СЕРИИНОЕ { ¡ПРОИЗВОДСТВО

Рпс. 1. Алгоритм процесса технической подготовки производства ПГС АТ в условиях полного электронного определения изделия

Для моделирования ПГС используются модели типовых конструктивных элементов: труб, патрубков, тройников, законцовок, хомутов, колодок т.д. Формирование электронной монтажной единицы осуществляется из геометрических моделей компонентов, но «в контексте сборки планера», т.е. сопрягаемые поверхности ПГС и конструкции планера увязываются между собой в ЗО-пространстве. В ходе синтеза модели, а также после завершения процесса формирования реализуются процедуры проверки (зазоры, радиусы изгиба, расположение агрегатов, крепежных элементов и т.д.).

- Формирование технологической модели ПГС:

в^А^р^^НЗВД, (3)

Описывает процесс преобразования конструкторской модели 8р(АтК) в технологическую модель ПГС 8Р(А1Т), отражающую конечное и начальное состояния монтажной единицы, с использованием порождающей модели 5П(А1Г) и процедурно-алгоритмической среды рАТ. При этом в структуру технологической модели могут вводиться припуски, технологические базы, дополнительные технологические элементы и т.д. В ходе проектирования технологического процесса формируются промежуточные состояния технологической модели ПГС.

- Формирование модели технологического процесса монтажа:

Б^А,1) РГА 8п(ТА)-> 8р(Т,а), (4)

Описывает процесс получения результирующей модели технологического процесса 8Р(Т1А) на основе моделирования взаимодействия технологической модели изделия 8Р(А]Т) и модели производственной среды 8П(Т[Л). При этом модель технологического процесса 8Р (ТА/ отражает его декомпозицию на элементы (операции, переходы, рабочие движения) и представляется в виде множества моделей технологических операторов:

8Р (ТА/ = (ЭСт,\ 8(тД... 8(х,(V)) (5)

где:

8 (т,1) - модель ьго технологического оператора уровня I.

- Формирование модели технологического оснащения монтажа:

8Р(Т,А) р^СР,1)^ 8р(Р,т), (6)

Описывает процесс синтеза электронной модели монтажной оснастки 8р(Р1Т) из параметрических моделей типовых конструктивных элементов, входящих в порождающую модель 8П(Р1Т). При этом компоновка электронного макета СТО и позиционирование рабочих элементов СТО осуществляется по технологическим базам изделия из модели 8Р(ТА) с использованием функционала САО-систем р/' Отработка конструкции приспособления и его функционирование в ходе реализации технологического процесса осуществляется по управляющим воздействиям из модели технологического процесса.

Таким образом, применение данного метода моделирования позволяет реализовать не только передачу данных, но и взаимодействие моделей изделия, средств технологического оснащения и исполнителей в ходе моделирования технологического процесса монтажа ПГС.

В соответствие с предлагаемой схемой организации конструкторско-технологического проектирования (рис.2) электронная конструкторская (ЭКД), технологическая (ЭТД) и организационная документация, сформированная и отработанная под требования серийного производства передается для завершения этапа технологической подготовки, а далее - для организации серийного производства.

Качество конструктивно-технологических и организационных решений определяется структурой математических моделей и процедур объектов и процессов ПГС АТ, а также структурой и содержанием информационной среды, поддерживающей процессы проектирования и подготовки производства.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ «Разработка информационной среды технологического проектирования сборочно-монтажных работ» определена структура информационной среды, поддерживающей технологическое проектирование ПГС АТ, представлена методика формализации процессов технологического проектирования ПГС АТ, состав и описание информационных моделей по основным видам монтажных работ.

Принято, что информационной основой для разработки автоматизированной системы технологической подготовки производства изделий авиационной техники, включая трубопроводные коммуникации, является совокупность входной конструкторской, технологической, нормативно-справочной, директивной информации, содержащей описание стандартных проектных процедур и типовых проектных решений.

В составе основной документации, регламентирующей выполнение сборочно-монтажных работ и лежащих в основе информационного обеспечения автоматизированной системы технической подготовки производства ПГС выделены ГОСТы, ОСТы, Стандарты предприятия (СТП), международные стандарты (180), содержащие руководящие указания по управлению качеством в проектах и принципы управления экономикой качества, руководящие технические материалы (РТМ), сборники нормативов времени для технического нормирования монтажно-сборочных работ, производственные инструкции (ПИ), типовые технологические процессы (ГШ), конструкторская документация, определяющая состав и структуру изделия и содержащая необходимые данные для его разработки, изготовления, контроля, эксплуатации и ремонта, эксплуатационная документация на изделия АТ, регламентирующая их летную и техническую эксплуатацию, включая техническое обслуживание, и содержащая эксплуатационные ограничения, процедуры и рекомендации.

На основе проведенного анализа нормативно-технической документации проведена классификация основных видов работ монтажа, контроля и испытаний ПГС АТ. В состав информационного обеспечения, необходимого для проектирования технологии монтажа ПГС АТ, входят информационные модели, определяющие состав и последовательность выполнения следующих видов монтажных работ:

- Подготовка к монтажу трубопроводов, гидроагрегатов, монтажной зоны.

11

Отработка ЭМИ на соответствие функциональным и конструктивным требованиям

Технологическая отработка ЭКД, выпуск ЭТД

Разработка рабочих ТП, УП, изготовление СТО на ЧПУ и контроль на КИМ и ИИС

Изготовление, сборка конструкции планера и монтаж ПГС Контроль на КИМ и ИИС

Рис. 2. Организация конструкторско-технологического проектирования, отработки, подготовки производства и производства ПГС А Г

в условиях полного электронного определения изделия

- Выполнение и контроль выполнения монтажных отверстий, монтажных точек на деталях, узлах и панелях планера.

- Прокладка, монтаж трубопроводов по деталям каркаса планера и по элементам крепления.

- Соединение трубопроводов, шлангов, переходников (ниппельное, резьбовое, подвижное, фланцевое, телескопическое и т.д.).

- Крепление трубопроводов (хомутами, колодками, обоймой и т.д.).

- Герметизация мест соединения элементов ПГС с каркасом.

- Продувка, промывка внутренних поверхностей ПГС.

- Металлизация готовых изделий.

- Доводочные работы (примерка трубопроводов на изделии, подгибка радиусов и углов гиба).

- Контроль качества выполнения монтажа элементов ПГС, испытания на герметичность ПГС.

Информация, подлежащая анализу и отработке при создании технологических баз знаний автоматизированной системы технологического проектирования, представлена в нормативно-технической и нормативно-справочной документации в виде текстовых документов, содержащих описательную часть, расчетные формулы, таблицы, ведомости, чертежи, схемы, эскизы, графики, диаграммы, фотографии и т.п.

С учетом структуры и содержания нормативно-технической документации, регламентирующей выполнение сборочно-монтажных работ в условиях полного электронного определения изделий AT, разработана и приведена методика формализации процессов технологического проектирования ПГС AT. Структурными элементами модели проектирования технологического процесса являются модели проектирования технологических операций и переходов по отдельным видам монтажно-сборочных работ.

За основу информационной среды системы технологического проектирования взяты базовые и комплексные технологические модули -представленные в программном виде алгоритмы проектирования технологических операций и переходов. Базовый технологический модуль (БТМ) является первичным структурным элементом информационной среды и представляет собой модель проектирования однопереходной типовой технологической операции. При классификации видов работ БТМ объединены в группы по общности конструктивно-технологических свойств изделий и их элементов, а также по способам выполнения работ. Для формирования технологических решений в виде обобщенной информации используется уровень комплексных технологических модулей (КТМ), как моделей проектирования многопереходных типовых технологических операций, групп операций либо типовых технологических процессов, представленных в виде совокупности БТМ, при обработке которых формируется модель технологического решения (операция, группа операций, технологический процесс).

Для дискретизации задачи по разработке методики формализации процессов технологического проектирования ПГС AT определены основные

13

этапы разработки информационных модулей типовых технологических операций:

1. Формирование состава технологических решений в виде матрицы отношений «т—Кр, где технологическое решение (Щ представляет собой упорядоченную последовательность технологических операторов (г}), реализующих формирование модели технологического процесса в результате обработки алгоритма принятия технологических решений. Формирование графа смежности, описывающего вхождение технологических операторов в состав технологического решения в виде однозначной последовательности (рис.3).

Технологические решения

Г; (1 с! (1 «1

Гц

Т] • о е

Т2 • О о о

Тз • •

*4 • • • о

Ц-1 • • •

Тк • •

г; - Сообщение об ошибке: «Текст сообщения» г, - Типовая технологическая операция;

г, = {ю\СГ,УГ'Т^П'), 1=1--к, где Ю'1 - идентификатор технологического оператора; СГ'- постоянная информация; VI'1 - информация об изделии; Т'^ - параметры выбора СТО; Т'ы' - дополнительные входные параметры для расчета норм времени и технологических режимов

Рис. 3. Формирование состава технологических решений

2. Описание технологических решений, где выполняется процедура формирования состава количественных и качественных параметров (*,), характеризующих каждый из технологических операторов (т,), а также определяется схема, в соответствии с которой им присваиваются некоторые значения. Проводится идентификация БТМ (г;), вошедших в состав КТМ и являющихся, в свою очередь, составной частью технологического решения (И,), со ссылкой на идентификатор модели нормирования и расчета технологических режимов, обеспечивающей взаимосвязь моделей нормирования с основными компонентами информационной среды на программном уровне.

3. Формирование состава возможных условий принятия технологических решений, где в качестве условий принятия С/( технологических решений Л,

выступают наборы количественных и качественных конструктивно-технологические кодов комплексных и базовых технологических модулей.

4. Формирование матрицы отношений «Яги,», описывающей однозначное соответствие каждому из условий определенного технологического решения.

5. Формирование обобщенной матрицы отношений «ъ т^Ь Г/ ->IDN¡ -> х¡-¿и^Яр, отражающей состав и взаимодействие технологических операторов и их характеристик в моделях технологических решений (рис.4).

Идентификатор БТМ (втМ) Идентификатор модели нормирования (ЮЩ Характеристики операторов Формулы расчета выходных параметров Технологические решения

Количественные Качественные

ч к н к к ч"

К -О "С. I? ■о •еэ -о •ч; -С> 1? -О -о •ч ч V -о -а ¡1 £ в! с? В?.

Г/ ЮЫ, • • • • • е

Г? ОТ21Т1 ЯЖ, • • О • • 9

Ъ въХТ! ЮХ, • • • Тш(7,)=/(Х„1ХЮ хК ) • •

Ъ Ст41т4 Ю • • Пи(ч>=Л*а.хКТЦ" ) • • • •

Ты ОтыМхы ЮNu, • • Тш(а,11-/(хю,хп Т^А ) • • •

Тк От^ть ЮАГк • • • Тш(ъ)=лхш.хш. X,, Т^ ) • •

Условия принятия технологических решений и01 •

и„2 •

и0, •

•

и„., •

V. •

Рис. 4. Обобщенная матрица отношений «г, СгьЬ Г/ЮЩх-,-> £/; -¿Я,»

6. Формирование моделей выбора средств технологического оснащения, где условием выбора в качестве решения позиции БД СТО (лЦ являются параметры выполнения технологической операции или перехода (7<у, которые формируются на основе перечня характеристик, входящего в описание каждого технологического оператора

7. Формирование алгоритмической модели типовой технологической операции (ТТО) (рис. 5).

8. Программная реализация и отработка алгоритма моделирования типовой технологической операции отражена на примере разработки алгоритма проектирования и реализации информационной модели типовой технологической операции выполнения монтажных работ, включенной в состав технологической базы знаний.

Q

НАЧАЛО

KTM «Typical Process Operation:

MENU NAME

01. Menu Item

02. Menu Item

03. Menu Item

fer©

; есть oi;

Да

*< Есть 02

д>

loT-Х^Есть 03>—Нвт->( конец)

■ м--

<Есть M>-+teT^<^CTb И>-^ L-J-I

Да

Формирование состава технологических операторов: 1\,12,]3,\4,т1,ъ,т},т1т!,тб,т;,тк.1,ц

I

( К0НЕЦ )

Рис. 5. Алгоритм моделирования типовой многопереходной технологической

операции 16

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ «Разработка программно-методического комплекса ПГС и опытно промышленное внедрение» определена структура программно-методического комплекса, описан процесс проектирования технологии монтажа и приведены результаты работ, полученные в ходе реализации проектов с использованием комплекса.

Программно-методический комплекс (ПМК) предназначен для решения задач автоматизированного проектирования в области технологической подготовки производства ПГС, включая:

— поиск эффективных конструктивно-технологических решений (КТР), обеспечивающих высокий уровень производственной технологичности сборочно-монтажпых единиц при заданных ресурсных ограничениях;

— организацию совместной параллельной работы конструкторов и технологов при выборе схемы конструктивно-технологического членения проектировании соединений, технологических и эксплуатационных разъемов;

— информационную поддержку выбора рациональной схемы производственной кооперации при постановке па производство новых изделий авиационной техники с учетом особенностей производственных систем и специализации серийных заводов; выбор рациональных форм организации сборочного производства в том числе поточной и поточно-стендовой сборки;

— разработку и выпуск в электронном виде директивных технологических материалов (ДТМ) в соответствии с ОСТ1 42390-95.

ПМК включает в себя компоненты программного и информационного обеспечения системы ТеМП, адаптированные для проектирования технологических процессов монтажа ПГС, программные средства, обеспечивающие первичную интеграцию системы ТеМП с РВМ-системой и разработанные с использованием ПМК предварительные директивные техпологические процессы (ДТП) и директивные технологические материалы монтажа ПГС.

Программно-методический комплекс позволяет решать следующие задачи:

1. Формирование и ведение базы данных конструктивно-технологических решений (БД КТР), содержащих информацию об отработанных и освоенных в производстве и о перспективных решениях.

2. Формирование расчетной конструкторской модели изделия (формирование состава и свойств условно монолитных элементов конструкции, монтажных единиц, объединение конструктивно подобных элементов, формирование состава и характеристик соединений и стыков).

3. Формирование расчетной технологической модели изделия (формирование рабочих зон для выполнения сборочно-монтажных работ, оценка геометрических параметров рабочих зон).

4. Автоматизированный анализ компонентов конструкторских электронных макетов изделий на их соответствие рекомендациям отраслевого института, а также технологических подразделений предприятий.

5. Формирование различных вариантов схем конструктивно-

технологического членения (КТЧ): генерация состава и входимости технологических подсборок, анализ возможности их существования, жесткости и технологической завершенности сборочно-монтажных единиц.

6. Формирование и ведение комплекса моделей производственных систем серийных заводов, содержащих в формализованном виде описание их производственных ресурсов (производственных площадей, уникального оборудования, оснащения, отработанных технологий).

7. Моделирование возможных методов выполнения работ и необходимых для этого средств технологического оснащения в рабочих зонах сборочно-монтажпых единиц с привязкой к рабочим местам.

8. Формирование директивного технологического процесса монтажа для каждой сборочно-монтажпой единицы и расчет для нее технико-экономических показателей (ТЭП).

9. Формирование цикловых графиков сборочно-монтажных работ с учетом трудоемкости и такта выпуска изделий при организации поточной сборки.

10. Расчет количества рабочих мест и комплектов сборочно-монтажной оснастки под заданную программу выпуска.

11. Автоматизированное формирование электронной документации на директивные технологические материалы.

Проектирование технологии монтажа ПГС в системе автоматизированного проектирования технологических процессов ТеМП включает в себя последовательное выполнение следующих процедур:

1) Определение состава сборочно-монтажных баз элементов сборочной единицы (СЕ) и разработка последовательности выполнения сборочно-монтажпых работ.

2) Формирование исходного состояния ТЭМ изделия и сборочно-монтажного приспособления:

- Апализ состояния и формирование состава и характеристик соединений и стыков на ТЭМ изделия;

- Формирование пользовательских групп по ТЭМ изделия;

- Размещение элементов ЭМ СЕ вне зоны выполнения монтажных работ;

- Подготовка ЭМ элемептов сборочно-монтажного приспособления к формированию технологического процесса сборки СЕ;

- Фиксация исходного состояния ТП монтажа ПГС.

3) Разработка модели технологического процесса монтажа ПГС.

4) Формирование комплекта технологической документации.

Опытно-промышленное внедрение ПМК ПГС реализовано в рамках выполнения пилотного проекта по отработке функционала системы при моделировании технологии сборочно-монтажных работ на изделии АКТ российского предприятия «ГК НПЦ им.М.Ф.Хруничева», в проекте создания российского регионального самолета «Сухой ЗирегМ 100», а также при повторной постановке на производство российского транспортного самолета АК им. С.В.Ильюшина.

В рамках проекта создания ЭирепТе! 100 ПМК использовался в условиях полного электронного определения самолета семейства Юи. В ходе выполнения работ разработано информационио-методическое обеспечение, адаптированное для автоматизированного проектирования в системе ТеМП технологии монтажа трубопроводных систем самолетов семейства К Я.! в подразделениях ЗАО ТСС", а также спроектирован директивный технологический процесс сборки кессона ОЧК КГ1.1 и монтажа трубопроводных систем с использованием адаптированного ПМК.

На рис.6 приведен электронный макет кессона ОЧК, содержащий ЭМ трубопроводных систем (топливной, гидравлической, системы дренажа, системы подкачки и т.д.). На рис.7 приведен в качестве примера фрагмент технологической документации процесса монтажа.

Эксплуатация ПМК показала высокую технико-экономическую эффективность разработанной методики конструкторско-технологического проектирования. Применение ПМК позволило существенно снизить трудоемкость и цикл проектирования технологических процессов, значительно сократить количество ошибок и конструктивно-техиологических неувязок до запуска изделия в серийное производство.

Рис. 6. Моделирование и отработка на электронном макете изделия монтажа трубопроводных систем российского регионального самолета БирегМ 100

Рис. 7. Фрагмент комплекта технологической документации процесса монтажа трубопроводных систем российского регионального самолета Super Jet 100

выводы

1. Определены на основании анализа научно-технической, производственной и отраслевой нормативно-технической документации основные этапы работ и состав задач, решаемых в условиях применения различных методов подготовки производства ПГС AT. Разработан алгоритм процесса технической подготовки производства ПГС AT в условиях полного электронного определения изделия.

2. Сформирован комплекс моделей, позволяющий осуществлять процессы конструкторско-технологического и организационного проектирования и отработки ПГС AT на основе электронного моделирования в цифровой информационно-программной среде.

3. Разработана организационная схема, которая упорядочивает последовательность принятия оптимальных конструкторско-технологических и организационных решений в условиях полного электронного определения изделия и отличающаяся от существующих тем, что комплекс задач технической подготовки производства ПГС AT реализуется па основе электронного моделирования процессов сборочно-монтажных работ.

4. Разработана методика создания информационного обеспечения, включающая в себя решение задач по структуризации информационных блоков, формализации технологических зпаний, алгоритмизации процедур принятия технологических решений, их программная реализация, тестирование и формирование базы данных ииформациопиых моделей.

5. Сформирован комплекс информационных моделей (базовых и комплексных технологических модулей) по основным видам работ и операций сборочно-монтажного производства, реализующих информационную поддержку процессов технологического проектирования ПГС и обеспечивающих соответствие качества проектируемой технологии требованиям нормативного базиса сборочно-монтажных работ.

6. Разработан и передан в промышленную эксплуатацию программно-методический комплекс (ПМК ПГС), включающий в себя автоматизированную систему технологического проектирования ТеМП, интегрированную с базовыми CAD/CAM/PDM-систсмами. ПМК ПГС и разработапное информационно-методическое обеспечение используется при реализации проекта создания российского регионального самолета «Сухой Super Jet 100», а также в проекте транспортного самолета АК им. С.В.Ильюшина. Применение ПМК позволило существенно снизить трудоемкость и цикл проектирования технологических процессов, значительно сократить количество ошибок и конструктивно-технологических неувязок до запуска изделия в серийное производство.

Основные положения диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1. Самсонов О.С., Сосунов Д.В., Шенаев М.О. Организация подготовки сборочного производства на базе ИПИ-технологий // Вторая Всероссийская научно-практическая конференция «Системы качества. Управление качеством

в ВУЗе». Сборпик тезисов докладов - М: ИТЦ ГОУ ВПО «МАТИ»-РГТУ им. К.Э.Циолковского, 2003, е.: 108-109

2. Самсонов О.С., Сосунов Д.В., Толстопятое И.И., Шенаев М.О. Технологическое проектирование изделий авиационной техники в системе ТеМП // Четвертая Всероссийская научно-практическая конференция «Применение ИПИ-техпологий в производстве». Сборник трудов - М: ИТЦ ГОУ ВПО «МАТИ»-РГТУ им.1 К.Э.Циолковского, 2006 г.

3. Самсонов О.С., Сосунов Д.В., Шенаев М.О. Особенности обеспечения качества изделий авиационной техники в условиях цифрового проектирования и производства // Шестая Всероссийская научно-практическая конференция «Управление качеством». Сборник материалов - М: ИТЦ ГОУ ВПО «МАТИ»-РГТУ им. К.Э.Циолковского, 2007, е.: 23-24.

4. Самсонов О.С., Шенаев М.О. Разработка и внедрение автоматизированной системы подготовки сборочно-сварочпого производства // XXVIII академические чтения по космонавтике. Сборник материалов - М.: Война и мир, 2004, е.: 215-216.

5. Галкин В.И., Каратаева Н.Ю., Шенаев М.О. Проектирование технологических процессов листоштамповочного производства // Авиационная промышленность №1/2002, е.: 36-40.

6. Шенаев М.О., Сосунов Д.В. Обеспечение качества листовых деталей на основе моделирования процессов конструирования и подготовки производства // Первая научная конференция «Качество. Ишювации. Образование». Сборник материалов - М.: «Европейский центр по качеству», 2003, е.: 34-35.

7. Система автоматизированного проектирования технологических процессов ТеМП 2005. Аннотация в реферативном журнале Федерального института интеллектуальной собственности. Свидетельство о регистрации № 2005613244 от 26.12.2005 г. Авторы: Самсонов О.С., Толстопятое И.И., Шенаев М.О. и др.

8. Самсонов О.С., Сосунов Д.В., Толстопятов И.И., Шенаев М.О. Проектирование технологии сборки изделий авиационной техники в цифровой информационно-программной среде // Сборка в машиностроении, приборостроении №6/2008, е.: 3-11.

9. Шенаев М.О., Чернецких А.О. Создание интеллектуальной среды проектирования технологии сборочно-монтажных работ для подготовки производства изделий авиационной техники // Восьмая Всероссийская научно-практическая конференция «Управление качеством». Сборник материалов -М.: ИТЦ ГОУ ВПО «МАТИ»-РГТУ им. К.Э.Циолковского, 2009, е.: 438-440.

10. Шенаев М.О. Разработка методики и программно-информационных средств организации проектирования и производства пневмогидравлических систем летательных аппаратов в среде цифровых информационных технологий // Международный форум «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (МТ&ОМ). Сборник материалов - М.: Фонд «Качество», 2009, с.:34-38.

Подписано в печать 27.05.2009 г. Печать на ризографе. Тираж 100 экз. Заказ № 1808. Объем 1,25 п.л. Отпечатано в типографии ООО "Алфавит 2000", ИНН: 7718532212, г. Москва, ул. Маросейка, д. 6/8, стр. 1, т. 623-08-10, www.alfavit2000.ru

ВВЕДЕНИЕ.

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ

ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА И ПРОИЗВОДСТВА ПГС AT.

1.1. Особенности проектирования, производства и эксплуатации ПГС AT

1.2. Особенности системы управления качеством производства авиационной техники.

1.3. Требования к конструкции ПГС AT как к объектам производства.

I "I I

1 1.3.1'. Конструктивные и функциональные требования к ПГС AT.

1.3.2. Требования к технологичности конструкции ПГС AT.20'

1.4. Организация подготовки производства и обеспечения качества

ПГС AT на базе физических эталонов.

1.4.1. Анализ действующих в отрасли методов подготовки производства ПГС AT.

1.4.2. Метод объемной увязки.

1.4.3. Автоматизированная система технологической подготовки производства «АСТПП-Т».

1.5. Организация подготовки производства ПГС AT на основе цифровых технологий.

1.5.1. Анализ методов автоматизации технологического проектирования сборочно-монтажных работ.

1.5.2. Организация конструкторско-технологического проектирования на основе цифровых технологий

Цели и задачи диссертации.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ПГС AT В УСЛОВИЯХ ПОЛНОГО ЭЛЕКТРОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ.

2.1. Организация процессов проектирования и производства ПГС AT в цифровой программно — информационной среде.

2.2. Моделирование объектов и процессов конструкторско-технологического проектирования ПГС AT.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СБОРОЧНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ.

3.1. Структура информационной среды, поддерживающей технологическое проектирование ПГС AT.

3.2. Методика формализации процессов технологического проектирования ПГС AT.

3.2.1. Этапы разработки информационных модулей типовых технологических операций'.

3.2.1.1. Формирование состава технологических решений в виде матрицы отношений «i-R^».

3.2.1.2. Описание технологических решений.

3.2.1.3-. Формирование состава возможных условий принятия технологических решений в виде матрицы отношений «КТККТМ-Ui».

3.2.1.4. Формирование матрицы отношений «Rr Uj».

3.2.1.5. Формирование обобщенной матрицы отношений tj Gti.LTj-> IDNi^ х;^ U,

3.2.1.6. Формирование моделей выбора средств технологического оснащения (СТО).

3.2.1.7. Формирование алгоритмической модели типовой технологической операции (ТТО).

3.2.1.8. Программная реализация и отработка алгоритма моделирования типовой технологической операции.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПГС И, ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ.

4.1. Структура программно-методического комплекса ПГС.

4.2. Проектирование технологии монтажа в ПМК ПГС.

4.3. Опытно-промышленное внедрение ПМК-ТеМП-ПГС.

Высокие требования к качеству и надежности функционирования бортовых систем обеспечиваются применением специальных методов и средств технической подготовки их производства.

Конструкторско-технологическая отработка пневмогидравлических систем авиационной техники (ПГС AT) на физических макетах не-только не обеспечивает необходимой точности увязки всех элементов, но и в-значительной- мере увеличивает цикл и трудоемкость подготовительных и монтажно-сборочных работ, усложняет организационную структуру подготовительного производства, систему мониторинга и управления качеством.

Для обеспечения конкурентоспособности авиационной техники реализация проектов ее создания должна осуществляется- в „ среде цифровых информационных технологий, базирующихся- на концепции CALS (ИЛИ -технологии). Отдельные элементы современных цифровых технологий уже созданы и частично внедрены в авиационной* промышленности. Это «относится' как к системам проектирования конструкции планера и трубопроводных систем, так и к технологиям изготовления компонентов изделия (гибка труб на станках с ЧПУ), методам и средствам контроля (координатно-измерительные системы контактного и бесконтактного действия), методам сборки с использование лазерного оборудования, так и к организации электронного документооборота с использованием PDM - систем. Цифровые технологии позволяют изменить не только методы и средства конструкторско-технологического проектирования, но и оказывают существенное влияние на организационную структуру производства и систему менеджмента качества на этапе технической подготовки производства.

Средства CAD-систем позволяют выполнить процедуры, электронной компоновки систем ПГС AT в контексте модели конструкции планера и частично учитывать при этом ряд конструктивных, технологических и эксплутационных требований. Однако, окончательная отработка конструкции ПГС и технологии монтажа осуществляется при постановке изделия на производство с использованием физических эталонов (объемных плазов), а также на первом изделии. В настоящий момент отсутствуют методика • формирования полного электронного определения трубопроводных систем в динамически изменяющейся технической и организационной среде. Не сформировано единое информационное пространство, включающее базы данных для информационной поддержки процессов организационно-технической подготовки производства, сопровождения объектов и процессов ПГС AT в системах менеджмента качества. Не отработана схема взаимодействия конструкторских бюро (КБ) и серийных заводов при решении задач проектирования, конструирования и производства ПГС в едином информационном пространстве. Поэтому решение данной проблемы представляет большой- интерес для* отрасли, а тема диссертационной работы является* актуальной.

Целью работы является сокращение сроков; трудоемкости и стоимости подготовки производства, повышение качества и надежности ПГС AT за счет применения методов и средств электронного моделирования для комплексного анализа и отработки конструкторско-технологических и организационных решений.

Научная новизна работы заключается в том, что в отличие от действующей в авиационной промышленности системы организации процессов создания ПГС, основанной на методах физического моделирования, предлагаемая методика ориентирована на совершенствование принципов организации конструкторско-технологического проектирования и подготовки производства серийных изделий AT с использованием новых информационных технологий.

Разработана методика организации,технической подготовки производства ПГС AT, отличающаяся от существующей тем, что проектирование и отработка

ПГС AT реализуется на основе электронного моделирования процессов их производства.

На основании, детализации и адаптации, базовой-формулы параллельного проектирования* применительно, к предметной области разработан комплекс моделей, включающий формализованные описания процессов конструкторско-технологического' проектирования ПГС AT и описывающий, интеграционные связи между компонентами различных сред проектирования.

Разработана информационная' среда конструктивно-технологических решений, содержащих формализованное описание технологических операций>и видов сборочно-монтажных работ, обеспечивающих интеллектуальную информационную, поддержку при поиске оптимальных схем организации производства ПГС AT.

Представленные в работе результаты исследования* получены на основе методологии системно-структурного анализа, методов теории принятия решений, объектно-ориентированного моделирования, моделирования изделий, » производственной системы и процессов в цифровой'информационной,среде.

Практическая значимость. На основании разработанной* методики создан и передан в промышленную эксплуатацию программно-методический комплекс (ПМК ПГС), включающий в> себя автоматизированную систему технологического проектирования ТеМП, интегрированную с базовыми CAD/CAM/PDM-системами.

Применение комплекса позволяет:

- Осуществлять выбор рациональных конструктивно-технологических решений и оптимизировать организационную структуру производства ПГС AT на основании отработки электронных моделей и расчета технико-экономических показателей технологических процессов монтажа;

- Осуществлять разработку моделей и документации рабочих технологических процессов (РТП) по моделям директивных технологических процессов (ДТП), что значительно сокращает цикл и трудоемкость подготовки серийного производства; Осуществлять мониторинг рабочих технологических процессов серийных заводов на соответствие базовым технико-экономическим показателям директивной технологии и формировать технологическую и сопроводительную документацию для повышения эффективности функционирования системы менеджмента качества (СМК).

Это позволило при реализации ряда проектов создания изделий AT существенно сократить сроки технической подготовки производства, материально-технические затраты на создание физических эталонов и макетов ПЕС, а также повысить эффективность функционирования СМК.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ приводятся результаты анализа процессов организации процессов технической подготовки' производства ПГС AT в условиях существующих методов (на базе физических макетов, на базе электронных плазов), а также методов бесплазовой увязки и электронного моделирования, объектов.

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ «Разработка методики* организации технической подготовки производства ПГС AT в условиях полного1 электронного определения изделия» приведены состав задач, комплекс факторов, учитываемых при их решении, а также методы их реализации при создании и отработке ПГС AT, алгоритм процесса технической подготовки производства ПГС AT, комплекс моделей, реализующих процессы конструкторско-технологического проектирования и отработки ПГС AT, а также схема организации конструкторско-технологического проектирования, отработки, подготовки производства и производства ПГС AT в условиях полного электронного определения изделия (ПЭОИ).

В' ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ «Разработка информационной- среды технологического проектирования сборочно-монтажных работ» определена структура информационной среды, поддерживающей технологическое проектирование ПГС AT, представлена методика формализации процессов технологического проектирования ПГС AT, состав и описание информационных моделей по основным видам монтажных работ.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ «Разработка программно-методического комплекса ПГС и опытно промышленное внедрение» определена структура программно-методического комплекса, описан процесс проектирования технологии монтажа и приведены результаты работ, полученные в ходе реализации проектов с использованием комплекса.

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АСТП — автоматизированная система технологического проектирования;

АСТПП-Т — автоматизированная система технологической подготовки производства трубопроводов

АСУ — автоматизированная система управления;

AT - авиационная техника;

БД - база данных;

БТМ — базовый технологический модуль; ВТД — ведомость технологических документов; ДТМ — директивные технологические материалы; ДТП- директивный технологический процесс; ИИС - информационно-измерительные системы; ИЛИ — информационная поддержка изделия;

ИС ТП - информационная среда технологического проектирования;

КБ — конструкторские бюро;

КД - конструкторская документация;

КИМ - координатно-измерительные машины;

ККС - конструктивно-компоновочная схема;

КМЕ — конструктивная монтажная единица;

КМЭ — конструкторская модель элемента;

КРЦ - конструкторская размерная цепь;

КСС — конструктивно-силовая схема;

КТК — конструктивно-технологический код;

КТМ — комплексный технологический модуль;

КТОР — конструктивно-технологические и организационные решения; КТПП — конструкторско-технологическая подготовка производства; КТР - конструкторско-технологическое решение;

КТЭ - конструктивно-технологический элемент; КЭК — конструкторская электронная компоновка; КЭМ — конструкторский электронный макет; КЭР — конструктивно-эксплуатационный разъем; КЭС — конструкторская электронная спецификация; JIA — летательный аппарат; ME - монтажная единица; МК - маршрутная карта; МОУ — метод объемной увязки;

МП ТП - модель проектирования технологического процесса; МТК - монтажный технологический комплект; МТП — модель технологического процесса;

НИОКР - научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы; НТД — нормативно-техническая документация; ОК - операционная карта;

ОКТК — операционная карта технического контроля;

ОФП — организационные формы производства;

ОЧК — отъемная часть крыла;

ПГС — пневмогидравлические системы;

ПМК — программно-методический комплекс;

ПН - протокол нормирования;

САПР - система автоматизированного проектирования;

СЕ - сборочная единица;

СМК — система менеджмента качества;

СП - сборочное приспособление;

СТК — сборочный технологический комплект;

СТО — средства технологического оснащения;

СЭО КТР — система экспертных оценок конструктивно-технологических решений;

ТеМП - система автоматизированного проектирования технологических процессов «Технологическое Моделирование Процессов»;

ТМЕ — технологическая монтажная единица;

ТО - технологическая операция;

ТП - технологический процесс;

ТРЦ — технологическая размерная цепь;

ТТО — типовая технологическая операция;

ТТП - типовой технологический процесс;

ТУ - технические условия;

ТЭК — технологическая электронная компоновка;

ТЭМ - технологическая электронная модель;

ТЭП — технико-экономические показатели;

ТЭС — технологическая электронная спецификация;

УП — управляющие программы;

ЧПУ — числовое программное управление;

ЭМ - электронная модель;

ЭМИ — электронная модель изделия;

CAD (Computer-Aided Design) — Система автоматизированного проектирования (САПР), предназначенная для создания конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей;

САМ (Computer-Aided Manufacturing) — подготовка технологического процесса производства изделий, ориентированная на использование ЭВМ; PDM (Product Data Management) — система управления данными об изделии.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Определены на основании анализа научно-технической, производственной и отраслевой нормативно-технической документации основные этапы работ и состав задач, решаемых в условиях применения различных методов подготовки производства ПГС AT. Разработан алгоритм процесса технической подготовки производства ПГС AT в условиях полного электронного определения изделия.

2. Сформирован комплекс моделей, позволяющий осуществлять процессы конструкторско-технологического и организационного проектирования и отработки ПГС AT на основе электронного моделирования в цифровой информационно-программной^ среде.

3. Разработана организационная схема, которая упорядочивает последовательность принятия оптимальных конструкторско-технологических и организационных решений в условиях полного электронного определения изделия и отличающаяся от существующих тем, что комплекс задач технической подготовки производства ПГС AT реализуется на основе электронного моделирования процессов сборочно-монтажных работ.

4. Разработана методика создания информационного обеспечения, включающая в себя решение задач по структуризации информационных блоков, формализации технологических знаний, алгоритмизации процедур принятия технологических решений, их программная реализация, тестирование и формирование базы данных информационных моделей.

5. Сформирован комплекс информационных моделей (базовых и комплексных технологических модулей) по основным видам работ и операций сборочно-монтажного производства, реализующих информационную поддержку процессов технологического проектирования ПГС и обеспечивающих соответствие качества проектируемой технологии требованиям нормативного базиса сборочно-монтажных работ.

6. Разработан и передан в промышленную эксплуатацию программно-методический комплекс (ПМК ПГС), включающий в себя автоматизированную

101 систему технологического проектирования ТеМП, интегрированную с базовыми CAD/CAM/PDM-системами. ПМК ПГС и разработанное информационно-методическое обеспечение используется при реализации проекта создания российского регионального самолета «Сухой SuperJet 100», а также в проекте транспортного самолета АК им. С.В.Ильюшина. Применение ПМК позволило существенно снизить трудоемкость и цикл проектирования технологических процессов, значительно сократить количество ошибок и конструктивно-технологических неувязок до запуска изделия в серийное производство.

1. Тихомиров В.А. Основы проектирования самолетостроительных заводов и цехов. М.: «Машиностроение», 1975.

2. Организация производства: Учебн. для ВУЗов / Туровец О.Г., Попов В.Н., Родинов В.Б. и др. под ред. Туровца О.Г. М.: «Экономика и финансы», 2000-452 стр.

3. Организация производства и управление предприятием: Учебник / Туровец О.Г., Бухалков М.И., Родинов В.Б. и др.; Под ред. Туровца О.Г. 2-е изд. -М.: ИНФРА-М, 2005. - 544 с.

4. Родионова В.Н. Организация производство на промышленных предприятия в современных экономических условиях. — Воронеж: ВГТУ, 1995.

5. Васильев В.А., Каландаришвили Ш.Н., Новиков В.А., Одиноков С.А. Управление качеством и сертификация. Интернет — инжиниринг, 2002. -416 с.

6. Васильев В.А., Кирилянчик А.С. Управление качеством процессов проектирования конкурентоспособных изделий. Технология машиностроения. 2006. е.: 81-84.

7. Рожков В.Н. Контроль качества при производстве летательных аппаратов: учебное пособие. -М.: Машиностроение, 2007. -416 е.: ил.

8. Криво в Г.Л /Система управления качеством! производства авиационной техники// КривовГ.А., Матвиенко В.А., Резников В.А. — К.: Техниса^ 2004:- 272 с.

9. Отраслевая, концепция обеспечения качества- продукции. Отраслевая библиотека «Технический- прогресс и повышение квалификации». — М.:ЫИЛТ, 1991.-163 с.

10. Конструкция и технология ПГС AT

11. Шекунов Е.П. Основы технологического членения конструкции самолетов.- М.: Машиностроение, 1968.-167 с.ил.13; Сапожников В;М1 Монтаж и испытания гидравлических и пневматических систем на летательных аппаратах. Машиностроение, 1972. е.: 272.

12. Чернышев А.В. Технология монтажа, отработки, испытаний и контроля бортовых систем летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 1977. — 336 с.

13. Монтаж, контроль и испытания трубопроводных коммуникаций гидрогазовых систем JIA/ Иванов Ю.Д., Макаров К.А., Марьин Б.Н. и др. М.,: Машиностроение, 1996; — 159 с.,

14. Гидрогазовые системы летательных аппаратов/ под ред. д.т.н. Марьина Б.Н. — 2-е изд., перераб. и доп. Владивосток: Дальнаука,,2006. - 459 с.

15. Технологичность конструкций изделий: Справочник/ Амиров Ю.Д., Алферова Т.К., Волков П.Н. и др.; Под общ. ред. Амирова Ю.Д. — 2 изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1990. — 768 с.

16. Рекомендации по технологичности самолетных конструкций. / под ред. Лещенко С.М. -М.: 11ИАТ, 1979.

17. Руководство по технологичности самолетных конструкций. / под общ. ред. Белянина П.Н. М.: 11ИАТ, 1983 - 701 с. •

18. Наумов Б.П., Козырев В.К., Уланов М.Е. Выбор эффективных схем членения и сборки вертолетов М.: «Авиационная промышленность», 1983, №4, е.: 3- 4.

19. Григорьев В.П. Взаимозаменяемость агрегатов в самолетостроении., «Машиностроение»; 1970: 346 с.

20. Горбунов М.Н; Основы технологии производства самолетов. М., «Машиностроение»,. 1976. — 260 с.

21. Абибов А.Л. и- др. Технология самолетостроения. М., «Машиностроение, 1982.-551 с.

22. Современные технологические процессы сборки планера самолета./ Под ред. Ю.Л. Иванова-М.: Машиностроение, 1999. -304 с.

23. Современные технологии авиастроения//Коллектив авторов; Под ред. Братухина А.Г., Иванова Ю.Л. — М.: Машиностроение, 1999. — 832 с.

24. Современные технологии агрегатно-сборочного производства самолетов. / Пекарш А.И., Тарасов Ю.М., Кривов Г.А. и др. М.: Аграф-пресс, 2006. — 304 е., ил.

25. Сапожников В.М., Лагосюк Г.С. Прочность и испытания трубопроводов гидросистем самолетов и вертолетов. М. «Машиностроение», 1973. —248 с.

26. Методические материалы ММ. 1.4 1237-83 Технологическое проектирование самолетных;конструкций. — Mi: НИАТ, 1984. — 116 с.

27. Автоматизированное проектирование ^информационные технологии.

28. Технология сборки самолетов и вертолетов: Учебник. В 2т./ Под ред. Ершова В.И. Т.1: Павлов В.В., Медведев Б.А., Хухорев B.C. Теоретические основы сборки* -М.: Издтво МАИ; 1993: 288 с.

29. САПР: Типовые математические модели' объектов проектирования" в-машиностроении: РД 50-464-84 М.: Издательстю стандартов, 1985; —200 с.

30. Уланов» М.Н., Вежновец Н.П1, Карьков В.Н. Создание отраслевой технологической и информационной базы // Авиационная промышленность. — 1982; №12. - с.:79-81.

31. Бабушкин А.И: Моделирование и оптимизация сборки летательных аппаратов. М:: Машиностроение, 1990.— 240 с.

32. Цветков В;Д. Система автоматизации проектирования технологических процессов. М.: Машиностроение, 1972. — 240 с.

33. Соколов В.П., Цырков А.В. Математическое, методическое и организационное обеспечение1 технологической подготовки производства., 106

34. Глава 4, с.475-501 // Информационные технологии- в наукоемком машиностроении: Компьютерное обеспечение индустриального бизнеса / Под общ. ред. Братухина А.Г. — К.: Техшка, 2001. — 778 е.: ил.

35. Монтаж, контроль и испытания трубопроводных коммуникаций гидрогазовых систем JIA / Иванов Ю.Л., Макаров К.А., Марьин Б.Н. и др. М.: Машиностроение, 1996. 159 с.

36. Островерх А.И., Сычев В.Н., Цырков А.В. Реинжиниринг системы организационно-технологического сопровождения производства ракетно-космической техники.// Технология машиностроения. 2006, № 8, стр. 88-91.

37. Цырков А.В. Методология проектирования в мультиплексной информационной среде: Монография. — М.: ВИМИ, 1998. 281- с.

38. Павлов В.В. Математическое обеспечение САПР в производстве летательных аппаратов. -М.: МФТИ, 1978. 68 с.

39. Павлов В.В. CALS — технологии' в машиностроении (математические модели) / Под ред. Соломенцева Ю.М. М.Ж ИЦ МГТУ Станкин, 2000. -328 с.

40. Павлов В.В. Структурное моделирование в CALS технологиях М.: Изд. Наука. 2006. 307 с.

41. Самсонов 0:С., Сосунов Д.В., Толстопятов И.И1, Шенаев М.О. Проектирование технологии сборки изделий авиационной' техники в цифровой информационно-программной среде. Сборка в машиностроении, приборостроении №6/2008. е.: 3-11.

42. Самсонов О.С. Цифровые информационные технологии в проектировании и производстве авиационной техники. Авиационная промышленность. №1, 2002.-е.: 22-29.

43. Самсонов О.С. Моделирование процессов конструкторско-технологического проектирования сборки летательных аппаратов. Технология машиностроения №9,2007- е.: 18-26.

44. Бирбраер Р.А., Альтшулер И.Г. Основы инженерного консалтинга: Технология, экономика, организация. -2-е изд., перераб., доп. М.: Дело, 2007.-232 с.

45. Информационное обеспечение, поддержка и сопровождение жизненного цикла изделия/ Бакаев В.В., Судов Е.В., Гомозов В.А. и др./ Под ред. Бакаева В.В. — М.: Машиностроение-1, 2005. — 624 с.

46. Нормативно-технические документы

47. Сборник ОСТ 1 41330-2000 ОСТ 1 41334-2000 «Монтаж трубопроводов».

48. Сборник ОСТ 1 41420-2000 ОСТ 1 41339-2000 «Монтаж трубопроводных систем».

49. OCT I 41158-2000 «Контроль герметичности масс-спектрометрическим методом течеискания способом щупа. Типовой технологический процесс».

50. ОСТ 1 41159-2000 «Контроль герметичности масс-спектрометрическим методом течеискания способом накопления при атмосферном давлении. Типовой технологический процесс».

51. ОСТ 1 41372-2000 «Промышленная чистота. Метод ускоренного контроля жидкости на загрязненность по гранулометрическому составу».

52. ОСТ 1 41992-2001 Монтаж трубопроводных систем (ТОТП). Основные положения.

53. Сборник OCT 141993-2001 OCT 142000-2001 Подготовка трубопроводов, гидроагрегатов, арматуры, монтажной зоны к монтажу.

54. Сборник ОСТ 142001-2001 ОСТ 142009-2001 Установка, крепление готового изделия

55. ОСТ 142010-2001 Металлизация готовых изделий перемычкой (ТО 111).

56. ОСТ 142011-2001 Установка чехла на готовое изделие (ТОТП).

57. ОСТ 1 42012-2001 Прокладка трубопровода по деталям каркаса и по элементам крепления (ТОТП).

58. Сборник ОСТ 142013-2001 ОСТ 142047-200Соединение и крепление трубопроводов

59. ОСТ 142048-2001 Герметизация мест соединения элементов трубопроводных систем с каркасом (ТОТП).

60. Сборник ОСТ 1 41441-2002 ОСТ 1 41462-2002 «Монтаж трубопровода».

61. Сборник ОСТ 1 42378-2002 ОСТ 1 42386-2002 «Трубопроводы и патрубки авиационные бортовые».

62. ОСТ 1 41317-2002 «Системы гидротопливные. Контроль герметичности капиллярным методом»

63. ОСТ 1 41318-2002 «Системы гидрогазовые. Контроль герметичности манометрическим методом»

64. ОСТ 141319-2002 «Системы гидрогазовые. Контроль герметичности пневмогидравлическим методом»

65. ОСТ 1 00095-73 «Гидросистемы силовые летательных аппаратов. Давления»

66. ГОСТ 17239-71 «Системы пневматические летательных аппаратов. Испытания. Давления.»

67. ОСТ 1 00134-74 «Трубопроводы. Маркировка»

68. Нормативы времени на узловую и агрегатную сборку летательных аппаратов. НИАТ, 1973.к

69. РТМ 1.4.1638-89. Конструктивно-технологическая отработка трубопроводных коммуникаций, изготовление и контроль труб и патрубков. М.: Изд. НИАТ, 1974. 92 с. •

70. ГОСТ Р ИСО 10006-2005: «Системы менеджмента качества. Руководство по менеджменту качества при проектировании»

71. ГОСТ Р ИСО 9000-2001: «Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь»

72. ГОСТ Р ИСО 9001-96: «Системы качества. Модель обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании»

73. ГОСТ Р ИСО 9002-96: «Системы качества. Модель обеспечения качества при производстве, монтаже и обслуживании»

74. ГОСТ Р ИСО 9003-96: «Система качества. Модель обеспечения качества при окончательном контроле и испытаниях»

75. АП-21, разделы F,G "Процедуры сертификации авиационной техники"

76. АП-21.2В "Руководство по сертификации и надзору за производством AT

77. IAQS 9100:2000 "Система качества—Аэрокосмическая промышленность— Модель гарантии качества при проектировании, разработке, производстве-монтаже и обслуживании"

78. ISO 10005:1995 "Управление качеством. Руководство по планам качества"

79. ISO 10006:1997 "Менеджмент качества. Руководство качеством при управлении проектами"

80. ОСТ 1 00020-72 "Отраслевая система обеспечения единства измерений. Средства измерений при испытаниях летательных аппаратов. Основные положения по нормированию метрологических характеристик"

81. OCT 1 00058-91 "Самолеты и вертолеты. Построение, изложение и оформление технических условий"

82. ОСТ 1 00201-89 "Система управления качеством продукции на промышленном (серийном) предприятии. Основные положения"92. ОСТ В 1 00203-85

83. ОСТ 1 00214-83 "Отраслевая система обеспечения единства^ измерений. Порядок проведения анализа состояния метрологического обеспечения изделия на предприятиях отрасли"

84. ОСТ 1 00221-84 "Метрологическая экспертиза конструкторской документации"

85. ОСТ 1 00346-79 "Отраслевая система обеспечения единства измерений. Построение и содержание стандартов предприятий по метрологическому обеспечению"

86. ОСТ 1 00350-88 "Самолеты и вертолеты. Порядок передачи конструкторской документации серийному предприятию для изготовления опытныхобразцов, подготовки и освоения серийного производства"

87. ОСТ 1 00357-92 "Самолеты и вертолеты. Номенклатура предъявительских документов"

88. ОСТ 1 00370-96 * "Отраслевая система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение изделий авиационной техники. Общие положения"

89. ОСТ 1 00375-80 "Выбор средств измерений для контроля технологических процессов производства и проведения измерений. Основные положения"

90. ОСТ 1 00422-81 "Отраслевая система обеспечения единства измерений. Порядок проведения работ по метрологическому обеспечению испытательного оборудования"

91. ОСТ 1 00423-89 "Составные части летательных аппаратов. Порядок передачи конструкторской документации серийному производству"

92. OCT 1 00425-92 "Отраслевая система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение подготовки производства. Общие положения"

93. ОСТ 1 00430-92 "Документы конструкторские, технологические, программные. Правила внесения изменений"

94. ОСТ 1 02726-92 "Самолеты и вертолеты. Общие требования к испытаниям и приемке составных частей собственного производства"

95. ОСТ" 1 02730-92 "Самолеты и вертолеты. Порядок разработки и предъявления на макетную комиссию макета"

96. ОСТ 1 02732-93* "Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования к составлению, содержанию, оформлению и утверждению технического задания на испытательный стенд"

97. ОСТ 1 02747-94* "Агрегаты авиационных двигателей, самолетов и вертолетов. Требования к построению, изложению и оформлению технических условий"

98. ОСТ 1 02764-95* "Двигатели авиационные, вспомогательные силовые установки, выносные коробки приводов агрегатов, редукторы и трансмиссии. Требования к построению, изложению и оформлению технических условий"

99. ОСТ 1 02772-98* "Изделия авиационной техники. Порядок проведения и содержание работ по особо ответственным составным частям самолетов и вертолетов"

100. ОСТ 1 02773-98* "Система качества авиационных1 предприятий. Требования к системе качества"

101. ОСТ 1 41709-77 "Входной контроль материалов и полуфабрикатов. Порядок проведения"

102. ОСТ 1 41724-90 "Отраслевая система управления качеством продукции. Входной контроль комплектующих изделий. Порядок проведения"

103. OCT 1 42390-95* "Отраслевая система- технологической подготовки производства. Порядок разработки и содержания директивных технологических материалов серийного производства летательных аппаратов"

104. ГОСТ 23501.602-83 Системы автоматизированного проектирования. Правила разработки и применения типовых математических моделей при проектировании технологических процессов. -М.: Изд-во стандартов, 1983.

105. ГОСТ 23501.605-84 Системы автоматизированного проектирования. Правила разработки и применения типовых математических моделей выбора средств технологического оснащения. —М.: Изд-во стандартов, 1984.

106. Банников А.И. Экономическая эффективность технологического членения конструкции изделий: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань. 1961.