沈麗娟 司榮寧

（沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所， 遼寧 沈陽(yáng) 110015）

航空發(fā)動(dòng)機(jī)由眾多的零部件組成，其中小零件數(shù)量占整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)零件數(shù)量的70%～80%。航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件的種類(lèi)繁多，形狀各異，結(jié)構(gòu)、功能也不相同，隨著型號(hào)研制的發(fā)展，小零件的品種、規(guī)格在不斷增加，大量小零件的種類(lèi)給科研、管理、生產(chǎn)、采購(gòu)以及維護(hù)等工作帶來(lái)很多問(wèn)題。因此，型號(hào)研制工作中，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件進(jìn)行分類(lèi)管理顯得尤為迫切和重要。

1 現(xiàn)狀分析

沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所目前可以提供借用的小零件有近4 000件，其中有國(guó)外的成熟機(jī)種上的小零件，也有經(jīng)過(guò)多年研制定型機(jī)種上的小零件，如此之多的數(shù)量應(yīng)該可以滿(mǎn)足在研型號(hào)中大部分小零件結(jié)構(gòu)、功能的需求，但是通過(guò)對(duì)某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，新設(shè)件、借用件和標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量分別占總數(shù)的百分比見(jiàn)圖1。

由圖1可以看出，在某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件中，大部分是新設(shè)計(jì)的小零件，借用的小零件只占1/10。經(jīng)過(guò)調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn)，造成新設(shè)計(jì)的小零件數(shù)量如此繁多的原因有以下幾個(gè)方面：

一是設(shè)計(jì)人員不知道已有什么樣的小零件，所以當(dāng)面對(duì)一個(gè)新的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，便根據(jù)相關(guān)要求和自己的理解進(jìn)行新的設(shè)計(jì)。

圖1 新設(shè)件、借用件和標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量統(tǒng)計(jì)圖

二是即使設(shè)計(jì)人員知道有可能已經(jīng)存在完全相同的小零件，仍然會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)新的小零件，因?yàn)閺囊延械谋姸嘈吞?hào)的小零件中進(jìn)行查找要比重新設(shè)計(jì)更麻煩。

三是設(shè)計(jì)人員不理解通用性的意義。當(dāng)面對(duì)一個(gè)新的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，不是在原有的通用小零件的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)。

小零件數(shù)量的膨脹，種類(lèi)的無(wú)序管理為科研生產(chǎn)活動(dòng)帶來(lái)了許多問(wèn)題，不僅浪費(fèi)了人力、物力，而且增加了成本。

2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件的分類(lèi)管理

為了規(guī)范所航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件的使用和管理，建立了基于PDM系統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件的分類(lèi)庫(kù)，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件進(jìn)行分類(lèi)管理。

2.1 遵循的原則

標(biāo)準(zhǔn)化原則、系列化原則和通用化原則。

2.2 小零件分類(lèi)

采用樹(shù)狀的層次結(jié)構(gòu)來(lái)表達(dá)小零件分類(lèi)，對(duì)小零件進(jìn)行系統(tǒng)的管理。這樣既可以增加重復(fù)件的使用，也可以加快在PDM系統(tǒng)中查找小零件的速度，從而提高系統(tǒng)的工作效率。小零件分類(lèi)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

2.3 屬性分析

屬性是對(duì)小零件規(guī)格特征和技術(shù)狀態(tài)的描述。屬性的內(nèi)容由兩部分組成：通用屬性（材料、表面處理、質(zhì)量等）和小零件的自身的屬性（小零件的幾何尺寸）。對(duì)已經(jīng)確定的各類(lèi)小零件進(jìn)行分析研究，哪些尺寸需要保持為常數(shù)，哪些尺寸需要定義為屬性變量；對(duì)屬性的數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行詳細(xì)分析，哪些需要定義為整型，哪些需要定義為字符型，哪些需要定義為值列表。通用屬性示例見(jiàn)表1。

圖2 小零件分類(lèi)樹(shù)狀組織結(jié)構(gòu)

表1 通用屬性示例

2.4 基于PDM系統(tǒng)的分類(lèi)管理

在充分利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了PDM系統(tǒng)的功能，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件進(jìn)行了分類(lèi)管理。

2.4.1 分類(lèi)庫(kù)的建立

分類(lèi)庫(kù)的建立由PDM系統(tǒng)管理員完成，主要包括以下幾方面工作：

● 定義屬性字典：對(duì)小零件屬性的名稱(chēng)、ID、數(shù)據(jù)格式等進(jìn)行詳細(xì)的定義。屬性必須唯一。

● 建立小零件分類(lèi)樹(shù)狀層次結(jié)構(gòu)：按照?qǐng)D2的組織結(jié)構(gòu)建立小零件分類(lèi)的樹(shù)狀層次結(jié)構(gòu)，并為各個(gè)小零件類(lèi)添加屬性，子類(lèi)繼承父類(lèi)的屬性。

● 為了便于查詢(xún)，為每一個(gè)子類(lèi)添加圖像，圖像即是帶有尺寸常量和變量等信息的二維圖形，如圖3所示。

圖3 圖像示例

● 定義用戶(hù)權(quán)限。需要PDM系統(tǒng)管理員明確權(quán)限分配：每個(gè)PDM用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象（Item） 在分類(lèi)庫(kù)中的實(shí)例（Instances）信息具有查找和檢索的權(quán)限；小零件所屬人只對(duì)自己的數(shù)據(jù)對(duì)象具有更改和刪除的權(quán)限。

2.4.2 分類(lèi)庫(kù)的使用

● 查找

快速查找：通過(guò)類(lèi)（Classes）的ID或名稱(chēng)查找類(lèi)；通過(guò)屬性的ID或名稱(chēng)查找類(lèi)。

精確查找：通過(guò)屬性值查找實(shí)例信息；通過(guò)ID號(hào)或名稱(chēng)查找實(shí)例信息。對(duì)每一個(gè)實(shí)例，分類(lèi)庫(kù)可以提供預(yù)覽的功能，包括二維圖樣和三維模型，如圖4、圖5所示，并且可以查看實(shí)例的屬性。

圖4 二維圖樣預(yù)覽示例

圖5 三維模型預(yù)覽示例

● 借用

在查找到符合要求的小零件時(shí)，可以直接在PDM系統(tǒng)中進(jìn)行調(diào)用，裝配到組件中。

2.4.3 分類(lèi)庫(kù)的維護(hù)

為方便數(shù)據(jù)的管理，PDM系統(tǒng)管理員統(tǒng)一負(fù)責(zé)小零件數(shù)據(jù)錄入工作。在小零件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)歸檔之后，由設(shè)計(jì)者發(fā)出入庫(kù)申請(qǐng)，審查通過(guò)后由管理員統(tǒng)一完成數(shù)據(jù)入庫(kù)工作。管理員在添加小零件的數(shù)據(jù)對(duì)象到小零件數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)應(yīng)錄入屬性值，并由專(zhuān)人負(fù)責(zé)校對(duì)，以保證錄入數(shù)據(jù)的正確性。

當(dāng)小零件發(fā)生更改時(shí)，必須在小零件的更改單歸檔之后，由PDM系統(tǒng)管理員統(tǒng)一對(duì)小零件數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改維護(hù)。PDM系統(tǒng)管理員要及時(shí)對(duì)分類(lèi)庫(kù)中實(shí)例的屬性等數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，始終保持分類(lèi)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是最新有效的。

3 結(jié)論

基于PDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件的分類(lèi)管理，對(duì)規(guī)范小零件的管理和使用具有十分重要的意義：

一是可以使航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件的種類(lèi)、規(guī)格和數(shù)量的膨脹得到有效的控制，減少PDM系統(tǒng)中的冗余數(shù)據(jù)。

二是不僅有利于小零件數(shù)據(jù)庫(kù)的編輯和擴(kuò)充，而且也有利于達(dá)到小零件的“三化”標(biāo)準(zhǔn)。這方面的成功經(jīng)驗(yàn)為建立國(guó)標(biāo)、航標(biāo)、國(guó)軍標(biāo)小零件庫(kù)提供了技術(shù)積累和保障，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件分類(lèi)庫(kù)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)建立和擴(kuò)充國(guó)標(biāo)、航標(biāo)、國(guó)軍標(biāo)以及所標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。

三是設(shè)計(jì)人員可以方便的借用已有成熟的小零件，不必重新進(jìn)行設(shè)計(jì)出圖，而且不必進(jìn)行強(qiáng)度等試驗(yàn)驗(yàn)證，可以提高工作效率，降低設(shè)計(jì)成本；對(duì)于借用的發(fā)動(dòng)機(jī)小零件，制造廠不必重新做工藝流水，為他們減少了不必要的浪費(fèi)；有效控制小零件的種類(lèi)，可以相應(yīng)的減少維修工具的種類(lèi)，也為維修保障部門(mén)節(jié)省了許多時(shí)間和成本。

四是我們進(jìn)行分類(lèi)管理的航空發(fā)動(dòng)機(jī)小零件的數(shù)據(jù)，主要來(lái)源于使用UG軟件繪制的三維模型和二維圖樣，為促進(jìn)在型號(hào)研制中使用UG軟件進(jìn)行出圖的舉措奠定了良好的基礎(chǔ)，并能有效推動(dòng)這一舉措的實(shí)施。