0 引言

    中航工業(yè)洪都基于對航空產(chǎn)品鈑金件數(shù)字化制造技術(shù)的研究，搭建了一體化的航空產(chǎn)品鈑金件協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)平臺(tái)(簡稱AMES)，構(gòu)建了四類鈑金工藝數(shù)據(jù)庫、編制了多項(xiàng)鈑金工藝設(shè)計(jì)軟件使能工具，面向鈑金件從工藝性分析到成形加工的全過程應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了鈑金件數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)過程的智能化與集成化。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，信息一體化、平臺(tái)整合將是航空制造企業(yè)制造信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。為了消除信息孤島，基于唯一數(shù)據(jù)源，打造企業(yè)級(jí)的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)，需要對AMES與企業(yè)現(xiàn)行使用的中航CAPP進(jìn)行靈活、高效的系統(tǒng)集成。

1 中航CAPP系統(tǒng)

    洪都公司基于微軟.NET技術(shù)，自主開發(fā)了一款計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，即中航CAPP，實(shí)現(xiàn)了公司在研、在產(chǎn)型號(hào)和轉(zhuǎn)包生產(chǎn)項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)、各型號(hào)技術(shù)狀態(tài)與工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織與管理。系統(tǒng)基于設(shè)計(jì)部門提供的EBOM，結(jié)合工藝裝配協(xié)調(diào)方案，構(gòu)建PBOM，工藝技術(shù)人員在PBOM的基礎(chǔ)上完成產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)（如AO/FO/TO/HPG等），最終形成MBOM。中航CAPP可滿足對產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的多技術(shù)狀態(tài)管理要求，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與工藝的并行，有效地縮短了工藝設(shè)計(jì)時(shí)間：系統(tǒng)采用了B/S架構(gòu)，同C/S架構(gòu)相比，軟件維護(hù)工作量小，同時(shí)系統(tǒng)提供互動(dòng)式的幫助程序，方便用戶使用，中航CAPP主界面如圖1所示。

    圖1 中航CAPP系統(tǒng)主界面

2 飛機(jī)鈑金件工程設(shè)計(jì)平臺(tái)(AMES)

    飛機(jī)鈑金件工程設(shè)計(jì)協(xié)同平臺(tái)基于JAVA技術(shù)開發(fā)，采用B/S架構(gòu)，系統(tǒng)由用戶層、應(yīng)用層和異構(gòu)環(huán)境處理層組成，軟件界面如圖2所示，飛機(jī)鈑金件工程設(shè)計(jì)平臺(tái)由鈑金工藝知識(shí)庫、鈑金工藝設(shè)計(jì)專業(yè)工具等功能模塊組成，分布式（計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是將與工程設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)資源整合為一體的集成工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)。該平臺(tái)提供基于權(quán)限管理的鈑金工藝設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)過程應(yīng)用入口，可調(diào)用工藝知識(shí)完成指令、加T參數(shù)、模具參數(shù)等制造要素的設(shè)計(jì)，并可對知識(shí)進(jìn)行有效的存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)鈑金工藝設(shè)計(jì)的數(shù)字化、智能化和集成化。

    圖2 航空產(chǎn)品鈑金件工程設(shè)計(jì)平臺(tái)

3 系統(tǒng)集成的必要性

    3.1 有利于企業(yè)信息系統(tǒng)集成化發(fā)展

    由于飛機(jī)鈑金件工程設(shè)計(jì)平臺(tái)(AMES)主要致力于飛機(jī)鈑金件制造技術(shù)提供數(shù)字化解決方面，在業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)架構(gòu)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等方面，與企業(yè)現(xiàn)行的中航CAPP系統(tǒng)相比，必然存在相當(dāng)大的差異，基于這種情況，兩套系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)必然缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼，二者之間數(shù)據(jù)無法建立起有效的關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)傳遞受到諸多阻礙，數(shù)據(jù)一致性難以保證，按照企業(yè)信息技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，一體化、集成化是航空制造企業(yè)信息化發(fā)展的必然趨勢，打造基于唯一數(shù)據(jù)源的企業(yè)統(tǒng)一信息平臺(tái)的首要任務(wù)就是要實(shí)現(xiàn)對信息平臺(tái)的集成和對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

    3.2 可使工藝知識(shí)服務(wù)于各類工藝設(shè)計(jì)

    中航工業(yè)洪都通過對飛機(jī)數(shù)字化制造技術(shù)的研究，建立了以蒙皮、大型整體壁板、橡皮囊液壓、型材拉彎件等鈑金零件制造為核心的鈑金工藝數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了以鈑金工藝數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的鈑金數(shù)字化制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、軟件工具、集成平臺(tái)，構(gòu)建了航空產(chǎn)品鈑金件數(shù)字化制造集成技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了鈑金件制造的初步智能化。然而，由于鈑金工藝數(shù)據(jù)庫僅針對AMES平臺(tái)提供知識(shí)服務(wù)，與中航CAPP系統(tǒng)缺乏有效的整合，但通過系統(tǒng)集成，鈑金工藝數(shù)據(jù)庫則可作為企業(yè)資源的一部分，為企業(yè)信息系統(tǒng)平臺(tái)所共享，可服務(wù)于各類航空產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)過程。

4 飛機(jī)鈑金件工程設(shè)計(jì)平臺(tái)(AMES)與中航CAPP系統(tǒng)集成

    4.1 基于松、緊耦合相結(jié)合的系統(tǒng)集成方式

    項(xiàng)目組結(jié)合企業(yè)工藝業(yè)務(wù)實(shí)際，對比系統(tǒng)緊耦合與松耦合兩種集成方式的優(yōu)缺點(diǎn)，決定對CAPP系統(tǒng)采用松、緊耦合相結(jié)合方式的集成方案。

    1)在數(shù)據(jù)集成方面

    (1)系統(tǒng)基于企業(yè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理協(xié)同平臺(tái)(EUDM)訪問PBOM數(shù)據(jù)。

    (2)AO/FO指令中的工種、工藝文件、工裝等信息源于企業(yè)CAPP數(shù)據(jù)庫。

    (3)產(chǎn)生的指令結(jié)果存儲(chǔ)在統(tǒng)一的CAPP數(shù)據(jù)庫中。

    (4)鈑金工藝數(shù)據(jù)，知識(shí)庫提供同EUDM的訪問接口，方便工藝設(shè)計(jì)過程調(diào)用。

    2)在工藝設(shè)計(jì)過程集成方面

    鈑金件制造指令設(shè)計(jì)工具作為中航CAPP的一個(gè)功能模塊集成到中航CAPP系統(tǒng)之中，由中航CAPP提供訪問人口和控制開關(guān)，以確認(rèn)鈑金件制造指令設(shè)計(jì)工具產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果的接收，同時(shí)工藝指令的審簽流程同中航CAPP-樣在ePDM (PTC windchill)中進(jìn)行。

    4.2 系統(tǒng)集成架構(gòu)

    中航CAPP系統(tǒng)與飛機(jī)鈑金件工程設(shè)計(jì)平臺(tái)的集成架構(gòu)如圖3所示。

    圖3 AMES與中航CAPP集成方案

    1)工藝指令設(shè)計(jì)終端：基于企業(yè)門戶提供服務(wù)器名、端口、用戶名、密碼等統(tǒng)一認(rèn)證，提供用戶單點(diǎn)登錄中航CAPP系統(tǒng)中工藝指令設(shè)計(jì)界面。

    2)應(yīng)用服務(wù)層：將中航CAPP的應(yīng)用服務(wù)器(Web Service)與鈑金件制造制造指令設(shè)計(jì)工具應(yīng)用服務(wù)器(Aphache Tomcat及其內(nèi)置報(bào)表應(yīng)用服務(wù)器FineReport)采取分散部署的方式（存在于集成之前的系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器之上）。這種松耦合模式既除去了服務(wù)集成的開發(fā)工作與資源耗費(fèi)，又增加了系統(tǒng)的靈活性，減少了異構(gòu)服務(wù)的維護(hù)負(fù)擔(dān)。

    3)數(shù)據(jù)訪問層：對工藝數(shù)據(jù)庫，知識(shí)庫（包括材料性能數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)工藝知識(shí)庫、典型工藝過程庫及橡皮囊液壓、型材拉彎、噴丸成形工藝數(shù)據(jù)庫）進(jìn)行分析，結(jié)合洪都集團(tuán)在此方面取得的成果，將相應(yīng)成果內(nèi)容通過抽取、重構(gòu)及新建以完成與中航CAPP的無縫對接，使其融人企業(yè)工藝設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)平臺(tái)之中，成為企業(yè)信息資源的有機(jī)組成；通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)協(xié)同管理平臺(tái)(EUDM)獲取工藝設(shè)計(jì)過程中所需的PBOM、工種、工藝文件、工裝、材料定額及工藝數(shù)據(jù)、工藝知識(shí)信息，以實(shí)現(xiàn)指令的智能化、規(guī)范化設(shè)計(jì)。

5 系統(tǒng)應(yīng)用

    5.1 訪問EUDM獲取工藝設(shè)計(jì)支撐數(shù)據(jù)

    通過數(shù)據(jù)訪問集成，在工藝設(shè)計(jì)過程中，可通過EUDM對PBOM、毛坯材料、工裝訂貨、工種信息、材料定額等信息的實(shí)時(shí)獲取，如圖4所示，同時(shí)，通過對鈑金工藝知識(shí)數(shù)據(jù)的訪問，為工藝設(shè)計(jì)過程提供了有力的輔助支撐。

    圖4 從FUDM中獲取工藝設(shè)計(jì)過程所需的各類數(shù)據(jù)

    5.2 工藝指令設(shè)計(jì)

    在工藝設(shè)計(jì)過程中，為了充分利用鈑金數(shù)字化集成制造技術(shù)課題在工藝知識(shí)庫方面取得的成果，同時(shí)體驗(yàn)通過平臺(tái)集成帶來的好處，我們使用基于知識(shí)的工藝流程設(shè)計(jì)，進(jìn)入工藝流程設(shè)計(jì)頁面，可進(jìn)行基于典型知識(shí)，實(shí)例的智能設(shè)計(jì)，在工藝指令設(shè)計(jì)過程中，通過EUDM獲取加工工種和工裝訂貨信息；依托工藝知識(shí)庫，通過訪問工藝參數(shù)知識(shí)、工藝設(shè)計(jì)知識(shí)（包括工藝性評估知識(shí)、成形模具設(shè)計(jì)知識(shí)，多態(tài)模型定義知識(shí)等）、材料性能數(shù)據(jù)、術(shù)語、為添加檢驗(yàn)依據(jù)、工作依據(jù)、毛坯材料等各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容提供輔助支撐。工藝指令設(shè)計(jì)界面如圖5所示。

    圖5 工藝指令設(shè)計(jì)界面

    5.3 指令設(shè)計(jì)結(jié)果同步

    在指令智能設(shè)計(jì)頁面，通過相應(yīng)的邏輯處理將工藝過程沒計(jì)結(jié)果同步至中航CAPP數(shù)據(jù)庫中。在同步過程完成之后，所有的工藝設(shè)計(jì)結(jié)果集將以統(tǒng)一的模式在ePDM中完成數(shù)據(jù)流程的審簽處理。

6 結(jié)語

    通過對飛機(jī)鈑金件工程設(shè)計(jì)平臺(tái)(AMES)與中航CAPP系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)中鈑會(huì)工藝知識(shí)的共享與重用，實(shí)現(xiàn)了鈑金工藝知識(shí)庫和鈑金工藝設(shè)計(jì)新技術(shù)在工廠的應(yīng)用落地。通過對鈑金數(shù)字化技術(shù)取得的成果進(jìn)行借鑒與推廣，可以逐步完善其他類型零件的工藝數(shù)據(jù)庫，乃至建立一體化的飛機(jī)零件工藝知識(shí)庫，為教練機(jī)的工藝設(shè)計(jì)過程提供有效的知識(shí)支撐。

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本文標(biāo)題：飛機(jī)鈑金件工程設(shè)計(jì)平臺(tái)與中航CAPP集成技術(shù)研究與應(yīng)用

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