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航空发动机集成设计平台

  • 概述:

    本方案适用于航空发动机设计专业流程。

  • 针对问题:

    本方案的问题背景是航空发动机设计往往多型号并行,每个型号研制过程又涉及多部门、多专业领域,不同部门和专业又使用大量不同的设计分析工具,并产生多样化的数据。这种多样性和专业性决定了发动机设计是一个多学科交叉的过程,必然涉及众多专业化很强的团队的参与。这种专业化又导致了每个团队都有自己独特的概念、语言、技术、工具以及文件格式,其研究工作又通常是在各自的专业壁垒中进行的,由各自的专业工具来支撑,不容易衔接起来。而且,每个学科领域中的专家都力图在自己独自的研究范围内进行优化,追求设计细节,而不了解所做出的设计决策对上层系统以及其他相关系统的影响。随着客户需求的不断提高,产品复杂度也越来越高,将会有更多的学科团队参与进来。因此对产品研制的整体性能、开发进度和成本的控制也变得越来越困难。如果不能有效地组织和协调各个学科之间的关系,项目很难保证成功。因此,产品研制迫切需要对项目、部门、学科、工具、数据等关键对象进行有效集成和系统管理,实现人员之间、学科之间以及业务之间的协同与优化。

  • 解决方案:

    由于这些特性,决定了传统的设计方法和单一的计算机辅助软件已经无法满足本所产品研制的要求,必须依靠于集成化、协同化的综合设计平台,从系统的、集成的观点考虑产品研制工作,建立贯穿计划管理和设计过程的跨阶段、跨领域、跨部门的集成研发平台。


    平台总体架构图
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    集成设计平台面向发动机研制的各个阶段,包含平台系统框架和在框架基础上构建的专业应用系统两大部分。系统框架主要包括“研发流程管理、集成开发环境、工程数据管理、知识积累及应用、系统集成、系统管理”等几个部分。

    研发流程管理是在项目管理对企业的项目进行范围、进度、质量等综合管理的基础上,将任务管理与流程管理融合为一体,建立统一的任务单元模型,将具体的产品开发业务过程与特定的活动/任务联系,并将管理过程和设计过程流程化、显性化,通过流程可视化执行和规范化的指导,使得设计过程有序进行;

    集成开发环境把航空发动机设计过程中的工具、方法、自研程序等结合产品研制流程进行有效的集成和封装,形成一系列标准化的、可重用的工程模块,在此基础上构建面向产品的专业设计系统;

    工程数据管理对发动机设计过程中设计参数、设计模型、分析模型、分析结果、试验数据、报告等过程数据管理以及产生这些数据的操作和过程进行管理,是对PDM系统的有效补充。

    知识管理能够收集、保存、转换、传递、更新和维护整个产品设计过程中的大量知识、经验、数据等信息,为产品研制过程中的决策服务。并且知识管理与具体的设计活动相结合,设计人员在设计过程中,能够方便的把设计人员的经验、知识封装到系统中,也可以根据当前的工作语境主动、智能的推送满足符合度的设计知识,使得知识与设计形成良好互动,实现知识共享、分发,真正做到知识驱动产品设计的整个过程,使企业的设计能力可以持续积累和持续提高。

    专业应用系统是面向工程设计人员,并结合专业业务过程的个人工作桌面系统,在系统中可以查看本人相关的任务、数据、应用工具手段以及知识资源等;

    集成设计平台是一个开发的系统,能够与企业门户、OA系统、PDM系统等已有的应用系统集成,整合成完整的设计体系。


     

  • 应用价值:

    (1)协同设计,通过搭建发动机集成设计平台,实现对于发动机设计流程的有效管理和控制,预计将产生以下积极的效果,将发动机设计过程中所涉及的管理人员、工程人员,以及部门、专业、工具、数据等关键对象有效地集成并系统地管理起来,从而实现人员之间、专业之间以及业务之间的协同。

    (2)集成设计,通过搭建发动机集成设计平台,实现对总体设计过程的有效管理和控制;通过集成化、模块化设计,减少总体设计过程中的人工重复劳动,实现总体方案的快速设计,提高工作效率;通过多方案对比和多学科优化提高总体方案的设计质量;为发动机的设计奠定坚实的数字化支撑环境,缩短发动机的研制周期。