标准化在数字化工装设计中的有效运用分析

王文俊，张永辉

（湖南南方通用航空发动机有限公司，湖南株洲 412002）

0 引言

在机械制造业发展进程中，数字化设计与数字化制造技术作为其中的重要组成部分，对其产生了非常大的影响，不仅为传统机械制造业发展带来了许多机遇与发展条件，而且也带来了许多挑战，采用当前比较常用且高效的数字化设计与制造技术，对传统设计方法开展系统化改进，并对具体的制造方式进行优化，已成为当前多领域架构当中的新风向、新标准、新要求。伴随当今数字化设计与制造技术、无纸设计/制造技术以及异地网络协同设计/制造技术的持续推新，有力推动着产品开发与制造业的发展与繁荣，而标准化工作在其中的作用日渐凸显，且越发受到企业/制造业的认可与欢迎，为数字化产品的高质量开发、研制周期的缩短以及制造质量的提升，提供了切实条件与要求。以下围绕数字化工装设计技术，探讨标准化工作的应用。

1 数字化工装设计对标准化工作的相关要求

伴随现阶段CAD 技术的稳步发展和相关配套的持续推新，数字化设计技术在工装设计领域中不断渗透，借助各种实用、高效的数字化工装设计的具体要求，替换传统落后或欠缺的工装设计方式，已经成为该领域未来发展的基本趋势。采取各项措施，积极推动数字化工装设计技术的发展，已经成为新时代背景下的重要内容，不仅为工装标准化工作带来了许多机遇，也带来了许多挑战。在此背景下，数字化工装设计过程中的标准化工作主要囊括如下方面：工装设计规则规范化，工装设计计划管理规范化，工装设计质量规范化，基于工装设计的标准件数字化。

针对这些标准化与规范化工作，从基础层面来分析，就是数字化工装设计架构中的基础保障，但需强调的是，在整个数字化工装设计体系当中，需给予持续性地完善与优化，不断地摸索与跟进。为了能够更好地做到这一点，无论是在数字化工装设计的规划阶段还是实施阶段，均从如下方面着手，进行相关标准化工作的构建与完善：①构建实用且高效的三维数字化数模，借此完成工装设计规范的制定；②构建优质化的工装，积极建设符合当前需要的三维数字化标准件数模库，向工装设计人员提供其中较合理的方案以开展工装设计，以此促进工装设计效率的提升；③制定工装工程数据管理规范，促进工装工程数据管理质量的提升；④采取各项有效措施，促进工装设计技术、质量和效率的提升，并加大工装相关课题研究深度与广度。

2 工装设计及质量控制规范的制定

2.1 已处于应用状态的工装设计规范和质量控制规范

（1）专业部分。地面设备通用设计规范，飞机装配夹具制造与安装规范，机加、钳焊夹具设计制造规范，试验设备通用设计规范，模具设计及制造规范等。

（2）基础部分。工艺装备设计质量控制，工艺装备图样绘制规定，工艺装备图样更改规定，工艺装备订货技术条件的编制规定等。

2.2 正处于制定与试用状态的数字化工装设计规范

现阶段，许多单位已经积极推动数字化产品的设计工作，比如某飞机设计部门，其结合自身需要，采用当前比较常用且先进的无纸设计技术，通过系统化权衡，对传统的图纸设计实施有针对性与目的性的改造，为数字化工装设计工作的高效开展提供切实保障与思路，推动其持续性、健康化发展。工装设计部门在设计数字化工装时，可根据现实情况及需要，调用产品数字化数模，以促进工装设计速度、质量的不断提升。另外，为了能够与数字化设计与制造技术的各项需要相匹配、相适应，工装设计从之前的二维平面设计向三维数字化设计转变；为了更好地开展此项工作，专门构建了融合多专业、彼此间协调的三维标准件实体库，方便设计人员随时使用，不仅缩短了工装设计周期，而且提高了工装设计质量。构建覆盖广泛的网络体系，为相关科研生产工作的开展创造良好的环境；为了能够最大程度提升工装设计计划管理水平，工装设计部门还专门构建了相关网络，用于工装订货信息的接收，并构建了实用化程度高的数据库。

为了更加高效地进行数字化工装设计，制定如下管理规范：①制定产品数模调用管理规范，管理专门构建的产品数模调用记录数据库，对需要调用产品数模的设计人员，需始终秉持产品数模调用登记制度，为产品数模使用情况的有效追踪提供方便，并切实提升工装设计质量；②制定工装设计图库与管理规范，管理已经设计完成的工装图库，为了能够更好地进行管理，要求工装设计人员依据产品的类型差异构建工装图库，统一管理工装图样文件，准确记录已完成工装设计的各类工装文件信息，如设计人员姓名、入库时间等，为统一化调用与管理提供切实方便；③制定工装图样更改管理规范，管理已入库工装图样文件的调整或更改，内容为换版图纸发放表、填写工装工程图样更改等，指派专人从数据库中调用图像文件，借助网络向申请人发送，完成更改工作后指派专人实施入库消零工作，并且根据现实需要，对时间进行更改。通过制定上述管理规范，可更改工装图样，并对其进行跟踪管理，以此为工装设计质量的提升提供切实保障。另外需要指出的是，为了能够便于记录工装更改情况，可选择VF（Visual FoxPro）编制数据库，其有着比较强的综合实用性。

2.3 已处于完成状态的数字化工装设计标准

（1）产品工装工程数据管理通用要求。此标准以产品数字化工装设计过程中的工装工程数据管理为对象，围绕其制定各项通用规范或要求。内容为：产品数模管理及生产订货管理等，产品工装工程图设计信息的备份、储存及输出管理，更改航空产品工装工程图方面的管理与控制。

（2）以CATIA 工装模型为基础的预装配及其与产品模型之间的协调要求。此规范多以CATIA 软件平台为基础，其与产品模型间存在十分紧密的协调关系，能够接触设置各项参数，为工装数字化预装配的协调质量的提升及规范化处理提供保障。内容为：数字化预装配的规定，数字化预装配的阶段定义及各项要求，工装数字化预装配的各项基础要求，预装配模型检查及空间协调分析的相关要求与类型等。

（3）产品工装分类及标识。此标准依据产品工装的具体类型，依据相关使用要求、需求，实施分类，并且依据代码的不同，制定与之相对应的标识，以此为工装的分类与标识代码提供依据，为更好地开展异地协同工装设计工作提供方便。内容为：机械加工及焊接工装名称，非金属件工装、钣金冲压工装及地面支援设备的名称、代码等。

3 结语

探讨了标准化工作在数字化工装设计技术中的应用情况，其中部分工作已处于构建与完善阶段，一些处于规划、设计阶段。从基础层面分析，应用数字化工装设计技术，能够为相关产品的设计、制造提供方便与依据，有助于整个设计、生产工作的高效化开展，但需说明的是，此方面仍有一些欠缺的地方，需要持续地挖掘与探索。随着此领域的持续完善，其应用前景将会更加广阔。