導(dǎo)語：航空技術(shù)論文：航空發(fā)動機技術(shù)及運用透析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

本文作者：尹正楊海成工作單位：西北工業(yè)大學(xué)

發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)模型的概念

針對航空發(fā)動機型號，現(xiàn)有的PDM技術(shù)已經(jīng)可以較好的對其進行技術(shù)狀態(tài)管理。由于實際裝配中，單臺航空發(fā)動機技術(shù)狀態(tài)強調(diào)可追溯性，即對于每一臺發(fā)動機在排故、維修、大修時需要明確其裝配技術(shù)狀態(tài)歷史，就必須對單臺發(fā)動機進行裝配技術(shù)狀態(tài)管理。進行單臺發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)管理的基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型，裝配環(huán)境下的技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)可以分為三大部分：物料信息、工藝信息與檢驗信息。這里的物料信息是指產(chǎn)品基本信息及組成產(chǎn)品的各種零/組/部件的信息；工藝信息是指裝配各級物料節(jié)點所執(zhí)行的工藝/工序/工步的信息；檢驗信息是指執(zhí)行裝配的關(guān)鍵項進行檢驗，具體表現(xiàn)為相對應(yīng)的檢驗項的規(guī)定值與實際值。物料信息、工藝信息、檢驗信息都可表示為樹形結(jié)構(gòu)。它們間也具有復(fù)雜的對應(yīng)關(guān)系，其中包括：工藝與部件或組件對應(yīng)、檢驗表與工藝對應(yīng)、檢驗項與工序?qū)?yīng)、子檢驗項與工步對應(yīng)等。由于航空發(fā)動機的多裝多試的特點，單臺發(fā)動機在其生命周期的多次裝配中會頻繁的發(fā)生物料信息、工藝信息和檢驗信息的改變，集中表現(xiàn)在由于串換件、壽命件的到期等，發(fā)生各級物料（部件/組件/零件）的變化；由于采用不同版次的工藝、針對個別發(fā)動機裝配下發(fā)的技術(shù)文件、技術(shù)通知、工藝更改單等會產(chǎn)生工藝信息的變化；物料或工藝信息改變同時也伴隨產(chǎn)生了檢驗信息的變化。因此單臺發(fā)動機的裝配技術(shù)狀態(tài)不僅與同型號同批次的其他發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài)不同，在其生命周期內(nèi)本身的技術(shù)狀態(tài)也隨時間變化。所以，航空發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)模型必須包含兩個方面，從空間上說，要用盡可能用簡單的模型表示出錯綜復(fù)雜的物料、工藝、檢驗信息的對應(yīng)關(guān)系；從時間上說，要準確地刻畫出發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)隨時間變化的情況。

發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)模型的定義

以下對發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)在時間條件約束下的物料、工藝、檢驗等信息進行定義。定義1：航空發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)模型，C={M，PAC，R，T}。其中M為物料信息集合、PAC為工檢信息集合、R為關(guān)系集合、T為時間。當物料信息集合為整臺發(fā)動機的物料信息時，C表示單臺次發(fā)動機T時刻的技術(shù)狀態(tài)；當物料信息為整臺發(fā)動機物料信息子集時，C表示相應(yīng)部件、組件等的技術(shù)狀態(tài)。定義2：物料節(jié)點集合M：航空發(fā)動機某一時刻物料集合為：M={m1，m2，m3…，mn}，n∈N，N為自然數(shù)；mi={IDmi，a1，a2，a3，…，ak}，k∈N，mi∈M。M中mi可以是產(chǎn)品、部件、組件或者零件，為產(chǎn)品任意級物料節(jié)點。mi中IDmi為物料節(jié)點的唯一標識，a1，a2，a3，…，ak為這一物料節(jié)點屬性，比如關(guān)鍵尺寸、物料壽命、是否為關(guān)重件的標識等，可靈活的根據(jù)需要進行實例化。定義3：工檢信息集合PAC：PAC={pac0，pac1，pac2，…，pacl}，l∈N；Paci={IDpaci，b1，b2，b3，…，bl}，t∈N，paci∈PAC。由上面的分析可知，雖然物料信息和工藝信息節(jié)點不是同級一對一的關(guān)系，對于具體的發(fā)動機產(chǎn)品，工藝及檢驗信息節(jié)點也總是伴隨著唯一的物料節(jié)點出現(xiàn)，這里不妨將相對應(yīng)的兩種節(jié)點合并為工藝及檢驗信息節(jié)點，也是適應(yīng)了許多先進發(fā)動機制造廠商實行的“工檢合一”的需要。對于每一個工藝及檢驗信息節(jié)點paci，IDpaci為工藝及檢驗信息節(jié)點的唯一標識。類似于定義1，b1，b2，b3，…，bt亦為paci（1≤i≤l）工藝信息節(jié)點的屬性，當paci為不同級別的工藝信息節(jié)點時，屬性可以實例化為工藝版本、關(guān)鍵工序標識等。當paci為工序級節(jié)點，若bj={IDbj，CheckContentbj，CheckStandardbj，CheckValuebj}表示一個子檢驗項，其中，IDbj唯一標識了該子檢驗項，CheckContentbj為子檢驗項的具體內(nèi)容，CheckStandardbj為檢驗項的規(guī)定值，CheckValuebj為檢驗項的實際值，該屬性可給出單件產(chǎn)品由于每次裝配產(chǎn)生的檢驗項信息，一般表示執(zhí)行一個工步產(chǎn)生的檢驗信息。定義4：關(guān)系集合R=MR∪PR∪MPR其中：MR={r|r=（mi,mj）,若堝mi和mj的父子關(guān)系，mi,mj∈M};PR={r|r=（paci,pacj）,若堝paci和pacj的父子關(guān)系，paci,pacj∈PAC}；MPR={r|r=（mi，pacj），若堝mi和pacj的對應(yīng)關(guān)系，mi∈M，pacj∈PAC}；該集合可以確定出技術(shù)狀態(tài)模型中存在的物料信息節(jié)點之間、工藝及檢驗信息節(jié)點之間、物料信息節(jié)點與工藝及檢驗信息節(jié)點之間三種關(guān)系。圖2展示了一個簡化了的技術(shù)狀態(tài)模型的具體例子，該模型具有三層物料信息結(jié)構(gòu)。左面的部分為單臺發(fā)動機產(chǎn)品的物料狀態(tài)，右邊的部分為與之相對應(yīng)物料的工檢信圖1航空發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)息，用連線表示存在相關(guān)的關(guān)系。

發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)模型的基本操作

單臺發(fā)動機單次裝配執(zhí)行其間，發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)會因裝配的執(zhí)行隨時間動態(tài)變化著，表現(xiàn)為技術(shù)狀態(tài)模型中各集合元素的變化。集合元素的變化可以歸結(jié)為兩種基本操作，令Ci={Mi，PACi，Ri，Ti}為Ti時刻的產(chǎn)品/部件/組件的技術(shù)狀態(tài)，Ci={Mi+1，PACi+1，Ri+1，Ti+1}為Ti+1時刻的技術(shù)狀態(tài)，Cpa1={Mpa1，PACpa1，Rpa1，Tpa1}為pa1部件/零件某時刻的技術(shù)狀態(tài)，用兩種算子進行表示：加法操作算子+：+（Ci，Cpa1）={Mi∪Mpa1，PACi+1，Ri∪Rpa1∪Rst，Ti+1}加法操作為發(fā)動機裝配時增加技術(shù)狀態(tài)物料節(jié)點的操作，附帶了工藝節(jié)點的增加和對應(yīng)關(guān)系的增加。減法操作算子-：-（Ci，Cpa1）={Mi-Mpa1，PACi+1，Ri-Rpa1-Rst，Ti+1}減法操作為拆卸發(fā)動機零部件的操作，該操作會產(chǎn)生發(fā)動機技術(shù)狀態(tài)物料節(jié)點的減少，而且附帶了工藝節(jié)點的減少和對應(yīng)關(guān)系的消失。由以上的兩種基本操作函數(shù)，可以得到更加復(fù)雜的技術(shù)狀態(tài)改變的操作。例如，對于航空發(fā)動機的換件技術(shù)狀態(tài)變化，可視為經(jīng)過了-（Ci，Cpa1）和+（Ci，Cpa2）操作，用pa2替換了pa1部件。對于單臺發(fā)動機的每段或每次裝配，可以認為其技術(shù)狀態(tài)經(jīng)歷了數(shù)個加法、減法操作。例如C1為某次裝配前的產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)，C1={{m1，m2，m3，m4，m5}，{pac1，pac2}，（{m1，m2），（m1，m3），（m2，m4），（m2，m5），（pac1，pac2），（m1，pac1），（m2，pac2），T1}，首先拆卸掉部件，pa1，Cpa1={{m2，m4，m5}，{pac2}，（{m2，m4），（m2，m5），（m2，pac2）}，T1}，即進行了操作-（C1，Cpa1），得到C1′={{m1，m3}，{pac1′}，（{m1，m3），（m1，pac1′）}，T1′}；然后進行了操作+（C1′，Cpa2），裝配上部件pa2，pa2的技術(shù)狀態(tài)為Cpa2={{m6，m7，m8}，{pac6}，（{m6，m7），（m6，m8），（m6，pac6）}，T2}；得到C1={{m1，m3，m6，m7，m8}，{pac1″，pac6}，（{m1，m6），（m1，m3），（m6，m7），（m6，m8），（pac1″，pac6），（m1，pac1″），（m6，pac6）}，T2}；如圖3所示。實際中的操作可能會拆卸到零件級，這里適當簡化為拆卸到部件級。4沿時間軸發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)快照序列的生成單臺發(fā)動機首次裝配自T0時刻開始，在其生命周期內(nèi)會經(jīng)歷數(shù)個加法、減法操作，形成關(guān)于時間軸TS=（T0，T1，T2，T3，…）的發(fā)動機單機技術(shù)狀態(tài)快照序列CS=（C0，C1，C2，C3，…）。首次裝配過程中，零件裝配成組件，組件裝配成部件，進而裝配成發(fā)動機整機，這期間發(fā)生的對裝配技術(shù)狀態(tài)的操作體現(xiàn)為大量的加法操作，由零部件的技術(shù)狀態(tài)合成為發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài)；非首次裝配，則還會發(fā)生大量技術(shù)狀態(tài)減法操作，最終表現(xiàn)為整機技術(shù)狀態(tài)隨時間不斷的更新。與其他復(fù)雜產(chǎn)品不同，航空發(fā)動機生命周期中要經(jīng)歷多次拆卸-裝配的過程。這樣可以把時間軸劃分為若干個階段，包括新機一裝、新機二裝、舊機排故的一、二裝、舊機大修的一、二裝等。TS中時間Ti的取值不同，會引起技術(shù)狀態(tài)記錄詳細程度不同。記錄的密度越大，對技術(shù)狀態(tài)追蹤的也就越詳細，但占用的存儲空間就越多。當Ti取值為裝配執(zhí)行過程中若干時刻時，序列CS可以對裝配過程進行記錄?，F(xiàn)設(shè)Ti為每次裝配結(jié)束的時間，（Ti-1，Ti）時間段則為兩次裝配間的時間段，在本時間段內(nèi)，假定不對微小的技術(shù)狀態(tài)變化進行記錄，得到的覆蓋全時間軸技術(shù)狀態(tài)快照序列如圖4所示。

應(yīng)用舉例

該模型已經(jīng)應(yīng)用于“航空發(fā)動機裝配現(xiàn)場綜合管理系統(tǒng)”，裝配技術(shù)狀態(tài)管理是它的一個重要功能?，F(xiàn)以某航空發(fā)動機為例，在它的產(chǎn)品制造和應(yīng)用階段，已經(jīng)歷過新機一裝、新機二裝、第一次維修的維修一裝、第一次維修二裝，共四次裝配，其間伴隨著該發(fā)動機物料、工藝和檢驗信息的改變，用本文所提模型記錄了每次的裝配技術(shù)狀態(tài)。通過關(guān)于時間的查詢，可由記錄模型得到發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài)快照，快照反映了距此前最近一次裝配結(jié)束時單臺發(fā)動機的物料、工藝和檢驗信息。圖5上半部分反映了該發(fā)動機裝配技術(shù)狀態(tài)沿時間軸的演變，下半部分三行分別反映了三個時間點發(fā)動機物料狀態(tài)，工藝狀態(tài)、檢驗狀態(tài)。