基于價(jià)值工程和加工特征的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工 工藝設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)技術(shù)，具體地說是一種基于價(jià)值工程和加工特征的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝評(píng) 價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)廣泛采用以薄壁和整體結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件呈現(xiàn) 整體化、大型化、復(fù)雜化方向的發(fā)展趨勢(shì)。整體結(jié)構(gòu)件的采用大大減少了飛機(jī)機(jī)體零件數(shù) 目，減少了裝配工作量，使飛機(jī)的制造質(zhì)量顯著提高。在飛機(jī)制造業(yè)中，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件是構(gòu)成 飛機(jī)骨架和氣動(dòng)外形的重要組成部分，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的種類眾多，功能、形狀各不相同，如框、 梁、肋、壁板等多種類型。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工特征多，包含大量自由曲面、相交特征 和特殊加工區(qū)域，加工難度大，其典型的加工特征包括腔槽、筋和輪廓，每一個(gè)大類的特征 又會(huì)包含很多相應(yīng)的子特征。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的主要制造工序?yàn)閿?shù)控加工，航空制造企業(yè)數(shù)控 車間必須有效應(yīng)對(duì)產(chǎn)品快速變批量、混線生產(chǎn)和快速響應(yīng)制造帶來的挑戰(zhàn)，合理、快速的進(jìn) 行飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝設(shè)計(jì)與決策。由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多品種和小批量的制造特 點(diǎn)導(dǎo)致了其工藝設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性和多變性，如何選擇優(yōu)化的加工工藝進(jìn)行飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加 工具有重要的意義；同時(shí)對(duì)于航空制造企業(yè)來說，隨著新機(jī)研制需求的增加，合理確定自身 的制造能力，外包自己不擅長的或者沒有能力完成的制造任務(wù)對(duì)于保證按期交付研制任務(wù) 具有重要的現(xiàn)實(shí)需求，特別是對(duì)于有大批飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造需求的情況下，外包飛機(jī)結(jié)構(gòu)件 的制造任務(wù)可有效保證制造周期，因而在外包的過程中需要選擇合適的外包企業(yè)，也面臨 著外包企業(yè)制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造能力評(píng)價(jià)的問題，制造能力主要依據(jù)外包企業(yè)在飛機(jī)結(jié)構(gòu) 件的加工工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)。為此，針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的制造特點(diǎn)，本發(fā)明采用基于價(jià)值工程和加 工特征相結(jié)合的手段通過建立價(jià)值成本系數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)解決飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工中多工藝 方案下的加工工藝評(píng)價(jià)問題，針對(duì)每種加工工藝方案的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的成本估計(jì)和價(jià)值評(píng)分 建立價(jià)值成本評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的各種加工工藝方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，據(jù)此優(yōu)選飛機(jī)結(jié)構(gòu) 件的加工工藝方案。本發(fā)明可以解決飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工中多工藝方案下的加工工藝評(píng)價(jià) 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、批量小、品種多而又缺少必要的加工 工藝評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)，導(dǎo)致影響最終加工質(zhì)量和進(jìn)度的問題，提供一種基于價(jià)值工程和加 工特征的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝評(píng)價(jià)方法，解決飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工中多工藝方案下的加工 工藝評(píng)價(jià)問題。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0005] 一種基于價(jià)值工程和加工特征的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝評(píng)價(jià)方法，其特征是它包括 以下步驟：首先，根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的工藝特點(diǎn)，將飛機(jī)結(jié)構(gòu)件劃分為一系列的加工特征；其 次，分析每類加工特征的加工工藝，每種加工工藝耗費(fèi)的成本由刀具成本、材料成本和加工 時(shí)間成本構(gòu)成，據(jù)此計(jì)算各類加工工藝的加工成本；第三，將飛機(jī)結(jié)構(gòu)件各加工特征的每種 加工工藝的組合形成飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的多組的加工工藝方案，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件每組加工工藝方案的 加工成本由各加工特征的選取的加工工藝下的加工成本計(jì)算獲得；第四，建立飛機(jī)結(jié)構(gòu)件 加工工藝的價(jià)值評(píng)分方案，獲得每組加工工藝方案下的價(jià)值評(píng)分；第五，針對(duì)每種加工工藝 方案的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的成本估計(jì)和價(jià)值評(píng)分建立價(jià)值成本評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的各種加 工工藝方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，據(jù)此確定飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工工藝方案。
[0006] 具體步驟為：
[0007] (1)根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的工藝特點(diǎn)，將飛機(jī)結(jié)構(gòu)件劃分為一系列的加工特征Mi(i= 1，2,…，r)，分析每類加工特征的典型加工工藝隊(duì)」(i= 1，2,…，r;j= 1，2,…，Si)的加工 成本，采用每種加工工藝的成本由刀具成本、材料成本和加工時(shí)間成本按照式（1)計(jì)算，據(jù) 此可計(jì)算每種加工特征對(duì)應(yīng)的各種加工工藝耗費(fèi)的成本；
[0008] C(Nij) =C(cutterjj)+C(materialjj)+C(timejj) (1)
[0009]CWj為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件第i個(gè)特征在第j個(gè)加工工藝耗費(fèi)的成本；C(cutterij)為飛 機(jī)結(jié)構(gòu)件第i個(gè)特征在第j個(gè)加工工藝下的刀具成本；COnaterialij)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件第i個(gè) 特征在第j個(gè)加工工藝下的材料成本；CUimeij)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件第i個(gè)加工特征在第j個(gè)加 工工藝下的時(shí)間成本；
[0010] (2)將飛機(jī)結(jié)構(gòu)件各個(gè)加工特征的每種加工工藝的組合形成飛機(jī)結(jié)構(gòu)件不同的加 工工藝方案Pk(k= 1，2,…，a)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件每組加工工藝方案的成本可由各加工特征選取 的加工工藝耗費(fèi)的成本按照式（2)計(jì)算獲得，形成飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的各加工特征不同加工工藝 組合下的成本模型；
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于價(jià)值工程和加工特征的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝評(píng)價(jià)方法，其特征是它包括 以下步驟：首先，根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的工藝特點(diǎn)，將飛機(jī)結(jié)構(gòu)件劃分為一系列的加工特征；其 次，分析每類加工特征的加工工藝，每種加工工藝耗費(fèi)的成本由刀具成本、材料成本和加工 時(shí)間成本構(gòu)成，據(jù)此計(jì)算各類加工工藝的加工成本；第三，將飛機(jī)結(jié)構(gòu)件各加工特征的每種 加工工藝的組合形成飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的多組的加工工藝方案，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件每組加工工藝方案的 加工成本由各加工特征的選取的加工工藝下的加工成本計(jì)算獲得；第四，建立飛機(jī)結(jié)構(gòu)件 加工工藝的價(jià)值評(píng)分方案，獲得每組加工工藝方案下的價(jià)值評(píng)分；第五，針對(duì)每種加工工藝 方案的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的成本估計(jì)和價(jià)值評(píng)分建立價(jià)值成本評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的各種加 工工藝方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，據(jù)此確定飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工工藝方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的工藝特點(diǎn)，將飛機(jī)結(jié)構(gòu) 件劃分為一系列的加工特征Mji= 1，2,…，r)，分析每類加工特征的加工工藝Nij(i= 1，2,…，r;j= 1，2,…，s)，其中r表示飛機(jī)結(jié)構(gòu)件劃分的加工特征數(shù)量、Si表示加工特征 i對(duì)應(yīng)的加工工藝數(shù)量，采用每種加工工藝的成本由刀具成本、材料成本和加工時(shí)間成本按 照式（1)計(jì)算，據(jù)此可計(jì)算每種加工特征對(duì)應(yīng)的各種加工工藝耗費(fèi)的成本； C(Nij) =C(cutterjj)+C(materialjj)+C(timejj) (1) C(Nu)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件第i個(gè)特征在第j個(gè)加工工藝耗費(fèi)的成本；CGuttei^)為飛機(jī)結(jié) 構(gòu)件第i個(gè)加工特征在第j個(gè)加工工藝下的刀具成本；COnaterialij)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件第i個(gè) 加工特征在第j個(gè)加工工藝下的材料成本；C(timed為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件第i個(gè)加工特征在第j 個(gè)加工工藝下的時(shí)間成本。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：將飛機(jī)結(jié)構(gòu)件各個(gè)加工特征的每種加工工 藝的組合形成不同的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝方案Pk(k= 1，2,…，a)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件每組加工工 藝方案的成本可由各加工特征選取的加工工藝耗費(fèi)的成本按照式（2)計(jì)算獲得，形成飛機(jī) 結(jié)構(gòu)件的各加工特征不同加工工藝組合下的成本模型；
C(Pk)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝方案Pk(k= 1，2，…，a)的成本。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：依據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在整個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)品研制中 的重要性、項(xiàng)目產(chǎn)品的進(jìn)度要求、項(xiàng)目產(chǎn)品中延遲交付的懲罰和項(xiàng)目產(chǎn)品的客戶類型建立 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件各加工工藝的價(jià)值評(píng)分規(guī)則，根據(jù)價(jià)值評(píng)分規(guī)則針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的每種加 工工藝方案進(jìn)行專家評(píng)分，按照式（3)獲得每種加工工藝方案下的價(jià)值評(píng)分V(Pk)(k= 1，2，…，a); V(Pk) =Vklff1+Vk2ff2+Vk3ff3+Vk4ff4 (3) UPWi分別為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在整個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)品研制中的重要性的價(jià)值評(píng)分和權(quán)重系數(shù)， \2和W2分別為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在項(xiàng)目產(chǎn)品的進(jìn)度要求的價(jià)值評(píng)分和權(quán)重系數(shù)，VkjPW3分別為 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件延遲交付的懲罰的價(jià)值評(píng)分和權(quán)重系數(shù)，UPW4分別為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件依據(jù)項(xiàng)目 產(chǎn)品的客戶類型的價(jià)值評(píng)分和權(quán)重系數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是：針對(duì)每種加工工藝方案下的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的 成本和價(jià)值評(píng)分建立價(jià)值成本評(píng)價(jià)指標(biāo)KCPk(k= 1，2，…，a)，如式（4)所示，依據(jù)計(jì)算的 價(jià)值成本評(píng)價(jià)指標(biāo)KCPk進(jìn)行飛機(jī)結(jié)構(gòu)件各種加工工藝方案的評(píng)價(jià)，選擇KCPk大的加工工藝 方案作為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的優(yōu)選加工工藝方案；
KCPk為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件第k個(gè)加工工藝方案下的價(jià)值成本評(píng)價(jià)指標(biāo)，V(Pk)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件第k個(gè)加工工藝方案下的價(jià)值評(píng)分，C(Pk)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件第k個(gè)加工工藝方案下的成本估計(jì)。
【專利摘要】一種基于價(jià)值工程和加工特征的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝評(píng)價(jià)方法，其特征是它包括以下步驟：根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的工藝特點(diǎn)，將飛機(jī)結(jié)構(gòu)件劃分為一系列的加工特征，分析每類加工特征的典型加工工藝成本；飛機(jī)結(jié)構(gòu)件各加工特征的每種加工工藝的組合形成飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的多組的加工工藝方案，加工成本由各加工特征的選取的加工工藝下的加工成本計(jì)算獲得；建立飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝的價(jià)值評(píng)分方案，獲得每組加工工藝方案下的價(jià)值評(píng)分；針對(duì)每種加工工藝方案的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的成本估計(jì)和價(jià)值評(píng)分建立價(jià)值成本評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的各種加工工藝方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，據(jù)此優(yōu)選飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工工藝方案。本發(fā)明可以解決飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工中多工藝方案下的加工工藝評(píng)價(jià)問題。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號(hào)】CN104571048
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510014992
【發(fā)明人】李迎光, 張臣, 楚王偉
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日