[01507412]复杂产品数字化装配设计系统

装配操作约占整个生产过程45%左右的工作量，装配费用约占产品总成本的54%左右。而传统的装配方式完全依赖工程师的经验和物理样机的装配试验。数字化装配是指在计算机上，通过建模、分析、仿真、评价等方法，进行产品的装配工艺设计与决策，生成指导装配生产的文档。数字化装配技术可最大限度地减少物理样机使用，避免对工程师经验的依赖，能够合理分配工艺资源，进行装配工艺的快速设计与优化，从而极大地降低制造成本与周期、提高装配质量与效率。项目的研究内容包括：(1)装配建模与数据管理技术：用以全面、规范地描述和管理产品装配结构、装配方式、几何特征、装配关系、装配序列及路径、技术要求、工装资源等数据，保持数据一致性，避免数据冗余，支持数据重用。(2)装配规划技术：传统产品装配工艺设计需要工程师根据个人经验手工编制零部件装配顺序与安装路线，有时还需要在物理样机上通过试装等进行验证。这种方式设计效率低，成本高，装配质量难以保证。装配规划指利用计算机技术自动求解、优化产品零部件合理的装配顺序与路线，为产品装配工艺设计与决策提供有效支持。(3)可装配性分析技术：用以对产品装配工艺的可行性、合理性、经济性及可靠性等进行验证、分析与优化，以及早发现装配工艺中可能存在的问题。可装配性分析主要用以对装配体的公差设计进行验证，分析公差累积效应对产品可装配性的影响。(4)装配仿真及智能工艺文档技术：用以实现对产品零部件装配顺序、安装路线、技术要求等工艺过程的模拟与演示，并快速生成三维动画、可交互的电子技术手册，用以实现车间工人操作培训与指导。(5)管路敷设技术：复杂装备(机床、鼓风机、发动机、船舶等)需要大量使用电线、电缆，以及输送油、汽、水等介质的管路，用以实现内部各个子系统之间的通讯、控制与润滑等。管路敷设需要综合考虑空间布局、可装配性、可加工性、振动等多种因素。管路敷设技术旨在实现管路系统的自动敷设、工艺分析、模拟及优化，以支持知识重用，减少对工程师经验的依赖、避免物理样机的使用、提高敷管效率与质量。该项目属于解放军总装备部预研基金项目，并受到辽宁省科技计划、沈阳市科技计划等基金资助。项目的完成程度：该项目现已开发完成，实现了装配建模与数据管理等功能，通过在沈阳某发动机设计研究所、汽车模具厂等制造企业的成功实施与验证，证明该系统完全达到了商用化程度。该项目在装配建模方法、装配规划算法、可装配性分析、装配仿真、管路多层并行敷设等关键技术研究方面取得了跨越性进展，在《InternationalJournalofProductionResearch》、《机械工程学报》等学术杂志及国际学术会议上发表了多篇论文。应用范围：可广泛应用于机电、航空、汽车、船舶、武器装备等制造行业中。该项目的成果可应用于产品装配数据及文档管理、装配工艺设计与验证、工艺文档快速设计与编制、车间人员的培训与交互式、智能操作指导等。投产条件与经济效益：预期制造企业只需要配备一批支持CAD软件的电脑，安装了Windows操作系统以及UG、SolidWorks或Pro/E等主流CAD软件即可投产。预计实施该系统后，可达到如下的经济效益：(1)装配设计周期可缩短30%；(2)装配成本可降低15%；(3)一次试装成功率可提高20%；(4)维护周期可缩短20%；(5)维护成本可降低25%。合作方式(1)项目组与相关企业共同进行项目的研发、实施与推广。(2)企业委托该单位进行相关课题的研究与实施。(3)企业购买该单位的相关商业化软件，该单位负责安装、实施与培训。