解构工艺过程 建立计算模型

——记成飞工艺计算分析专业团队

2021-10-26 

骆金威

2020年4月,航空工业成飞工程技术部成立,“工艺计算分析专业”被正式设置成29个一级专业中的一个,并且是核心专业之一。

“这个专业是干什么的?”当时各级技术人员或多或少都有这样的疑问。无论是工艺方案、工艺参数的精确计算,还是现场问题的现象复现和追根溯源,工艺计算分析专业都能以极强的分析和预测能力清晰而直观地揭示全过程演化过程,找到问题的根本原因,大家的态度也便从存疑转变为惊叹。然而,对于工艺计算分析专业而言,这些都是意料之中的事情。

在探索中“初露锋芒”

时间回到2015年,在项目技术验证过程中,面对部件、工装的变形,部件加工的振动等问题,作为当时的技术攻关负责人,成飞制造技术领域一级技术专家陈雪梅敏锐地意识到传统的工程经验已无法支撑全新的工艺技术体系,必须通过精确建模和定量计算分析来实现对全过程技术方案的精确评估和有效控制。也就是从这时开始,陈雪梅和攻关核心成员、工程技术部制造总体系统副总工艺师陈清良开始着手筹建工艺计算分析团队。他们以先导项目的问题为突破口,在公司范围内挑选技术人员尝试技术推进。团队面对的首个难题就是飞机部件的有限元建模,模型要面向工艺设计,精度和细节要求极高,加上机体结构复杂,同时要兼顾计算效率和精度。

在解决了建模和其他相关技术问题后,团队马上投入到新的技术攻关中,面对全新的工艺技术体系,团队的价值得到了极大的体现,计算分析工作很快就成为技术攻关的引擎。一方面,为设计提供依据和边界限制,极大提高了工艺协同设计的话语权;另一方面,为工艺方案和工装的设计提出了定量的技术指标和评价标准,有效指导了工艺方案、工装的设计和优化。

项目研制阶段的工作让计算分析团队得到了广泛的认可,利用计算分析技术解决工艺技术难题逐步成为大家的共识。于是,在2020年工程技术部成立时,结合公司技术发展需要和部门定位,经过慎重考虑和反复论证,认为成立“工艺计算分析专业”势在必行,并把他定为重点发展的核心专业,专业至此走上了发展的“快车道”。

在实战中“大显身手”在项目研制过程中,团队先后攻克部件变形分析与支撑优化技术、部件典型特征可加工性分析、高精度制孔孔位偏差计算分析及优化、蒙皮与骨架无干涉装配预测分析等技术,形成了一套全新的工艺技术体系。这些在全行业都具有开创性的技术,高质量保障了项目研制的顺利进行。

在近两年的专业建设中,团队成员的专业技术能力和技术素养在不断历练中也得到了极大提高。舒阳通过力学建模和计算分析,复现装配全流程的细节现象,为质量问题分析提供了新思路;冯若琪采用位移边界模拟实际装配的计算方法,科学解答了行业难题。

同时,年轻员工也得到了快速成长。叶翔宇和勾江洋就是其中的典型代表。叶翔宇开展锻件制造全流程计算分析工作,突破了锻件制造的核心技术,提出了从锻件到零件制造全流程成套的工艺解决方案;勾江洋建立“舱门门框理论外形的概率分布模型”,为相关问题找到了系统的解决方案……这个平均年龄只有30岁的专业团队,几乎每个月都能收到捷报。

两年来,专业通过不断的积累,形成了一系列的技术货架。面向飞机制造过程,建立了飞机部件、整机有限元模型,为其制造工艺设计、优化及各类问题的分析奠定了坚实基础,形成了相应的建模、计算等技术规范;构建了面向确定性精准装配的工艺计算分析体系,为确定性精准装配提供了整套的工艺解决方案;掌握了基于飞机零部件制造变形控制的热力耦合计算分析等核心技术,在专业技术深度研究取得突破的同时,沉淀了大量的技术报告。

在希冀中“全力奔跑”

“解构工艺过程,建立计算模型,准确预测结果,提供解决方案”是专业的定位,更是专业的使命和工作要求;“计利航空,算无遗策,分综晓意,析毫剖厘”是专业的文化和追求。工艺计算分析专业始终坚持以需求为导向、以解决工程实际问题为目标开展工作,保证每件事都能实实在在落地,并指导实际科研生产。

今天,工艺计算分析专业已成为成飞推进技术创新和能力线建设的排头兵之一。同时,他们正开疆拓土,将计算分析技术的应用不断扩大到更多的专业,深度融入飞机工艺设计与制造的全流程,这一专业已然成为工艺设计和解决现场技术质量问题的压舱石。