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摘要：针对目前装备制造业装配工艺规划中面临的问题，在此从工艺设计流程优化、BOM转化、知识重用、工艺资源配置、网络计划图编制等方面着手，研究了适合大型复杂重型机械产品的计算机辅助装配工艺设计方法和相关技术。
关键词：重型机械产品；工艺设计；技术
重型机械产品由于具有尺寸大、重量大等特点，装配时不可能任意移动，都采用固定式装配，因此在进行装配工艺设计时就要考虑其特殊性。一个产品的装配过程是由零部件逐步组合的过程，这个过程应该是分层次、分单元进行的，尤其是复杂的机械产品。在每个装配单元中，为了保证产品的质量与要求，其组合过程既有装配工艺的顺序位置要求，还有严格的工艺技术要求。实际工作中，我们是先按装配结构及装配要求将产品进行逐层分解为能够进行独立装配的构件，直到不能分解为止；然后再按自底向上，由内向外的顺序，结合工艺技术要求进行组装成整机。
1.重型机械产品装配工艺的设计过程
现行的重型机械产品在进行具体的装配工艺规划的设计时，首先阅读设计部门提供的图纸、明细及相关的资料，了解所需装配产品的结构及动作原理；确定整个产品装配后的外形尺寸及重量与工艺路线划分指定的装配场地及起吊能力的要求是否一致；接着查阅工艺设计手册或结合相关工艺基本知识，根据产品的功能及结构将整个产品需装配的零件进行部件、组件的划分；然后进行各零、部件的总装，最后进行试运转工作。在以上每一步的装配过程中都有它自已的基准零件，它不仅有着联接有关零件、部件的作用，同时用于保证零件与零件、零件与部件、部件与部件以及整台机器的相对位置精度，因此每一步基准件的找正是非常重要的，它是整个产品最终质量的保证。另外，由于零件本身有一定的公差范围、装配过程中也会存在有一定的误差、设计可能考虑不周等等因素，因此装配过程经常都需要进行修配及调整。产品设备的装配精度的高低很大程度也是依靠这一环节，而热模锻产品在这一环节上尤其突出。
根据以上过程，形成装配工艺文档下发到相应的装配车间，装配工人就依据装配工艺规程的内容依次进行。而在编制装配工艺文件时多以文字性描述为主，这样就使得装配工艺设计较粗放，许多细节描述不清，实际进行产品装配时需要工艺服务人员到现场进行指导。装配工艺设计过程中，由于没有典型工艺库和知识库的支撑，使工艺专家总结出的优秀经验得不到继承，技术准备时间长，还导致某些错误重复出现；另外，没有整体概念，装配工艺文件以文字描述为主就造成实际操作中大部分装配工作都是串行进行，装配作业过程缓慢，生产周期较长。
由上所述可知，重型机械装配工艺设计主要存在以下的问题和难点：1)效率低，成本高，进行装配工艺设计时，设计人员需要具有丰富的生产实践经验，且需要阅读大量的图纸、工艺规程和生产纲领等，工艺编制的效率难以提高，无法缩短产品开发周期，降低产品成本。2)装配工艺设计的信息不精确性传统的重型机械装配工艺设计的几何信息和装配信息的主要来源是图纸。图纸是设计人员绘制的，其信息的掌握依赖于工艺设计人员对图纸的理解，因而存在信息理解的歧义性和不完整性。
3)装配工艺设计质量难以保证传统装配工艺设计主要是工艺人员完成的，由于受到个人经历和知识的限制，在同样生产条件下，可能会编制出不同的装配工艺，因而装配工艺设计具有很大的主观性，不确定性和经验性，导致装配工艺设计质量难以保证。
2.重型机械产品装配工艺设计方法及关键技术
2.1重型机械产品装配工艺设计方法
1)对生产制造的产品及工艺专家的先进经验进行分类整理，在此基础上建立实例库和工艺知识库。2)划分装配单元，将产品划分为部件装配、组件装配和总装等装配单元是制定装配工艺规程。3)在每个装配工序中进行添加虚拟件的操作，把各零部件(包括虚拟件)、工艺资源等拉人相应的工序内容中。4)利用网络计划技术，将各装配工序通过箭头连接形成装配网络图，实现成本、时间、资源等的控控制。5)形成装配工艺文件，并进行相应的审签流程。6)装配工艺设计完成后，可把相应工艺文件提升为典型工艺，进入典型产品装配工艺知识库存储备用。
2.2重型机械装配工艺设计中的关键技术
1)分层次进行装配工艺规划：重型装备的产品的结构都有大型复杂的特点，一个产品涉及的零件数量及种类多达上千上万个，因此在装配工艺设计时就必须对每个产品进行具体的剖析、按其功能结构或组织结构进行分层规划，为实际的操作人员和生产管理部门提供指导。
2)BOM的變换：建立新产品的新工艺或者从工艺库选择好与新产品相似的参照产品的工艺后，由于设计时的功能结构与制造时的工艺结构存在差异，出现虚拟件或结构调整而导致零件归属位置的变化，在编制装配工艺时需要进行设计明细与制造明细的变换，而由此产生的制造明细则可以为生产制造部门提供相应的制造信息。
3)装配网络计划图：重型机械产品普遍具有尺寸大、结构复杂的特点，在进行装配时必须对产品的结构及装配顺序分析清楚，另外，生产部门现在都是根据工艺再结合经验编制生产计划和进行调度，时间节点掌握的非常粗糙，造成产品装配时所需零部件不能及时进装。针对重型机械装配的实际情况，需要有一种工具来直观地描述装配各工序之间的相互联系及相关时间点，从而反映整个产品装配的全貌，并在规定条件下，能够全面筹划、统一安排。
4)工序设计：现有工序内容为操作人员和生产管理人员提供的相关信息不是很清晰，造成实际操作具有一定难度。因此在进行工序设计时，应具体描述该工序所关联的零部件及进装顺序的信息，还应包含有该阶段的开工时间、完工时间以及装配基准、定位要求、装配工艺参数、工装要求等装配质量要求。
5)装配工艺库的管理：及时总结积累形成工艺库会使今后的工作少走许多弯路，提高工作的效率和质量。在形成工艺库的过程中，每个产品的装配工艺编号应进行唯一标识，以支持装配工艺的借用，同时通过知识挖掘和积累，形成系列产品的工艺知识术语和条目，可在整个装配工艺过程中方便地调用。
3.结束语
这里在分析重型机械产品装配过程及装配工艺设计现状的基础上，提出了对重型机械装配工艺设计方法进行研究的需求。针对重型机械产品装配设计方法的研究需求，提出了解决方案的总体构想及实现的技术路线。采用以进装点为主线结合网络计划技术进行装配工艺设计是一种制造工艺中的全新思路。
关键词：重型机械产品；工艺设计；技术
重型机械产品由于具有尺寸大、重量大等特点，装配时不可能任意移动，都采用固定式装配，因此在进行装配工艺设计时就要考虑其特殊性。一个产品的装配过程是由零部件逐步组合的过程，这个过程应该是分层次、分单元进行的，尤其是复杂的机械产品。在每个装配单元中，为了保证产品的质量与要求，其组合过程既有装配工艺的顺序位置要求，还有严格的工艺技术要求。实际工作中，我们是先按装配结构及装配要求将产品进行逐层分解为能够进行独立装配的构件，直到不能分解为止；然后再按自底向上，由内向外的顺序，结合工艺技术要求进行组装成整机。
1.重型机械产品装配工艺的设计过程
现行的重型机械产品在进行具体的装配工艺规划的设计时，首先阅读设计部门提供的图纸、明细及相关的资料，了解所需装配产品的结构及动作原理；确定整个产品装配后的外形尺寸及重量与工艺路线划分指定的装配场地及起吊能力的要求是否一致；接着查阅工艺设计手册或结合相关工艺基本知识，根据产品的功能及结构将整个产品需装配的零件进行部件、组件的划分；然后进行各零、部件的总装，最后进行试运转工作。在以上每一步的装配过程中都有它自已的基准零件，它不仅有着联接有关零件、部件的作用，同时用于保证零件与零件、零件与部件、部件与部件以及整台机器的相对位置精度，因此每一步基准件的找正是非常重要的，它是整个产品最终质量的保证。另外，由于零件本身有一定的公差范围、装配过程中也会存在有一定的误差、设计可能考虑不周等等因素，因此装配过程经常都需要进行修配及调整。产品设备的装配精度的高低很大程度也是依靠这一环节，而热模锻产品在这一环节上尤其突出。
根据以上过程，形成装配工艺文档下发到相应的装配车间，装配工人就依据装配工艺规程的内容依次进行。而在编制装配工艺文件时多以文字性描述为主，这样就使得装配工艺设计较粗放，许多细节描述不清，实际进行产品装配时需要工艺服务人员到现场进行指导。装配工艺设计过程中，由于没有典型工艺库和知识库的支撑，使工艺专家总结出的优秀经验得不到继承，技术准备时间长，还导致某些错误重复出现；另外，没有整体概念，装配工艺文件以文字描述为主就造成实际操作中大部分装配工作都是串行进行，装配作业过程缓慢，生产周期较长。
由上所述可知，重型机械装配工艺设计主要存在以下的问题和难点：1)效率低，成本高，进行装配工艺设计时，设计人员需要具有丰富的生产实践经验，且需要阅读大量的图纸、工艺规程和生产纲领等，工艺编制的效率难以提高，无法缩短产品开发周期，降低产品成本。2)装配工艺设计的信息不精确性传统的重型机械装配工艺设计的几何信息和装配信息的主要来源是图纸。图纸是设计人员绘制的，其信息的掌握依赖于工艺设计人员对图纸的理解，因而存在信息理解的歧义性和不完整性。
3)装配工艺设计质量难以保证传统装配工艺设计主要是工艺人员完成的，由于受到个人经历和知识的限制，在同样生产条件下，可能会编制出不同的装配工艺，因而装配工艺设计具有很大的主观性，不确定性和经验性，导致装配工艺设计质量难以保证。
2.重型机械产品装配工艺设计方法及关键技术
2.1重型机械产品装配工艺设计方法
1)对生产制造的产品及工艺专家的先进经验进行分类整理，在此基础上建立实例库和工艺知识库。2)划分装配单元，将产品划分为部件装配、组件装配和总装等装配单元是制定装配工艺规程。3)在每个装配工序中进行添加虚拟件的操作，把各零部件(包括虚拟件)、工艺资源等拉人相应的工序内容中。4)利用网络计划技术，将各装配工序通过箭头连接形成装配网络图，实现成本、时间、资源等的控控制。5)形成装配工艺文件，并进行相应的审签流程。6)装配工艺设计完成后，可把相应工艺文件提升为典型工艺，进入典型产品装配工艺知识库存储备用。
2.2重型机械装配工艺设计中的关键技术
1)分层次进行装配工艺规划：重型装备的产品的结构都有大型复杂的特点，一个产品涉及的零件数量及种类多达上千上万个，因此在装配工艺设计时就必须对每个产品进行具体的剖析、按其功能结构或组织结构进行分层规划，为实际的操作人员和生产管理部门提供指导。
2)BOM的變换：建立新产品的新工艺或者从工艺库选择好与新产品相似的参照产品的工艺后，由于设计时的功能结构与制造时的工艺结构存在差异，出现虚拟件或结构调整而导致零件归属位置的变化，在编制装配工艺时需要进行设计明细与制造明细的变换，而由此产生的制造明细则可以为生产制造部门提供相应的制造信息。
3)装配网络计划图：重型机械产品普遍具有尺寸大、结构复杂的特点，在进行装配时必须对产品的结构及装配顺序分析清楚，另外，生产部门现在都是根据工艺再结合经验编制生产计划和进行调度，时间节点掌握的非常粗糙，造成产品装配时所需零部件不能及时进装。针对重型机械装配的实际情况，需要有一种工具来直观地描述装配各工序之间的相互联系及相关时间点，从而反映整个产品装配的全貌，并在规定条件下，能够全面筹划、统一安排。
4)工序设计：现有工序内容为操作人员和生产管理人员提供的相关信息不是很清晰，造成实际操作具有一定难度。因此在进行工序设计时，应具体描述该工序所关联的零部件及进装顺序的信息，还应包含有该阶段的开工时间、完工时间以及装配基准、定位要求、装配工艺参数、工装要求等装配质量要求。
5)装配工艺库的管理：及时总结积累形成工艺库会使今后的工作少走许多弯路，提高工作的效率和质量。在形成工艺库的过程中，每个产品的装配工艺编号应进行唯一标识，以支持装配工艺的借用，同时通过知识挖掘和积累，形成系列产品的工艺知识术语和条目，可在整个装配工艺过程中方便地调用。
3.结束语
这里在分析重型机械产品装配过程及装配工艺设计现状的基础上，提出了对重型机械装配工艺设计方法进行研究的需求。针对重型机械产品装配设计方法的研究需求，提出了解决方案的总体构想及实现的技术路线。采用以进装点为主线结合网络计划技术进行装配工艺设计是一种制造工艺中的全新思路。