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1、 普惠公司的集成产品开发IPD环境介绍了普惠公司在发动机全寿命期内所采用的以小组为基本形式、以并行工程为核心的集成产品开发（）及其相关的计算机支持技术。 前言 普惠公司为了不断提高产品质量，在年代后期启动了以用户满意为核心的（）工程，并开始以小组（）的形式来管理发动机全寿命期内的设计、试验、制造和产品支持等一切经济、技术活动，这实质上就是的雏型。后来，工程逐渐演变成为面向工艺的设计（），最后发展到以并行工程为核心的集成产品开发（）。目前，普?惠公司的产品无论是商用发动机，还是军机和航天产品，甚至包括预研项目，都必须实施过程，公司的各种团队多达多个。是一种全新的企业运作模式，几乎为所有的大型企业
2、采用。其主要思路是：运用并行工程的思想，以信息集成为基础，把设计、制造、用户支持等产品开发的各个环节集成到一个团队中，改变传统的串行工作方式，通过制造和用户支持对设计过程的早期介入（并行），通过不同专业间持续不断的交流，减少设计反复，提高设计质量，降低开发成本，使产品迅速进入市场，满足用户需求，并为企业带来合理的投资回报。 在环境的建设过程中，“人、过程、技术”构成了最基本的要素。其中，“人”指的是企业的经营管理者和员工个人的素质，包括协同工作能力和专业知识，并最终上升为企业和面向并行工程小组的文化；“过程”是企业在技术经济活动中所采用的组织管理方式；“技术”则是“人”在“过程”中所运用的手段
3、和工具。三者相互依赖、相互支持，是的关键所在。普惠公司针对这三个基本要素，以并行工程为核心，开展了集成产品开发环境的建设。 以机构重组为先导的集成产品开发 在集成产品开发环境的建设过程中，普惠公司首先从企业机构重组开始，建立了以下产品开发的基本组织机构。 职能部门（如图所示） 在上述部门中，与产品直接相关的是大型民用发动机部、军机及航天产品部、技术部、制造部。这几个部门的关系可以用图说明： 其中，技术部部件及产品工程中心是普惠公司的典型设计部门，如图所示： 其中机械部件室包括轴承、传动系统、润滑系统及密封设计。 系统集成室的主要工作包括： （）发动机产品结构及更改控制。 （）成本和重量分配及管
4、理。 （）整机振动、刚度、二次流、转子动力学分析。 （）可靠性及风险分析。 （）物料清单的定义和维护。 （）协助提出部件设计要求文件。 压气机系统室框架如图所示： 其中，中等推力发动机和工业燃机单元体内，专业和项目如图所示方式划分： 这样划分，则分工较细，一方面是由于并行工程的要求，另一方面是由于普惠公司设计力量庞大，一般主要部件室军民机设计人员平均有人。 专业小组 由（联合技术公司研究中心）和普?惠公司职能部门的资深专家组成的技术攻关小组，针对气动设计、结构分析、工艺制造或材料等专业开展研究和研制程序标准化、规范化工作。 并行工程小组（多功能小组） 在职能部门、专家小组基本架构的基础上，组成
5、了多层次的并行工程小组，如图所示： 是集成产品开发的最高决策机构，由普惠公司总裁、执行副总裁或各职能部门的领导组成，公司的大政方针和立项、对外合作等重大事项均由此决定。在的统一领导下，有两个主要分支，其一针对产品研制，由负责，称为中的产品完备；其二针对先进技术预研，由负责，称为中的技术完备。 （）产品完备的主要构成和层次关系： （产品完备委员会） 管理所有在研或在役发动机项目及相应的，选聘各个的经理和成员，协调过程中不同项目、不同职能部门间的关系。 （集成产品管理小组） 在研或在役的某一型号的发动机项目管理及相应的、的组建和管理。 （模型集成产品小组） 同一型号发动机的不同派生模型的管理，如、
6、等都属于系列发动机，但推力和装机对象大不相同，所以在同一下，再建立不同模型的来管理。 （部件集成产品小组） 发动机部件一级的计划、进度、经费、技术等决策和管理及所属的管理。 （集成产品小组） 在和的领导下，负责发动机零组件的设计、制造和维护，并满足研制要求和目标。 （）技术完备的主要构成和层次关系： （技术完备委员会） 制定技术政策，管理公司所有先进技术预研项目和。 （集成技术管理小组） 负责先进技术预研项目管理及其推广应用，管理所属的、。 （部件集成技术小组） 制定部件级的预研技术规划、目标和要求，管理。 （集成技术小组） 负责具体研究项目的所有技术工作，为发动机设计、制造和工艺材料提供技术
7、储备。 （）中除了上述两个主要分支外，还有其他多学科小组： （零件标准领导委员会） 将发动机的设计制造纳入标准化程序，并授权建立此类标准；对标准在使用中出现的争议进行仲裁。 （零件标准委员会） 根据经验建立发动机各类零件推荐采用的结构、材料和工艺等标准，并作为零部件设计的基础和法定参照。 （产品小组） 侧重于商务和采购部门，为各专业和职能机构提供高质量的服务，保证后勤供应线的畅通。 （风险业务小组） 组织研究目前零件标准中尚不具备的新产品和新工艺，并最终纳入的标准中。 实施并行工程 并行工程是的核心。这里的“并行”强调的是制造、成本核算、产品维护等专业人员与供应商和用户一起在产品设计的早期阶段
8、即行介入。当公司决策层决定参予竞争后，首先建立的集成产品管理小组（），其中制造、市场、用户支持、试验、财务等专业人员甚至在项目还没有正式发布，研制工作只是在初步设计阶段时就投入了工作。 中等推力发动机和工业燃机单元体及如图所示： 其中鼓筒转子在初步设计阶段的专业组成包括项目计划、机械设计、结构分析、制造、二维绘图、气动设计、系统设计与集成等。以上、的人员组成并非是一成不变的，根据项目的需要和进展可以对小组的专业和人员结构进行调整。 为了支持的实施，满足质量认证的要求，公司总结了数十型发动机研制的经验教训，建立了计算机化产品定义（）、图形标准手册（）、标准工作（）、标准等一整套标准化设计程序。设
9、计人员必须按照这些程序来开展各项技术活动。图所示为短舱文件结构，其中的“短舱系统工作指导”给出了整个短舱开发的工作流程，明确界定了短舱的技术管理活动范围及其与大型民用发动机部、制造部、短舱供应商的关系；“标准工作”（）记载了短舱开发过程中零部件设计、分析、试验和取证的标准流程，并将其分解成一系列的设计任务，然后对每一任务在设计上应考虑的问题、要求、涉及专业、需使用的设计分析工具、设计准则等用表格的形式加以逐项说明。一旦项目确定，就把所有的任务分配给所属的若干，由组织相关专业的设计人员按“标准工作”要求完成各项任务，并按“设计评审工作指导”的要求进行阶段性（新项目每个月一次）的设计评审。“标准工
10、作”中任一设计任务未经许可，不得有遗漏或偏离；指定的设计分析方法和工具必须使用；设计准则必须考虑到在最严酷的使用方法和环境下都能满足要求。普惠公司所有部件设计室都采用“标准工作”来规范工作流程。 计算机应用技术对的支持 计算机网络和通信技术 普?惠公司内部的信息高速公路（）四通八达，通过网络和通信，管理、技术人员可以完全打破地域和专业的限制，方便地进行交互设计，及时传递信息，完成设计评估，共享各类资源。 主模型（） 基于三维实体模型的主模型是并行工程的基础，是设计、分析和制造，甚至包括产品支持等专业之间数据交换所必须的统一的数字化模型。在普惠公司的图形标准手册中，主模定义为：在几何模型及其相关
11、的应用中，如制图、制造、分析等专业间存在的多重联系并通过文件的方式保持关联。允许诸多专业设计者访问几何模型，当任何专业对模型有更改时，自动更新此模型的几何形状。主模是各专业共享的模型，并被并行工程小组的所有成员使用，任何专业的更改是全局的而不是局部的。其图形标准手册还规定了主模型文件的命名原则。发动机的核心部件、所有用进行三维分析的零部件、整体精铸件等均被定义为主模。公司的目标是争取使所有发动机部件都成为主模，这就对设计、分析和制造的紧密集成提出了更高的要求。 快速原型仿制技术（） 普惠公司技术部的材料和制造工艺研究中心，以及的研究部门，都有多台先进的激光快速成形设备（）。设计部门设计的零部件
12、，在详细设计完成后，直接将生成的三维实体几何造型转换成格式文件传输到激光快速成形设备，花天的时间快速制造出零件的原形，提供给制造部门分析参考，确定定位和装夹方式，并检查设计是否满足制造、工艺的要求，然后返回意见，修改设计。计算机分析和仿真技术 目前，大量复杂的气体流动过程、复杂的机械运动过程，已经可以利用计算机仿真来加以准确描述，同时，普惠公司积累的丰富经验，也使物理试验大大减少。如采用全三维气动设计后，压气机部件级的试验已基本不做；风扇鸟撞试验结果与用分析仿真的结果非常一致；压气机、涡轮三维流场分析软件、逼真地模拟真实流动情况。使发动机从设计到取证只需年。 建立企业一级的核心数据库 发动机研制是一个多次循环、不断优化的过程，在不同的研制阶段和不同的专业中，将形成大量不同类型、关系复杂的数据，对这些数据的有效管理和转换，必须在通用数据库的基础上，通过创建企业共享的核心数据库来实现。普惠公司的分布式文件管理系统（，）即扮演了这一角色。是在版的基础上
