飞机电气系统数字化设计流程优化研究

飞机电气系统数字化设计流程优化研究

刘佳佳张波

中国飞行试验研究院710089

摘要：近些年，由于信息技术的快速发展，各种行业开始实现数字化，特别是飞机电气系统有效地运用数字化，积极构建基于协同设计平台的合理化流程，才能促进飞机电气系统实现数字化。数字化的模式改变了传统设计流程的缺点，使得设计的自动化程度大大提升，改变了传统以往的效率低下的问题，有效地实现了设计平台的高效率运作。飞机电气系统数字化能够实现相关电气属性的传递，通过传递实现高效地系统设计，特别是数字化的方式能够使得设计工作更加地快捷高效，帮助设计顺利实现并节约相关工程周期。但是实践中数字化技术的流程化设计有很多环节还需进一步的完善，流程中的部分环节尚待考量，本文就是站在电气系统数字化的设计角度，注重设计中存在的问题，从问题出发并对其进行积极地分析，促使相关设计流程进行优化。

关键词：电气系统；数字化；流程优化

引言

当前，基于协同设计平台的飞机电气系统，需要应用数字化帮助飞机电气系统实现流程化的设计，就目前飞机系统在设计上存在自动化程度不高的现象，设计流程中设计效率低下，需要运用一些数字化的程序，实现电气属性传递的系统设计，能够确保相关设计流程更加地高效，更能帮助高效地完成相关设计，对设计工作起到一定的促进作用，同时大大地节约了相关工程的周期，实现相关环节的流程化运作，本文就是在电气系统数字化运用中，通过一些设计的需求积极挖掘其中存在的问题，从问题出发注重在分析的基础上，积极探索设计流程并对其进行优化，希望可以促进飞机电气系统数字化设计流程更加地优化。

一、数字化设计流程现状

随着一些软件平台的推广，例如以CATIA软件为核心的LCA三维在线设计平台和以Windchill为核心的协同设计平台的全面构建，使得航空工业设计及制造部门的推广能够在这些平台的构建下，进行畅通无阻的设计与流程化管理。飞机电气系统在设计的过程中，很多设计人员能够运用一些平台上额软件，例如可以采用二维电气系统设计软件实现与CATIA的完美结合，通过两者的有机组合帮助实现数字化平台的设计，最终实现数字化设计平台的建设，通过平台建设实现相关系统的完善，并通过该平台实现系统化的设计与完善，才能促进系统的快速运作。

实践中由于各个飞机设计厂所采取的设计流程的差异性，设计上很多流程需要进一步的优化和改进，只有采用不同的设计流程，才能看出哪些更加地优质，一般地来看，数字化的设计平台主要有3种设计流程，如生成式、交互式和拓扑辅助交互式，这些模式是比较常用的流程设计模式，一般而言国内一些大型的航空企业往往采取生成式和交互式设计流程，国际上的航空公司主要是采取拓扑辅助交互式流程。早期阶段一些针对工程方面的设计主要是运用生成式流程，注重系统内架构的研究，特别是一些相对较为简单的小型飞机和汽车用户，由于其内部系统较为简单，因此可以采取生成式的流程。交互式的设计流程架构与传统设计流程相似，该层次的流程设计一定要注重二维与三维设计，注重电气的数据传输和一些验证环节。

二、飞机电气系统数字化设计流程存在问题分析

首先，交互式设计流程可以帮助大型飞机电气系统实现数字化设计，能够帮助工程实现一些图纸的设计，但是实践中也会暴露一些问题，例如：系统内部的二维设计图样与审签流程关联脱节，导致一些数字化的协同设计难以实践中对二维图样进行有效地控制。另外，相关问题还有一些仿真分析与系统设计不完全融合，很多仿真分析并没有实现完整地融入整个系统设计流程，难以支持一些详细的设计。另外还会存在一些线束敷设图与线束图设计复杂的现象，使得一些线束敷设图节点庞大，最终导致效率不高，不能很好满足实际生产需要。

三、数字化设计改进需求

首先，注重集成管控的审签流程。电气系统要想实现有效的运作，必须高度重视二维设计图样，并将其纳入到有效的审签流程管理中，特别是一些图样要注重及时的更改，并针对这些更改的内容设置一些用户提醒机制，防止设计更改不彻底，从而导致信息不一致的现象。其次要注重支撑各阶段设计的仿真建模环节，及时对各个阶段进行研制并进行仿真评估，才能使得数字化设计达到高效的目的。设计上还要注重优化的系统布线设计，尤其是在满足适航要求的前提下，进行飞机电气系统布线设计，划分层级清晰，并关键的节点，针对相关节点设置细致的线束敷设顶图结构树，这样才能满足构型管理，最终实现协调和更改要求。

最后，要注重客户服务的构型管理，坚持以客户为出发点，积极满足客户的需求，从目标需求出发，坚持相应的电气系统的功能设计，注重有效地技术运作与控制，才能实现模式化管理。

四、设计优化改进措施

注重系统的二维设计管控方案，并将其审签流程关联一些软件平台，实现相关数字协同，最终建立平台的接口关联性。另外针对相关的审签流程，要注重设计人员在型号项目下的系统图样设计，注重数字化的协同，注重签署审签流程，才能够使得每一个图样及其关联的图样都贯彻更改。管理上更要注重相关线束敷设图规划与设计的实现，积极考虑构型管理需求，划分独立的工作包。

飞机系统的电气交联较为复杂，只有实现三维线束段模型与二维的线束一对一进行设计，这样的工作量较大，因此可以按照通道进行设计，并对通道内同类型线束组合定义，积极建立电气系统典型部件三维库管理，及时筛选相关设计内容，才能提高设计效率。

结束语

总之，飞机电气系统化下的设计流程优化，要从多个角度给予全面探索，注重从实践中的问题出发，特别是本文中针对大型飞机电气系统数字化设计中应用的交互式设计流程，要对其进行深入的研究，注重相关环节的改进与完善，从根本上注重相关环节的优化，例如线束敷设要根据实际情况，注重出图的速度，并将其运用到工程实践，才能使得其提高线束图设计效率。飞机电气系统运用数字化能够使得相关流程实现优化，希望在后续研究中不断地进行完善，促进我国航天事业的快速发展。

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