集团型企业结构专业协同设计研究

　　导弹是极其复杂的机电产品，涉及到气动、控制、结构、电气和探测等多个专业。结构设计是导弹研制的重要环节。其主要任务是确定弹体结构和弹上设备的几何外形和安装关系。弹上设备包括发动机、舵机、导引头、弹上计算机和战斗部等部分。它们不仅数量众多，形状复杂，而且都有着严格的力学环境要求。导弹内部安装空间狭小，各设备之间安装非常紧密。一个设备的改动常常导致个多设备同时需要修改。因此总体和分系统设计师必须实现紧密的协同工作，即总体设计师的设计意图必须实时下达到分系统设计师；分系统设计的工作进展必须实时反馈到总体设计师。

　　1. 存在的问题

　　目前导弹的研制名义属于一个军工集团，集团由多个法人独立的下属单位组成的。弹体结构和各弹上设备的研制工作分属不同行政单位。设计师工作地点、工作习惯和设计方法各有不同。模型数据分散在各单位设计师电脑中或服务器上。相互之间要形成的紧密协同还有大量障碍需要克服。首先，总体和分系统设计师主要依赖电子邮件、纸质协调图进行沟通，耗时耗力，可追溯性差。其次，二维结构协调图难以将设备的三维设计约束信息表达清楚。第三，由于设计数据分别存储在不同设计所，三维模型传递交互的次数非常有限，且交付时间滞后。部分弹上设备的三维模型是总体部自己编制的，细节并不十分清晰。第四，分系统提交的三维模型是否符合结构协调图的要求，必须人为分析判断。不可能使用软件自动计算的方法来判定。

　　上述种种情况表明，总体和分系统设计师尚不能实现紧密的协同工作，分系统设计师不能实时感知到总体设计师的意图；总体设计师不能实时了解掌握分系统的工作进展。总体设计师没有技术手段实时约束分系统的设计。在总体部和专业所之间建立紧密的协同工作环境和流程已经是迫在眉睫的事情了。

　　2. 多单位协同设计模式

　　随着信息化时代的到来，网络、存储和计算技术高速发展，涌现大量激动人心的设计工具。产品数据管理系统（PDM）就是其中优秀的代表，这些崭新设计工具不再象从前那样，仅仅面向设计师个体，重点提升设计师的个人能力，而是能够成系统地面向设计师团队，以任务为纽带，把隶属于不同行政单位的设计师组织起来，共同高效地完成复杂的系统设计。笔者经过广泛调研，查阅了大量资料，参考其他企业先进实践，大胆设计了一套针对集团型企业的，导弹结构专业多单位协同设计模式，供大家批评指正。

　　这种设计模式将在总体部和分系统所的多个PDM系统中联合运行，这些PDM系统通过集成机制形成统一的系统，文件、图纸和模型在其中建立和协同。总体部设计师首先和分系统设计师充分沟通，形成导弹总体布置（图1），明确导弹外形、整弹坐标系、各设备轮廓和安装方式。总体部设计师要编制总布置骨架，为每个弹上设备制作轮廓模型。总布置骨架包含导弹的绝对坐标系和重要的参考面。设备轮廓模型包含设备最大轮廓、重量、质心、接口尺寸和坐标系。按坐标系把设备轮廓模型装配到总布置骨架，形成最初的导弹模型。

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