伺服阀是伺服系统的核心控制元件,通过精确控制伺服系统执行机构工作达到对火箭矢量控制的目的,是伺服机构的“心脏”,在整个伺服阀机构中起着举足轻重的作用。为保证伺服阀设计质量从而保证伺服阀性能指标,伺服阀设计知识体系的建立管理、归纳、总结是其中不可或缺的重要组成部分。笔者从知识管理角度出发,对伺服阀设计知识的管理体系建设、知识的总结、设计方法的归纳进行初步的探索研究,旨在初步建立知识管理系统,传承知识、总结归纳,通过知识日积月累的方式提高设计部门设计水平及质量,为整个型号的研制进度提供强有力的保障。
一、设计类知识管理框架
设计是伺服阀产品研发的源头,设计活动涵盖从方案设计到产品验收调试各个阶段。因此,设计类成果资源错综复杂。为对设计类知识成果分类总结,便于后续知识的补充完善及传承,笔者采取树形结构方式,对伺服阀设计类知识成果进行管理。根据伺服阀设计类知识的特点,将设计类知识成果分为伺服阀设计基本知识库、在役产品货架、模块化及标准化、研制跟踪、故障及处理方法总结、知识成果总结共六大部分进行管理,并根据各部分特点进行详细分类,目的在于全面准确地对伺服阀设计类资源进行综合管理,便于知识的传承。伺服阀设计类总的知识管理组织结构树如图1所示。
二、伺服阀设计基本知识库管理
伺服阀基本知识库主要按岗位必备专业书籍库,部标、院标、所标汇总,伺服阀类论文集汇总三部分进行分类管理。一是岗位必备专业书籍库。归纳整理出伺服阀设计岗位必须掌握的专业基础及工具书类书籍,这些书籍包括伺服阀原理、伺服系统控制工程概述、电液伺服阀技术设计指南等伺服阀专业的基础书籍。对该类书籍以归纳整理的形式进行管理,目的在于使每年新入职员工能够快速掌握基础知识并练习扎实基本功。这一类知识资源的管理主要分为电子版数字资源管理和文档版资源管理两大类。二是部标、院标、所标整理。整理出与专业知识相关的各种部级、院级、所级标准,并归纳总结,目的是使设计人员在设计过程中能够快速检索与设计有关的规则标准,做到有据可依。三是伺服阀类论文集整理。整理出各类与伺服阀相关的行业内论文,涵盖技术前沿信息、技术发展规划、设计方法等各方面。
三、在役伺服阀产品资源管理
目前,伺服阀设计组主管数十种伺服阀产品,分别用于多种战术、战略武器及运载火箭型号中,具有数量小,种类多的特点。因此,在知识资源管理方面也存在数据量大等特点。为明确管理,仍采用树形机构对该部分知识资源进行分类管理,主要从设计和制造2个方面进行管理。1.产品分类分析在实际工作中,根据应用需求建立以流量规格进行系列划分的伺服阀产品型谱表,每个流量系列里包含了不同结构类型的伺服阀。另外,针对不同结构原理的伺服阀,按照模块化、组合化的思路进行规划建设,并基于基本型产品,通过调整局部结构参数以满足对产品在一定范围内变化的性能指标要求,实现新产品的快速设计和快速生产。通过2个方面的伺服阀分类管理,可以将目前多种伺服阀产品准确定位管理,便于员工理解伺服阀的功能、应用场合、演变历史,有助于新产品的设计开发。每种伺服阀产品都有自己对应的图纸、规范,并且图纸、规范均逐步走向电子化,纳入AVIDM系统中,便于查询、借阅。2.设计模块化、标准化管理不同类型伺服阀的工作原理和结构组成存在较大的差异。传统电液伺服阀的结构组成包括三大部分,分别为力矩马达、前置级液压放大器和功率级液压放大器,其中前置级液压放大器的结构形式又包括喷嘴挡板、偏导射流和射流管。将传统伺服阀进行分解,形成模块化的框图,建立伺服阀的基本型。传统电液伺服阀的零组件组成如图2所示。数字伺服阀主要由伺服电机、传动机构、功率级液压放大器及控制器组成。数字伺服阀的零组件组成如图3所示。通过对伺服阀的模块化分析,可以对伺服阀进行标准化建设,建立标准化图纸,形成标准件图库,再通过模块化分析建立仿真分析的各个基本型,输入相应参数即可进行仿真分析。3.生产追踪管理生产过程中,建立伺服阀质量管理履历,质量履历内容如图4所示。通过建立伺服阀质量管理履历,可以了解产品整个研制生产周期中出现的各种问题,有助于员工总结经验问题,追溯历史,举一反三。质量履历的建设依托于事业部网站建设,专人负责及时更新内容,所有员工均可查看。4.产品的故障库建立通过分析各种产品的质量履能、应用场合、演变历史,有助于新产品的设计开发。每种伺服阀产品都有自己对应的图纸、规范,并且图纸、规范均逐步走向电子化,纳入AVIDM系统中,便于查询、借阅。2.设计模块化、标准化管理不同类型伺服阀的工作原理和结构组成存在较大的差异。传历,总结各种产品的故障情况,建立了伺服阀故障模式库。故障模式库中归纳了不同伺服阀产品出现的相同或近似的故障情况,提供了故障的解决方法,有助于员工在设计新产品和产品出现问题时进行参考。5.产品知识的信息化管理伺服阀设计知识的管理中充分利用了伺服阀产品工程信息化的建设成果。将伺服阀设计知识纳入信息化管理的模式,将图纸、文件、数据形成电子版格式,并充分利用局域网资源将电子版的文件上传于局域网服务器中,便于员工查阅。伺服阀产品工程信息化建设的内容主要包括3个层次:一是应用计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助工艺规程、制造执行系统、企业资源规划等软件,通过软件集成、信息集成和产品研制流程的集成形成集设计、制造和管图4 质量履历管理内容理于一体的计算机集成制造系统,实现产品设计、生产数据处理的自动化,以及产品研制过程信息化;二是按照产品工程对产品的管理要求,在产品数据管理系统中创建产品数据结构,对产品过程数据进行管理,通过产品工程信息化对产品型谱、产品定型、产品成熟度、产品数据库、产品质量信息和生产线信息进行管理;三是以产品数据库的形式为用户提供产品信息,为生产车间提供产品再生产的信息资源。伺服阀产品工程信息化建设框架如图5所示。通过对伺服阀设计知识的管理,可以使员工更好地了解伺服阀发展研究的历史,掌握伺服阀设计的规范流程,及时解决生产中出现的问题,归纳总结经验。同时,有助于员工迅速成长,提高整个设计部门的水平,为总体研制提供坚强的基础。 机电期刊
作者:仇立波 陈祖希 王鹏 单位:北京精密机电控制设备研究所