飞机钛合金材料定额控制与成本优化策略研究

飞机制造是一个由许多学科和专业知识组成的工程系统，需要大量的财务和人力资源。直升机制造长期以来一直面临着性能，安全、功能和经济性等问题，如何提高航空材料定额，确定材料定额，分析材料定额数据，合理化材料和动态库存是降低航空成本的优先事项。

一、飞机制造企业材料定额的管理现状

国内外结合具体实例，一些飞机制造商对航空材料实行手动定额录入，部分工厂对本地材料录入管理，这对于提高企业对信息、科学和制造任务的管理至关重要，但由于对科学和信息管理的要求越来越高，现有的定额管理模式不足以满足飞机制造的要求，它是一个由多个学科和专业组成的非常复杂的技术系统，需要大量的研发成本，并且具有较高的性能和可靠性，适合新一代和下一代飞机长的生产周期。维修和经济对开发商提出了更高的要求，我们必须克服传统的设计、制造和管理思路和工具的方法，以提高飞机的研制质量，降低研制成本，缩短研制周期，提高中国航空的批量生产能力，但在制造过程中，工艺人员需很大，重复的工作量。生产效率低，因此生产时间长，导致飞机制造周期延长，影响飞机能力的提高，使用计算机管理定额有很多优点，这些优点首先是计算速度快，精度高，数据存储高，使能够在短时间内进行复杂的操作和排序，并提供高精度的数据处理，允许存储大量的处理信息和逻辑评估和分析所需的数据，定额管理对于某些工厂或局部范围管理，工艺信息、新机研制任务的成功对于开发任务至关重要，但由于现有的材料定额管理模型和计算机控制系统不符合材料定额管理系统的要求，企业信息系统中的一系列相关子系统通常需要向其他部门提供数据。如果可以从需要制造零件的制造计划中获得制造所需的标准外部接口，则从材料定额系统中调用外部接口进行材料统计分析，结合对国际市场和当前社会发展的了解，对材料需求状况做出全面决策，并采取适当的措施来节省成本和控制库存(也是一种节约成本的方法)，而不会影响飞机的制造过程。整合费时费力材料定额数据，精度低材料代码可能导致多样化材料信息，工艺计划与硬件层信息不集成，硬件层不能及时跟踪工艺变化，或者数据的安全性和稳定性不能保证数据的使用和分析。

二、飞机钛合金材料定额控制方法

1.设计优化。通过优化设计减少钛合金的使用，例如，轻量化设计可以减少多余的重量，减少材料消耗;通过合理的材料选择和最佳的结构布置，可以有效地控制材料的使用。

2.计算精确。精确计算每个组件在设计和制造过程中所需的材料量，包括使用高级软件和计算模型，以确保每个组件的最佳尺寸和质量，并减少材料浪费。

3.使用先进的制造技术。如3D 打印，激光切割和精密铸造，以提高材料利用率和加工精度，同时减少浪费。

4.利用回收。建立有效的回收机制，以降低资源回收和再利用的成本。

5.设计标准和模块化。有助于减少定制组件的数量，增加多功能性和更换组件，从而降低制造成本和材料消耗

6.制造过程中的质量控制。确保每个部件都符合设计要求，防止材料浪费和由于质量问题而返工。

三、飞机钛合金材料成本优化策略

1.高效加工应用。通过有效的加工参数优化加工，选择合适的材料和工具，以提高加工效率和质量，例如优化加工参数，减少加工时间和机器运行成本，选择高质量的刀具，延长刀具使用寿命，降低加工成本。

2.钛合金低成本材料应用。通过添加低成本元素(Fe，Si，Al，Sn 等)来降低材料成本代替(V，Mo，Nb 等)。此外，采用短流程熔炼轧等短工艺可以大大降低加工成本，保证均匀成分、无偏析，钛合金成本降低。

3.材料优化应用。优化了飞机结构，最大限度地利用了飞机设计，并最大限度地提高了飞机结构中的应用数量。例如 C919 采用了比波音 777大 9% 的钛合金用量，其应用现代飞机设计理念和方法。

4.研发低成本和高性能的材料。是由来自原位自生增强体性能耐热高强钛基材料开发的，该复合材料使用其自己的场强化技术，以经济的方式使用，提供更高的稳定性和温度，从而减少飞机的重量和燃料消耗。

5.生产工艺的详细优化。可以提高生产效率，降低生产成本，例如在原材料的选择和储存中，可以实施高质量的材料，统一的管理和统一的标准，防止原材料的损失和损坏。

6.减少原材料的浪费。是生产成本增加原因，可以使用先进的制造技术和设备，以减少原材料消耗，提高生产效率和质量，降低生产成本。

7.降低能源消耗。提高设备利用率，减少不必要的能源消耗，合金生产需要大量的能源，如电力，天然气和燃料。

8.新型生产技术采用。可以通过引入新的制造技术来降低生产成本，降低液压工艺，大大提高材料利用率，缩短加工时间，减少工作量，提高生产效率和质量。

智能飞机制造信息系统的重要组成部分是材料定额管理子系统，它代表了从传统金字塔管理到网络协作的重大飞跃，以提高企业的信息化水平，改善飞机制造材料定额管理及其开发和飞机成本优化策略。

参考文献：

[1]材料消耗定额的编制方法.机械工业部出版社.2022.5

[2]程笙.计算机管理在产品材料定额中的应用.机械设计与制造，2022

[3]李锡.企业材料定额管理在CAPP 中的应用.CAD/CAM，与制造信息化 2021.10

[4]李康.铸造用原辅材料定额管理系统。现代铸铁，2022.1

[5] 冯 那 .PDM 中 的 材 料 消 耗 定 额 计 算 管 理 子 系 统CAD/CAPP/CAM/CAE，2022.3

[6]刘冷静，产品材料定额的网络管理.微机应用，2022.2

[7]张署.制造业信息化的内涵和策略.同济大学现代制造技术研究所，2022.7

[8]吴娜.探讨计算机管理在产品材料定额中的应用.机械设计与制造，2022