本文针对普遍有“减重量、保性能”需求的直升机工艺装备，提出基于拓扑优化、结构仿真的数字化工艺装备结构设计流程，通过多种工况集成作用下的拓扑优化实现减重结构设计。优化分析时综合考虑多工况条件提取及权重分配、制造工艺性、美观性、人机功效性等因素，获得工艺装备最佳承力结构，将刚度、频率等结构仿真技术融于拓扑优化过程，随概念设计、详细设计完成工艺装备的性能评估，进一步发挥仿真技术预判、加快设计进度的优势。以某型号直升机钻孔类工艺装备为例，应用拓扑优化及仿真验证技术，结合增材制造工艺，实现钻模非参数化减重结构设计制造，对比传统类似钻模，重量减轻接近50%、设计周期缩短40%，取放及安装等操作可由单人完成，人机功效水平显著提高。