航空数字化制造技术技术报告.docx

航空数字化制造技术
齐 鹏 200808125
摘要
本文从我国航空数字化现状讲起，首先介绍了数字 化总体框架研究的概念，设计要求，系统组成，基础环 境，工作机制等内容，然后在实际应用层面着重介绍了 MAZATROL FUSION 640 系统，并简单介绍了数字化 装配过程仿真验证技术以及飞机数字化装配技术。
关键词：数字化 总体框架 智能化 网络化 信息化 数字化装配
一、我国航空数字化现状
我国的航空制造业数字化经过多年的发展，取得了 一定的成效，在产品的三维数字化设计、数字样机应 用、工装数字化定义、预装配、主要零件的数控加工， 产品数字仿真与实验、工艺数值模拟与仿真、产品数据 和制造过程管理等方面有了较深入的应用，但是，我们 也应清醒地认识到，产品全生命周期的信息通道尚未打 通，数字化工程体系还未形成，数字化技术的巨大效能 远未发挥。与发达国家相比我们还存在巨大差距，尽管 我们在航空制造业实施了并行工程，但仍然停留在以产 品为中心的产品研制理念，而发达国家已经转向以客户 为中心的产品研制理念，即产品研制过程中，产品的目 标从（可）制造性向服务性转化，采用面向产品全生命 周期的管理模式。美国对于高风险的大型武器装备的研 制，率先采用一体化产品与过程设计模式，将系统工程 方法和新的质量工程方法相结合，并应用一系列决策支 持过程，在计算机综合环境中集成，有效控制了产品的 质量和风险。著名的
JSF 工程（新一代联合攻击战斗 机）的研制，完全建立在网络化环境上，采用数字化企 业集成技术，联合美国、英国、荷兰、丹麦、挪威、加 拿大、意大利、新加坡、土耳其和以色列等几十个航空 关联企业，提出“从设计到飞行全面数字化”的产品研 制模式，用强势联合体来化解风险。
目前，国家正在大力推进制造业的数字化。制造业 企业急需从战略的高度，构造面向产品全生命周期的、 支持跨企业联合的数字化工程体系。本文根据相关的研
究和实践，总结多年的应用成果，以航空制造业为背 景，提出制造业数字化的总体框架，给制造业数字化应 用平台的建设提供参考。
二、航空制造业数字化总体框架研究
（一）总体框架设计要求
面对竞争激烈的市场大环境，制造业的唯一出路是 在最短的时间内以最有效的方式生产出最能满足客户需 要的产品。制造业企业间既有竞争又有联合，只有发挥 各自的技术和资源优势，才能降低成本，分摊风险，共 享市场。构建数字化工程体系是达到以上目的最有效的 方法和手段。
数字化工程体系的核心是信息共享和过程管理，因 此，制造业数字化工程的总体框架必须能实现制造业企 业内部和企业间的信息共享和过程控制。
产品数据信息和产品生命周期相关的其他信息在各 企业、各部门、各专业之间的顺畅流转，是产品研制顺 利进行的重要保障。总体框架的设计要有利于实施全生 命周期的产品数据管理，实现单一产品数据源，打通企 业间的信息流。
过程管理的内涵是面向产品的管理，而不是面向企 业（或组织）的管理。它需要数字化体系能够把设计、 实验和制造部门与客户、供应商、协作单位联系起来， 采用 IPT 组织的方法，优化产品研制流程，达到控制成 本、降低风险、缩短产品研制周期的目标。
针对当今信息化技术的快速发展，要求制造业数字 化体系能够支持企业业务变更的需求，支持流程再造和 组织重构的要求，满足通用性和专业性的要求。
（二） 数字化框架组成
数字样机系统
数字样机是产品的数字化描述，贯穿于产品从概念 设计到售后服务的全生命周期，是工程设计、功能分 析、实验仿真、加工制造、直至产品售后服务等的信息 交换媒介。随着产品研制的不断深入，数字样机由表及 里，由粗到细，成熟度不断增长。
数字样机系统生成了数字样机，也提供了对数字样 机进行分析、评估、仿真等功能。
产品数据管理系统
产品数据管理系统管理并维护与产品相关的所有工 程数据，包括产品的几何模型、说明性文档、技术状态 数据等，产品数据管理同时也管理与维护产品数据间的 关联信息，如产品结构、构型、版本等信息。
工程协同系统
工程协同系统是由数字化设计系统、数字化实验系 统、数字化制造系统等业务系统所组成的集合，从信息 化的意义上来说，业务系统就是使能工具。工程协同系 统是工程数据的主要生成源，各个业务系统通过数字样 机进行数据交换。该系统包括：
（三） 数字化设计系统： 针对航空制造业业务需 求，集成所需的专业业务软件，包含产品设计的各种专 业软件和工具，专业仿真软件工具，设计评估工具等。
（四） 数字化实验系统： 针对航空制造业业务需 求，集成所需的专业实验系统包括：数字化强度实验、 飞控实验、系统实验、电气实验、航电武器实验、地面 联合实验等实验业务系统。
（五） 数字化制造系统：