MBD技術在國內外航空制造業的應用對比淺析

摘 要：隨著全球航空產業技術的不斷提升，飛機制造技術正向全數字化的設計、制造、試驗一體化的方向發展，我國航空制造企業正面臨著前所未有的挑戰。數字化協同設計制造技術是我國航空產業試圖變革的關鍵技術之一，文章比較了飛機研制過程中的MBD（Model Based Definition，基于模型定義）技術在國內外航空企業數字化協同制造中的發展及應用，指出了國內航空企業實施該技術過程中存在的問題。

關鍵詞：數字化技術；MBD；航空制造

基于模型定義（MBD），也被稱為數字化產品定義（DPD，Digital Product Definition），是用一個集成的三維實體模型來完整地表達產品定義信息的方法，其核心概念體現在三維的產品模型是傳遞所有產品細節信息的最適合的媒介。飛機產品制造數字化過程的實質是對產品進行數字化建模定義、從上游到下游的數據傳遞、延拓和處理的過程。飛機產品的最終形成可以看作是設計數據到制造工藝的物質體現。三維模型包含了二維圖紙所不具備的詳細形狀信息，而僅靠三維模型，往往難以進行產品生產和檢驗，也就是說，三維模型中沒有以讓技術人員立刻明白的方式，將生產技術、模具設計與生產、部件加工、部件與產品檢驗等添加進來。MBD正是實現產品數字化定義的技術手段，使三維模型作為生產制造過程中的唯一數據源，即用三維數字化定義工具定義出能夠為下游各應用環節所使用的準確、完整、規范和有效的產品信息，改變了以工程圖紙為主三維實體模型為輔的傳統方法，是轉變產品研制體系的技術基礎，更是實現產品數字化的必要手段。

2 國外發達航空企業MBD技術的應用現狀

在國外，發達航空企業飛機制造技術的發展已發生本質的變化，波音、空客和洛·馬公司都已經實現了數字化裝配，在飛機制造數字化技術應用領域取得了巨大成功。波音公司于2003年制定MBD應用標準規范與此同時開發相應的應用軟件（把CAD軟件CATIA嵌入產品數據管理軟件LCA中），并與Delmia集成，立即應用于波音787新型客機的研制過程中，全面采用了MBD技術，以三維實體模型作為唯一的制造依據標準，建立了從產品數字化定義到數字化制造檢測裝配的一體化集成模式，縮短了研制周期并取得重大成功。MBD技術將新機型的研制帶入一個新的時代。

3 國內航空制造產品數字化現狀

在國內，大部分航空制造企業在研型號項目中，仍處于產品數字化定義的第三階段，采用“數字樣機+2D數字化圖紙+物料表”的制造管理模式，這種方式造成的諸多缺點導致數據從設計到制造的傳遞過程管理復雜、效率低。與國外航空企業MBD的應用相比，國內數字化制造技術發展迅速，但仍然存在根本的差距，主要表現在三維數字化技術并沒有貫穿于整個飛機研制過程中，基于MBD技術的集成模式仍處于探索階段。

4 MBD技術實施的若干問題

4.1 設計與制造分離

國內航空制造業大都是廠所分離的狀態，設計、工藝分屬不同單位，設計人員不干涉制造工藝，工藝人員自行編制生產流程，導致MBD在國內應用方面違背了其從設計到加工一體化流程的定義。

4.2 相關技術人員缺乏

基于MBD技術的流程一體化模式，需要相關技術人員也要具備飛機制造過程中的一體化管理水平和技術能力。目前來說，設計人員中欠缺起碼的工藝知識，工藝技術人員亦缺乏設計判斷能力，造成很大的不便。嚴重缺乏能夠應用MBD技術的航空技術人員。

4.3 MBD產品檢驗落后

基于MBD的產品檢測是三維數字圖形轉換為測量機等數字化設備能夠識別的數字信息的技術方法，并基于MBD的三維設計數模、工藝數模和檢測方案為依據的數字化產品檢驗。國內的檢測工藝相對落后導致MBD加工出的產品很難進行尺寸公差測量，導致后期質檢部門工作難度加大。

4.4 標準制定不一

目前國內航空制造業沒有統一的MBD標準，在協同制造中普遍存在工藝設計目的不明、業務范圍劃分不清，主要原因是由于無相應的標準可依。

5 結束語

MBD是航空產業數字化技術發展的新階段和必然趨勢，通過與國外航空企業成功的應用現狀相比較，我國航空制造業試圖改進變革，還要有段艱難的路要走。

參考文獻

[1]周秋忠，范玉青.MBD技術在飛機制造中的應用[J].航空維修與工程，2008（3）：55-57.