MBD技術(shù)在飛機裝配中國內(nèi)外的應用現(xiàn)狀分析

趙東艷

摘 要 經(jīng)濟科技的發(fā)展使得數(shù)字化裝配工藝在飛機制造業(yè)中有著極大的作用，它要求產(chǎn)品信息傳遞數(shù)字化、工藝規(guī)劃與仿真過程可視化等，這可以將飛機產(chǎn)品的研制周期縮短，降低研制的成本從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。本篇文章將對MBD技術(shù)在飛機裝置裝配中國內(nèi)外的應用的現(xiàn)狀進行思考分析，旨在進一步提高其質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 MBD技術(shù)；飛機裝配；具體應用

隨著MBD技術(shù)在飛機中的應用，用三維數(shù)模完全二維圖紙，它使得飛機研制的效率和質(zhì)量有進一步的提升，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。近幾年，我們可以發(fā)現(xiàn)國外飛機在國內(nèi)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)，這使得MBD技術(shù)進入到國內(nèi)的企業(yè)中，這對于我國飛機研制有很大的幫助。本篇文章將對MBD技術(shù)在飛機裝配中國內(nèi)外的應用現(xiàn)狀進行思考分析。

1 MBD技術(shù)的概述

MBD技術(shù)是美國機械工程師協(xié)會和波音公司經(jīng)過長時間研究或產(chǎn)生的，這對于飛機裝配行業(yè)等有著很大的幫助。接下來就對該技術(shù)進行思考介紹，主要有以下幾個方面：

1.1 MBD技術(shù)的內(nèi)涵

MBD技術(shù)是用集成的三維體模型來表達產(chǎn)品定義信息的方式，它是將二維圖紙上的幾何形狀信息、尺寸與公差等通過三維實體的模型展現(xiàn)出來。這種方式將傳統(tǒng)上使用二維實體模型描述幾何形狀的信息，用三維可以將產(chǎn)品的尺寸等信息通過數(shù)字化定義。

1.2 MBD的數(shù)據(jù)集表達方式

在CATIA環(huán)境下，完整的MBD數(shù)據(jù)主要由設計模型、標注以及屬性這三個部分組成。其中設計模型主要是指外部參考、構(gòu)造幾何、工程幾何以及零件幾何體，外部參考主要是指模型中關(guān)聯(lián)到其他產(chǎn)品實例的幾何元素，它們是產(chǎn)品模型間關(guān)聯(lián)關(guān)系的載體，可以驅(qū)動其他線框、表面和實體模型元素的定義；工程幾何主要是有坐標系統(tǒng)和基準面兩種，它們是模型建立的基礎；構(gòu)造幾何主要是用來保存建模過程中的必需信息，而不是用來描述制造工藝等內(nèi)容的，通過在外部參考信息和工程幾何信息的基礎上去構(gòu)建模型中需要的數(shù)據(jù)。零件幾何體描述的是祖自宏零件實體形狀的模型幾何，包括建模過程中生成的一系列特征。

一般對其標注有尺寸、基準、公差、粗糙度等信息，尺寸、基準、公差等信息在三維模型上直接表達出來，標準中的信息可能會存在一定的聯(lián)系，模型使用者可以通過該種聯(lián)系對于模型所要表達的內(nèi)容有著清楚的了解[1]。

2 MBD技術(shù)在飛機裝配中國內(nèi)外的具體應用

從上面的文章中對于MBD技術(shù)有一定的了解，接下來就對MBD技術(shù)在飛機裝配中國內(nèi)外的具體應用進行思考分析，主要有以下幾個方面：

2.1 MBD技術(shù)在飛機工程設計上的應用

在我國飛豹飛機是最早設計三維數(shù)字化設計的飛機型號，主要是利用飛豹飛機的二維圖紙、模線樣板等完成對于飛豹飛機的建模工作，該種方式可以算為逆向工程范疇，在嚴格意義上還不能夠被認定為是數(shù)字化設計。真正采用三維數(shù)字化設計的技術(shù)是ARJ21支線客機，它是將三維數(shù)據(jù)化模型、二維工程圖以及零組件明細表合成，這使得飛機設計的協(xié)調(diào)性大大提高。同時，利用其他技術(shù)可以減少結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)中之間的不協(xié)調(diào)因素，但是因為該型號的產(chǎn)品三維數(shù)字化模型中還不存在定義零組件的制造屬性，這些屬性以及加工要求等都會在二維工程圖等技術(shù)文件上體現(xiàn)出來，但是嚴格說來它仍然不屬于MBD技術(shù)范圍之內(nèi)。AJR21客機所采用的設計方法在工程設計技術(shù)上是有很大的進步，但是就其制造系統(tǒng)而言還是有一定局限性的。隨著科技經(jīng)濟的發(fā)展，對于MBD技術(shù)的研究也更加深入，我國對其相關(guān)標準進行研究并制定出一些的規(guī)范。利用該技術(shù)可以結(jié)束二維工程圖的使用，這減少了工作人員的工作負擔，同時將研制周期也大大縮短。在我國大型客機C919就使用了MBD技術(shù)進行全機三維數(shù)字化定義。

2.2 MBD技術(shù)在飛機制造工藝設計上的應用

從相關(guān)數(shù)據(jù)中可以看出我國的很多主機廠都是對老型號進行改造的，新型號相對而言很少，傳統(tǒng)的型號都是在20世紀或者是20世紀五六十年代產(chǎn)出的，技術(shù)水平相對比較低，它們主要是采用了模線樣板、紙質(zhì)二維工程圖等對飛機產(chǎn)品進行了表達。因為產(chǎn)品的圖紙和工裝圖紙的數(shù)量很大，故相關(guān)工作人員需要具有較好的識圖能力和耐心才可以保障工作的質(zhì)量。二維圖紙的表現(xiàn)力相對比較差，設計圖紙在設計的過程中也存在不協(xié)調(diào)的部分，這使得工作會耗費較多的時間；很多產(chǎn)品存在的不協(xié)調(diào)性在實際制造的時候才被發(fā)現(xiàn)，這使得企業(yè)會浪費一定的資金。同時，工藝文件的裝配指令是文字的，這會導致工作人員出現(xiàn)錯誤的情況，還有部分工作人員在開展工作的時候不看裝配指令，根據(jù)自己的主觀想法開展工作從而經(jīng)常出現(xiàn)設計以及工藝更改被遺漏的情況，飛機裝配故障的出現(xiàn)會導致其質(zhì)量不過關(guān)。隨著ARJ21慢慢運用到MBD技術(shù)的開始，該項技術(shù)在飛機裝配中的應用越來越廣泛，這將飛機工藝審查、工藝協(xié)調(diào)等工作的難度都降低了。MBD技術(shù)可以將飛機裝配中的問題得到很好的解決，它為自動化裝置的普及奠定了良好的基礎。因為MBD技術(shù)的應用可以將工作效率大大提高，減少了不必要的時間浪費，同時保障其生產(chǎn)的質(zhì)量。三維數(shù)字化可以使得工作人員對于產(chǎn)品有更加深入的了解，比如成飛開發(fā)的三維CAPP系統(tǒng)和西飛在DELMIA基礎上開發(fā)的三維數(shù)字化裝配工藝設計可以實現(xiàn)工藝設計過程的三維數(shù)字化和裝配指令的三維可視化，這將原本文字的裝配指令轉(zhuǎn)變成為三維可視，這對于工作人員是大大的解放。隨著科技的進一步發(fā)展，一些編程軟件可以讀取采用MBD技術(shù)定義模型中的制造信息來進行數(shù)控編程，再利用專業(yè)仿真軟件對其進行虛擬仿真和優(yōu)化，最終可以生成自動化設備從而讀取NC代碼，這可以實現(xiàn)飛機的自動化裝配的離線編程，這將工作效率進一步提高[2]。

3 結(jié)束語

總的來說，整篇文章著重對MBD技術(shù)在飛機裝配中的應用進行思考分析。MBD技術(shù)作為一種全新的數(shù)字化產(chǎn)品定義技術(shù)，對于飛機裝配工作有著極大的幫助，極大提高了工作的效率，為企業(yè)的型號研制提供極大的幫助，在某種程度上也推動社會經(jīng)濟科技的發(fā)展。

參考文獻

[1] 侯卓兵，孟靜暉，胡成丹，等.面向模塊化配置生產(chǎn)的大型飛機裝配規(guī)劃與仿真技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2017，（4）：24-30.

[2] 韓志仁，郭文杰，陳雪梅，等.基于MBD飛機裝配自動制孔路徑規(guī)劃研究[J].機械設計與制造，2015，（10）：201-203，208.