基于MBD的飛機(jī)裝配技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

任宇航

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1 MBD技術(shù)的概念

MBD技術(shù)屬于當(dāng)前波音推廣使用的全新產(chǎn)品定義方式，其主要的思想是全三維針對特征的表達(dá)方式，給予文檔流程驅(qū)動，結(jié)合知識工程和過程模擬以及產(chǎn)品準(zhǔn)則規(guī)定這些。其使用一個(gè)集成的三維實(shí)體模型能夠清晰的表達(dá)產(chǎn)品定義的具體信息，也就是把制造和設(shè)計(jì)兩個(gè)信息一起定義到產(chǎn)品三維數(shù)字化模型當(dāng)中，進(jìn)而替換二維工程圖，確保數(shù)據(jù)所具有的唯一性。

MBD并不只是單純的三維標(biāo)注和模型，其不只是描述設(shè)計(jì)幾何信息，同時(shí)定義三維產(chǎn)品制造信息以及非幾何地管理信息。用戶只需要一個(gè)數(shù)據(jù)模型就能夠獲得所有信息，這樣能夠有效減少對于別的信息系統(tǒng)過于依賴，讓設(shè)計(jì)與制造企業(yè)二者信息交換能夠不全部依賴信息系統(tǒng)集成，進(jìn)而確保持續(xù)有效的連接。其經(jīng)過各種標(biāo)準(zhǔn)的方式可以更加充分的表述設(shè)計(jì)的思想，擁有十分強(qiáng)大的表現(xiàn)力。并且還突破了設(shè)計(jì)制造的瓶頸。它的設(shè)計(jì)和制造特點(diǎn)讓計(jì)算機(jī)以及工作人員解讀起來十分方便，和之前的定義方式僅僅能夠被工程人員解讀，從而可以有效解決設(shè)計(jì)和制造一體化的相關(guān)問題[1]。

MBD模型的構(gòu)建，不只是設(shè)計(jì)部門的工作，要求工藝和工裝以及檢驗(yàn)均要參加到設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，最終構(gòu)成的MBD模型才可以運(yùn)用到指導(dǎo)工藝制造和檢驗(yàn)。可以將其加入到知識工程和過程模擬以及產(chǎn)品要求當(dāng)中，把抽象且分散的知識能夠更加生動的匯集起來，讓設(shè)計(jì)和制造的流程變成知識積累與技術(shù)創(chuàng)新的過程，進(jìn)而當(dāng)作企業(yè)知識的優(yōu)秀載體。

2 MBD技術(shù)的應(yīng)用意義

基于傳統(tǒng)三維模式來說，其在使用時(shí)必須有效地+結(jié)合二維圖紙一起運(yùn)用，但是在其使用的過程中會出現(xiàn)諸多方面的問題，譬如：強(qiáng)制性對比、工程失誤率高、生產(chǎn)零部件缺乏時(shí)效性、存儲過程中難以進(jìn)行信息復(fù)制等方面的問題。除此之外，還存在有裝配方面不適當(dāng)問題，成本費(fèi)用超出問題。然而MBD技術(shù)在生產(chǎn)制造過程中的運(yùn)用能夠完成定義數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)一，同時(shí)還能夠在保證工程質(zhì)量的前提下有效的降低工程量。

3 MBD技術(shù)實(shí)施的若干問題

3.1 設(shè)計(jì)與制造分離

國內(nèi)航空制造業(yè)大都是廠所分離的狀態(tài)，設(shè)計(jì)、工藝分屬不同單位，設(shè)計(jì)人員不干涉制造工藝，工藝人員自行編制生產(chǎn)流程，導(dǎo)致MBD在國內(nèi)應(yīng)用方面違背了其從設(shè)計(jì)到加工一體化流程的定義。

3.2 相關(guān)技術(shù)人員缺乏

基于MBD技術(shù)的流程一體化模式，需要相關(guān)技術(shù)人員也要具備飛機(jī)制造過程中的一體化管理水平和技術(shù)能力。目前來說，設(shè)計(jì)人員中欠缺起碼的工藝知識，工藝技術(shù)人員亦缺乏設(shè)計(jì)判斷能力，造成很大的不便。嚴(yán)重缺乏能夠應(yīng)用MBD技術(shù)的航空技術(shù)人員[2]。

3.3 MB D產(chǎn)品檢驗(yàn)落后

基于MBD的產(chǎn)品檢測是三維數(shù)字圖形轉(zhuǎn)換為測量機(jī)等數(shù)字化設(shè)備能夠識別的數(shù)字信息的技術(shù)方法，并基于MBD的三維設(shè)計(jì)數(shù)模、工藝數(shù)模和檢測方案為依據(jù)的數(shù)字化產(chǎn)品檢驗(yàn)。國內(nèi)的檢測工藝相對落后導(dǎo)致MBD加工出的產(chǎn)品很難進(jìn)行尺寸公差測量，導(dǎo)致后期質(zhì)檢部門工作難度加大。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)制定不一

目前國內(nèi)航空制造業(yè)沒有統(tǒng)一的MBD標(biāo)準(zhǔn)，在協(xié)同制造中普遍存在工藝設(shè)計(jì)目的不明、業(yè)務(wù)范圍劃分不清，主要原因是由于無相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)可依。

4 MBD技術(shù)在飛機(jī)制造中對MBD技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 以MB D技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化定義技術(shù)

所謂數(shù)字化產(chǎn)品，實(shí)際上是指針對完成數(shù)字化制造為前提條件，通過數(shù)字量的模式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的描述。在進(jìn)行MBD技術(shù)的運(yùn)用后，就數(shù)字化產(chǎn)品方面，其定義信息必須根據(jù)明確的技術(shù)要求來完成管理。由于飛機(jī)的零部件設(shè)備具有非常多而又復(fù)雜的屬性，必須在實(shí)現(xiàn)多方面多數(shù)據(jù)要求的前提下，才可以增強(qiáng)數(shù)據(jù)信息管理的時(shí)效性、科學(xué)性，進(jìn)而才能夠增強(qiáng)飛機(jī)在制造過程中整體的協(xié)調(diào)性[3]。

4.2 以MB D技術(shù)為基礎(chǔ)的工藝裝備設(shè)計(jì)制造集成技術(shù)

所謂工藝裝備設(shè)計(jì)，實(shí)際上是指處在三維數(shù)據(jù)化背景下，將數(shù)字、工藝樣機(jī)作為前提條件和基礎(chǔ)，并對其設(shè)計(jì)、仿真進(jìn)行有效的管理控制和分析研究，進(jìn)而能夠創(chuàng)新技術(shù)設(shè)備的工程系統(tǒng)。在進(jìn)行實(shí)際的研發(fā)設(shè)計(jì)工作的過程中，產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)信息會隨時(shí)出現(xiàn)變化，同時(shí)這也屬于是導(dǎo)致工裝數(shù)模版本發(fā)生變化的主要原因之一。除此之外，有效的運(yùn)用三維關(guān)聯(lián)、在線技術(shù)同樣能夠研發(fā)出飛機(jī)產(chǎn)品、工藝產(chǎn)品。

在進(jìn)行工藝設(shè)備、三維數(shù)字化研發(fā)工作的過程中，將集成技術(shù)、數(shù)字化工藝技術(shù)進(jìn)行有效的融合并充分的運(yùn)用到研發(fā)過程當(dāng)中，進(jìn)而能夠在很大程度上強(qiáng)化飛機(jī)在設(shè)計(jì)、制造過程中工作的精準(zhǔn)性、高效性。

4.3 以MB D技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化檢測與質(zhì)量控制技術(shù)

在運(yùn)用MBD技術(shù)制造出的多種樣機(jī)種類當(dāng)中，進(jìn)行三維工藝技術(shù)研發(fā)工作。要能夠?qū)θS數(shù)字圖形的轉(zhuǎn)化模式實(shí)現(xiàn)有效的辨別，必須要具備有關(guān)技術(shù)手段、三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型以及檢驗(yàn)計(jì)劃等多方面的條件。數(shù)字樣機(jī)、工藝數(shù)字樣機(jī)與PDM三維檢驗(yàn)數(shù)據(jù)模型之間進(jìn)行充分有效的結(jié)合，進(jìn)而能夠獲取科學(xué)、有效的檢測數(shù)據(jù)；同時(shí)其還可以與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之間建立聯(lián)系，并將其充分地融合到質(zhì)量管理系統(tǒng)當(dāng)中，進(jìn)而能夠創(chuàng)建單架次飛機(jī)的質(zhì)量數(shù)據(jù)信息檔案。

5 結(jié)語

綜上所述，在飛機(jī)制造過程中充分有效地運(yùn)用MBD技術(shù)，不僅能夠提高飛機(jī)研發(fā)制造的時(shí)效性，同時(shí)還能夠在一定程度上優(yōu)化制造環(huán)境，在確保制造質(zhì)量的前提下增強(qiáng)了工作的效率。而在未來的飛機(jī)研發(fā)制造領(lǐng)域中，還需要不斷地增強(qiáng)工作人員對新的、先進(jìn)的技術(shù)的運(yùn)用和掌握，進(jìn)而能夠在工作中獲得更多的效益，甚至能夠推動航空航天產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高效的發(fā)展。