航空制造業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

宋波

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)也得到了迅速的提高。計(jì)算機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，特別是在航空制造業(yè)中發(fā)揮了重要作用，為航空工業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新帶來了新的動(dòng)力。目前，航空制造業(yè)的特點(diǎn)是協(xié)同性強(qiáng)、裝備精度高、發(fā)展迅速等，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給其帶來了很大的影響，極大地促進(jìn)了航空工業(yè)的發(fā)展。本文主要探討了計(jì)算機(jī)技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)，分析了計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，希望能為計(jì)算機(jī)技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的更好應(yīng)用做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：航空制造;計(jì)算機(jī)技術(shù);應(yīng)用

一、航空制造業(yè)的現(xiàn)狀

中國的航空航天業(yè)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，在國家的一貫關(guān)注下，它已經(jīng)建立了一支勇敢而科學(xué)先進(jìn)的研究和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)，同時(shí)建立有一個(gè)大型的、專業(yè)支持的研究和生產(chǎn)基地。航空制造部門在預(yù)研究、關(guān)鍵模型研究和新技術(shù)推廣方面取得了豐碩的成果。一些大型航空工廠通過模型轉(zhuǎn)換和分包引進(jìn)了許多先進(jìn)技術(shù)和加工廠。一些工廠擁有初步的先進(jìn)技術(shù)，如本地計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息集成技術(shù)、無紙化遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)和制造以及并行工程。整個(gè)航空航天工業(yè)基本上都具有第三代戰(zhàn)斗機(jī)和第二代支線噴氣機(jī)以及它們的支撐設(shè)備的研究和生產(chǎn)能力，以及一定的制造實(shí)力。

二、計(jì)算機(jī)技術(shù)在航空制造業(yè)的應(yīng)用

2.1、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)。航空制造業(yè)中的數(shù)字化技術(shù)主要體現(xiàn)在裝配效率與精確程度的提升。例如，在飛機(jī)組裝過程中，傳統(tǒng)的組裝主要使用樣板或其它模擬量的傳遞方法，要先通過對組裝過程進(jìn)行民間測試，但這種方式產(chǎn)出的效率較低，且容易出現(xiàn)誤差，十分不利于產(chǎn)品質(zhì)量的提升。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，飛機(jī)的組裝方法具簡易性、效率性以及精密性。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用還體現(xiàn)在優(yōu)越的設(shè)計(jì)技術(shù)上，設(shè)計(jì)方案是設(shè)備制造的根本所在，是提高裝配質(zhì)量的必要前提，必須要協(xié)調(diào)一致地進(jìn)行。而數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)依托于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行的，其運(yùn)行需要強(qiáng)大的計(jì)算、儲(chǔ)存、整合技術(shù)的支持，主要從事對產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與模擬裝配等，其運(yùn)行的主要目的在于對產(chǎn)品信息、關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行定位以及敘述數(shù)字化。

數(shù)字化技術(shù)可以最大程度上避免設(shè)計(jì)過程受到突發(fā)狀況的影響，減少了因環(huán)境等問題造成的重復(fù)作業(yè)，大大降低了裝配工作的錯(cuò)誤率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并對發(fā)展數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)具有重要意義。

2.2仿真模擬技術(shù)。開發(fā)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)以在設(shè)計(jì)實(shí)際系統(tǒng)之前對各種假設(shè)的系統(tǒng)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。另外，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)超出了實(shí)驗(yàn)技術(shù)的范圍，并已發(fā)展成為一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)和方法。使用該技術(shù)可以在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)之前對設(shè)計(jì)理念、潛在產(chǎn)品性能、軍事價(jià)值、使用效率和適用性的程度進(jìn)行研究和評估。這樣可以大大降低產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和時(shí)間，并降低研發(fā)成本。隨著多媒體技術(shù)的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)從數(shù)據(jù)分析和圖像仿真發(fā)展到創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和虛擬生產(chǎn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）是一種新型的人機(jī)界面。用戶可以使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中并與之交互。VR 可以描述為將人與信息融合在一起的科學(xué)，它由三維空間和交互式計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境組成。這些環(huán)境可以是真實(shí)的模型或虛構(gòu)的世界，其目的是通過虛構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)傳達(dá)信息。

在產(chǎn)品概念中，設(shè)計(jì)人員可以使用 VR 技術(shù)和巖土工具在稱為虛擬設(shè)計(jì)的虛擬環(huán)境中執(zhí)行數(shù)字化操作。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)可以使設(shè)計(jì)師以自然的人為行為與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行直觀的交互，從而有助于加快設(shè)計(jì)過程并充分利用設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造性思維。在設(shè)計(jì)中使用 VR 還可以最大程度地減少使用昂貴的物理樣本和過渡原型，并降低成本。在產(chǎn)品測試過程中，安裝和調(diào)試“軟模式”的虛擬設(shè)計(jì)和制造為測試創(chuàng)造了非常好的條件，并且避免了過去重復(fù)的物理樣品生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程，這對于降低產(chǎn)品成本非常重要。

2.3集成技術(shù)。眾所周知，航空工業(yè)產(chǎn)品要求的產(chǎn)品工藝復(fù)雜且要求高強(qiáng)的精密度，其生產(chǎn)過程十分復(fù)雜必須要集合發(fā)展。另外，對于現(xiàn)今社會(huì)的航空領(lǐng)域，集成技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該得到重視。 集成技術(shù)主要是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將遠(yuǎn)程控制、整體加工、 編程等步驟聯(lián)結(jié)為一個(gè)有機(jī)主體，從而極大地提高航天產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。通過將具體步驟整合在一起，從而提高裝配工程效率，提高裝配產(chǎn)品的質(zhì)量，幫助減少成本。集成技術(shù)其具有極強(qiáng)的專業(yè)性和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持，其能充分調(diào)動(dòng)全球化資源來制造，實(shí)現(xiàn)從客戶下單到生產(chǎn)制造再到最后的交付階段的一體化，在此過程中出現(xiàn)的問題都由集成技術(shù)統(tǒng)一管理、協(xié)同處理，充分保障了生產(chǎn)過程中的信息安全，有效降低管理成本，促進(jìn)航空制造業(yè)協(xié)同發(fā)展。

2.4數(shù)控加工技術(shù)。先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)是當(dāng)代航空制造業(yè)中一個(gè)重要的組成部分，也是柔性制造技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著我國近年來大量新機(jī)研制項(xiàng)目的開發(fā)，大量的業(yè)務(wù)都需要國際間合作，各航空企業(yè)所保有的數(shù)控機(jī)床總量已大幅度增加，通過數(shù)控機(jī)床加工的零件數(shù)量明顯增多。在航空制造所涉及的零部件主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件數(shù)量多，表面形狀復(fù)雜。因此加工技術(shù)難度很大，在此需求背景下，對航空行業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)水平有很高要求。為實(shí)現(xiàn)這一要求，以特征技術(shù)為基礎(chǔ)的針對飛機(jī)零部件和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)件的 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)技術(shù)，分布式的 DNC 技術(shù)，CAP 智能化技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，車間生產(chǎn)組織、管理調(diào)度技術(shù)有了很大的提高。

2.5虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)的出現(xiàn)的根本目的是為了實(shí)現(xiàn)航空航天飛機(jī)的準(zhǔn)確制造，通過利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及相關(guān)模擬軟件，實(shí)現(xiàn)對裝配全過程的模擬，通過在計(jì)算機(jī)上的展示，幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并努力解決，減少裝配失誤對于整個(gè)制造過程的影響。通過計(jì)算機(jī)虛擬制造的方法還能最大程度上保證裝配工程的安全性能，不斷優(yōu)化升級制造生產(chǎn)技術(shù)，在保證人員安全、設(shè)備安全的前提下，提高航空制造的效率，減少生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)制造失誤，從而提高航空制造價(jià)值。

2.6計(jì)算機(jī)技術(shù)在常規(guī)成形領(lǐng)域中的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在航空部件制造的三大傳統(tǒng)工藝（鈑金、機(jī)械加工、鉚裝）中的廣泛應(yīng)用，航空制造技術(shù)水平有很大進(jìn)步。飛機(jī)鈑金件往往具有結(jié)構(gòu)體積大，質(zhì)量輕的特點(diǎn)，而且大部分飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的鈑金部分是保證飛機(jī)氣動(dòng)外形的重要組成，其加工水平直接決定了飛機(jī)的氣動(dòng)性能。然而以蒙皮加工為例，傳統(tǒng)的蒙皮拉形機(jī)往往以人工操作為主，加工質(zhì)量取決于操作員的熟練度與技術(shù)水平，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

三、結(jié)語

總而言之，隨著社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，航空制造業(yè)面臨著環(huán)保，節(jié)能，輕量，可靠等更高更多的要求，只有與各領(lǐng)域、各項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合，才能滿足社會(huì)需求。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，航空制造業(yè)只要充分利用各項(xiàng)計(jì)算機(jī)新技術(shù)，就一定能提高技術(shù)水平和生產(chǎn)實(shí)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉燕南.航空制造業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2020（03）：172-173.

[2]劉青和.計(jì)算機(jī)技術(shù)在航空制造業(yè)中的應(yīng)用[J].山西青年，2020（03）：270.

（作者單位：沈陽沈飛集團(tuán)鋁業(yè)幕墻工程有限公司）