航空制造業計算機技術的應用

劉燕南

【摘? 要】隨著科技水平的不斷提升，計算機技術被應用在越來越多的領域，特別是在工業生產過程中。航空制造業對我國的國防至關重要，而信息化和智能化是先進航空制造技術的基礎。論文闡述了計算機技術在航空制造業中的應用現狀，主要涉及數字設計技術、集成技術、數控加工技術等方面。

【Abstract】With the continuous improvement of science and technology， computer technology has been applied in more and more fields， especially in the process of industrial production. Aviation manufacturing industry is very important to China's national defense， and informatization and intelligentialize are the foundation of advanced aviation manufacturing technology. This paper expounds the application status of computer technology in aviation manufacturing industry， mainly involving digital design technology， integration technology， NC machining technology and so on.

【關鍵詞】航空制造;計算機技術;應用

【Keywords】aviation manufacturing; computer technology; application

【中圖分類號】V260.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）03-0172-02

1 引言

隨著信息技術的飛速發展，航空制造業也發生了巨大的變化。與傳統制造技術相比，現代航空航天制造具有數字化、無邊界、無紙化、集成化、國際化、高精度、高度協作和其他新功能?？梢哉f，航空制造業的每個部分都有計算機技術的應用，現代信息技術獨特地促進了航空業的發展。當前，國際和周邊形勢的發展給中國航空業帶來了巨大壓力，也帶來了前所未有的機遇。對國防和經濟發展的迫切需求，對航空航天業提出了開發更多新型飛機和各種性能優異的飛機的要求。本文介紹了中國航空技術的發展現狀，并指出了未來的發展趨勢，重點是促進數字設計制造技術，數控集成技術和處理技術的推廣和應用。

2 航空制造業的發展現狀

2.1 航空制造業的現狀

中國的航空航天業已經發展了幾十年，在國家的一貫關注下，它已經建立了一支勇敢而科學先進的研究和生產團隊，同時建立有一個大型的、專業支持的研究和生產基地。航空制造部門在預研究、關鍵模型研究和新技術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換和分包引進了許多先進技術和加工廠。一些工廠擁有初步的先進技術，如本地計算機網絡、信息集成技術、無紙化遠程設計和制造以及并行工程。整個航空航天工業基本上都具有第三代戰斗機和第二代支線噴氣機以及它們的支撐設備的研究和生產能力，以及一定的制造實力。

2.2 航空制造業的發展趨勢

盡管在過去的幾十年中，中國的航空制造技術已經奠定了堅實的基礎，但是鑒于高科技和高投資的新型航空產品以及其快速的研發能力，大規模生產和快速批量生產，中國的航空航天儲備似乎仍然不足。中國航空制造快速轉換技能很弱，新航空產品的開發周期過長，難以滿足迫切需求，升級武器裝備，發展民航運輸。不論是個人專業知識或技術水平方面，與世界發達國家相比，仍有很大差距。為了滿足航天產品開發的需求，中國航天工業需要抓住機遇，加快發展。當前，我們應集中精力開發用于航空航天產品和輔助產品的大規模生產的制造技術，并推進對用于下一代航空航天產品開發的制造技術的研究[1]。

3 計算機技術在航空制造業的應用

計算機技術在航空航天制造工業的發展中起著重要作用?，F階段，計算機技術被廣泛用于航空航天制造領域，從而促進了航空技術的發展。由于飛機結構具有高度的復雜性，巨大的體積，特殊的材料，高度的加工難度和高度的精度，計算機和數字控制技術的使用保證了產品的質量并提高了制造生產效率。在機械加工方面，飛機零件的形狀非常復雜，表面也需要特殊處理，而數字化設計技術、仿真模擬技術和現代集成技術的使用則確保了加工的穩定性并提高了工件的精度。

3.1 數字設計技術

以飛機組裝過程為例，過去使用的是模擬尺寸，如模板、模具線和原型，方法、效率、準確性和產品質量都較低?，F在借助計算機對裝配協調過程使用數字量轉移過程進行了改進，顯著提高了該過程的效率和準確性。無論裝配的類型如何，協調過程都取決于設計，因此，改善匹配和協調過程必須從設計開始。

數字設計技術包括CAD/CAM技術，計算機技術，網絡數據庫基于信息集成技術的發展，主要內容是產品的數字化定義，虛擬裝配和并行技術。數字產品的定義是使用計算機進行描述和定義新產品的研發，旨在數字化產品的整個生命周期，定義和描述該產品所包含的信息，以及這些信息之間的相互關系。產品介紹數字組裝是指通過計算機實施對數字定義的產品零件執行虛擬裝配，確定航空零件的裝配尺寸是否合適。在設計過程中盡量減少任何不當的因素并減少制造過程中的變更和返工。得益于數字設計技術，波音777的開發周期減半，分別降低成本25%和75%缺陷和返工率，顯著提高了產品質量。在波音777飛機上在開發和制造過程中的成功應用突顯了數字設計技術的重要性[2]。

3.2 仿真模擬技術

開發現代計算機仿真技術以在設計實際系統之前對各種假設的系統性能進行實驗研究。另外，現代計算機仿真技術的發展已經超出了實驗技術的范圍，并已發展成為一種現代設計技術和方法。使用該技術可以在產品實現之前對設計理念、潛在產品性能、軍事價值、使用效率和適用性的程度進行研究和評估。這樣可以大大降低產品開發的風險和時間，并降低研發成本。隨著多媒體技術的應用，計算機仿真技術已經從數據分析和圖像仿真發展到創建虛擬現實系統，以實現虛擬設計和虛擬生產[3]。

虛擬現實技術（VR）是一種新型的人機界面。用戶可以使用虛擬現實系統沉浸在計算機生成的虛擬環境中并與之交互。VR可以描述為將人與信息融合在一起的科學，它由三維空間和交互式計算機生成的環境組成。這些環境可以是真實的模型或虛構的世界，其目的是通過虛構的經驗傳達信息。

在產品概念中，設計人員可以使用VR技術和巖土工具在稱為虛擬設計的虛擬環境中執行數字化操作。虛擬設計技術可以使設計師以自然的人為行為與計算機系統進行直觀的交互，從而有助于加快設計過程并充分利用設計師的創造性思維。在設計中使用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。在產品測試過程中，安裝和調試“軟模式”的虛擬設計和制造為測試創造了非常好的條件，并且避免了過去重復的物理樣品生產設計過程，這對于降低產品成本非常重要。

3.3 計算機集成技術

由于航空航天產品的開發周期更長，結構更復雜，精度要求更高，使用壽命更長，售后條件更復雜，因此，相比于其他工業產品的研究，開發和生產需要國際合作。因此，對于航天航空產品的生產制造而言，綜合性技術的重要性不言而喻，尤其是在計算機集成技術方面。計算機集成技術是指利用計算機技術將數字控制單元的處理、編程和CAD圖集成為一個整體，以確保產品的質量，并在很大程度上降低生產和開發成本。

現代集成技術包括信息、流程和公司集成?；诂F代集成技術，航空航天產品可以實現全球生產、網絡以及數字化生產和制造。例如，在波音公司實現了波音777的研發和生產之后，公司開始了飛機結構和控制方面的計劃，主要圍繞用戶的統一管理和信息收集，設計和生產直至最終交付形成?，F代集成技術可以解決傳統單個數據源中存在的各種問題，實現對產品數據的統一管理，確保所需的信息統一性、有效性、協調性、完整性和安全性等，同時也將制造、銷售、服務等過程集合在一起[4]。

4 結語

綜上，隨著社會的進步，航空航天業對環境保護、節能、輕量化和可靠性的需求日益增長。航空制造技術始終是航空產品開發和生產的重要技術基礎。先進制造技術的發展日新月異，許多技術有機地融合在一起，其發展的總體趨勢是自動化、靈活化、集成化、智能化、全球化、虛擬化和網絡化。作為最早結合計算機技術的行業，計算機技術顯然促進了航天工業各個方面的變化。計算機技術每天都在發展和變化，航空制造業只要充分利用各種新興計算機技術，必然會提高其技術水平和生產實力。航空制造技術必須不斷提高其技術水平和制造實力，結合不同領域和先進技術，以滿足航空航天工業快速發展的需要，滿足社會需求。

【參考文獻】

【1】郭恩明.我國航空制造技術的現狀及發展趨勢[J].航空制造技術，2002（01）：27-29+58.

【2】白小文.計算機技術在航空制造業中的應用[J].科技創新與應用，2015（17）：69.

【3】楊海成.計算機與航空先進制造技術[J].航空計算技術，1998（03）：5-8.

【4】王慶利.論計算機技術在航空發展過程中的創新與應用[J].信息與電腦（理論版），2016（12）：94-95.