飛機數字化設計與制造技術最新發展

孫妮娜 蘇羽 胡梵

摘 要：飛機是我國重要的交通工具之一，往往需要投入較多的人力、物力資源，其中，飛機的數字化設計可謂是其生產與建造工作中的重要環節。如果在設計與制造的過程中存不足之處，很容易造成大量的資源浪費。數字化設計與制造技術的廣泛應用將會對飛機的整體設計、建造等各方面提供重要的支撐作用。基于此，本文對飛機設計和建造過程中的數字化技術應用及展開進行深入的剖析，期望為同行業者提供參考。

關鍵詞：飛機;設計制造;數字化技術;應用價值;發展創新

現階段，飛機制造方面的生產成本約占總成本的百分之二十左右，其中設計方面的工作又對飛機總體價格的百分之九十有重大影響，為此必須對飛機設計、制作等方面的工作產生更多關注，加大對數字化技術做出更合理地運用，從而使數字化技術的使用價值發揮出最大的作用。所以，本文對飛機數字化設計與制造技術最新發展加以分析，具有重要的現實意義。

一、數字化技術在飛機設計及制造中的應用

現階段，隨著科學技術的不斷發展，數字化技術已經應用到各個行業當中，并且取得十分出色的效果。在飛機設計與建造過程中，數字化技術額能夠更好地將飛機部件中重要的參數，按照相應的比例集成于三維立體的模型中，與傳統設計與建造工作存在著很大的區別。傳統飛機設計與建造的工作主要通過二位圖樣繪制完成，并且需要從不同方向對飛機整體設計進行制圖，其中工程量相當巨大。同時，由于在飛機生產工作中涉及到的零件量大以及與零件相關技術參數繁多，所以成熟的飛機制造企業需要確保所有技術參數的準確性。數字化技術的應用可以借助電腦完成上述工作，并且在計算機中記錄下了所有的產品參數，并且能夠根據實際狀況和位置進行詳細的標示。這就是所謂的三維標記技術，該技術對飛機零件尺寸進行統一比例的標示，產生了重要的積極影響，能夠使各部分材料粗糙度等信息都能夠一覽無余，并且在各種圖文、數碼和語言技術的支持下，標示工作也將更加標準化。

二、數字化技術在飛機設計及制造中的最新發展價值

（一）方案設計和決策工作中數字化技術的發展價值

飛機數字化技術的運用過程中，可以針對航班運營需要、特性等對舒適度、經濟效益、安全等方面做出平衡。在數字化技術的支持下，飛機總體設計和生產技術人員可以對飛機運營、技術要求、性能需求等方面加以了解，從而對飛機設計和建造工作作出適當的調整與完善，對各種方法進行綜合分析或研究，從而對方法作出不斷提高與完善，為設計建造工作的進行提出更多幫助。

（二）預裝配中數字化技術的發展價值

數字化技術同時，還能夠對飛機的總體設計、預裝配置系統等方面工作進行更高效的支持，從而提高了工作的有效性。這里提到的預裝配工作就是指能夠模擬組裝飛機的整個流程，但是由于飛機組裝工作對于航空全機的設計生產工作來說必不可少，而同時飛機在實際使用過程中也很容易產生不同的產品質量問題，所以現代數字化技術對此項工作的發展具有十分巨大的應用價值。而分段型生產則在航空預裝配工作的基礎上還能夠發展為數樣機生產，在現代計算機技術和數字化信息技術的支持下分段式生產在飛機預裝配工作的基礎上可以發展為數樣機，在現代計算機與數字化信息技術的幫助下，企業員工可以按照工藝流程進行飛機生產裝配等各方面的管理工作，同時也可以進行對原材料的品質檢驗工作，在生產實際過程時質量差錯的出現概率也將大大減少。

工作人員在進行分段式預裝配的模擬工作時，可以從四個方面進行：人機工程、裝配干涉、安裝順序，以及虛擬數字化等方面的仿真。所謂安裝和干涉的模擬工作，也就是對報警裝置進行的建立，由于預裝流程中和設置環節中存在著一系列的影響因素，系統既可以對其加以鑒別和報警。同時，還能夠使工程技術人員在第一時間內，對問題進行處理與檢測。即所謂的數字化生產全模擬，也就是在利用原有虛擬車間制造三維立體零件的基礎上，對原有廠房、起吊裝置、廠房等各方面的產品模型都加以了完善，以便于把代加工裝置中的零部件、半成品等，全部投入虛擬車間。同時，通過運用數字化技術還可以對實際的安裝順序進行了仿真，這樣就在確保了其與實際安裝流程相符的情況下，工程技術人員還可以及時發現了存在的嚴重隱患問題，并及時進行了適當的修復工作。而在此基礎之下，還可以從根本上減少了零件遺失的狀況，進而最好的發揮出了在預裝配工作過程中運用數字化技術的價值。

（三）綜合設計中數字化技術的發展價值

在數字化技術下，可以給飛機總體布局、建筑設計等方面工作的進行帶來更多幫助，三維數字化模型與數字化設計部分系統，可以對飛機結構強度設計、動力推進體系設計等子系統的設計加以完善，并為飛機設計工作進行提高幫助。另外，在飛機試驗測量、營運管理和制造等工作中，數字化技術也具有很重要的應用價值，能夠對整個飛機測試數據流程進行更加有效地存儲和管理，為整個飛機的設計和制造工作流程管理得更優化，提供了堅實基礎。在飛機營運制造的過程中，如果可以運用對航空器總裝環境、地面維修保障參數等方面的仿真與建模技術，將能以更少的代價實現航空器在總體設計和建造工作中的所有需求。

結論：

飛機設計與制造過程中設計的數據量十分龐大，并且對處理精度有著嚴格的要求，傳統方式進行飛機設計、生產等方面的耗費較多的人力物力，得到的數據處理準確度也較低，無法更好地適應飛機設計、生產等方面工作需要，而數字化技術的運用則可以對這些問題加以克服，同時又在虛擬預裝配功能的幫助下大大減少了能源浪費，設計生產的時間也有所縮短，由此可見其使用價值之巨大。

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