高嵩

摘要：目前，對現代飛機的工裝數字化技術己經日趨成熟，但是，現代飛機的工裝還一直處在二維矩形圖樣、三維圖形模型的發展階段，工裝產品設計和裝備生產研制過程中，主要問題是由于采用了一種傳統的工裝作業研制模式，這種作業方法嚴重地直接影響了現代飛機的生產周期。本文主要通過分析飛機工裝的數字化定義，對大型飛機機身工裝數字化的基本定義以及技術應用問題進行了深入探討，最后列出來飛機工裝數字化的總體發展框架，最后為飛機工裝數字化的運用提出建議。

關鍵詞：飛機裝配、數字化設計、技術

一、飛機工裝數字化定義

所謂的工裝數字化技術指的是對于工裝的設計與生產制造的過程中，采用數字信號來傳遞大小和信息的技術，利用計算機自動設計生產出關于工裝的三維實體模型，采用自動化數控加工的方式來制造各種工裝的零構件，并通過應用先進的計算機輔助測量技術來進行對工裝的設計、制造、安裝和檢測，它是一種先進的工裝設計、制造、安裝和檢測技術集成的一體高效率的化新生產技術。

飛機工裝設施在航空發動機制造過程中占據著很大的地位。通過采用工裝進行數字化技術，來設計、制造、安裝和檢查工裝，對于改善飛機的制造品質、縮短飛機開發研制的周期和降低生產費用具有十分重大的現實意義。

工裝的數字化技術大量地采用了數字傳輸的方法，可以減少工裝返修的數量，方便對工裝進行檢查，從而有效控制了工裝的精度和誤差等各個環節，有利于實現對工裝的設計、制造、安裝及檢測等各個環節的一體化，實現對制造工藝流程的信息整合與分析共享。數字化的工裝技術是通過數字式質量的傳遞，大大降低了國際標準的工藝設備裝置數量，不僅節約了許多的原材料和生產加工的時間，而且也大大縮短了工裝的開發和研制時間。

二、飛機工裝數字化生產的總體框架

大型飛機制造工裝企業數字化設備生產系統是以我國現代大型計算機無線網絡工作環境系統及其設備并行安裝工作管理模型系統為技術基礎，在中國工裝設備綜合技術管理體系的技術支持下，由大型飛機工裝設備數字化技術設計開發中心與船舶制造工裝技術信息服務開發中心這一個部分共同開發構成。該項列欄目的設計生產線以國家工裝產品綜合信息管理平臺作為設計核心和主要出發點，申請項目審核審查通過后，在國家工裝產品綜合信息管理平臺系統中自動生成一套工裝產品制造解決方案。

工裝設計人員通過飛機研制協同平臺下載產品數模和技術條件，在數字化設計中心利用工裝快速設計系統進行工裝設計，利用有限元分析軟件進行CAE工裝剛、強度分析，設計完成后的工裝數模導入工裝CAPP系統，進行工裝工藝方案制定。之后工裝制造部門在數字化制造中心開展工裝制造工作，利用車間可視化系統監控工序的流轉直至工裝交付的各個環節，實現工裝研發全生命周期的數字化管理。

三、當前飛機工裝數字化遇到的瓶頸

首先，我國飛機制造業起步時間短，最早建成的輕工業基地主要是想前蘇聯學習，和歐美等國家的航空企業相比，我國工裝的裝配架構造還不夠完善，在裝配過程中，通常需要占用大量的土地面積，而且，零部件生產時間長，使得整機裝備的時間也延長，故生產成本增加。

其次，我國工裝設計水平普遍偏較低。當下，我國飛機裝配技術滯后，關鍵零部件甚至是采用進口的方式，自主研發的水平較低，整體制造能力不強，要想造出理想的大型飛機，在保證質量的條件下提高生產效率，這是許多飛機裝配企業面臨的一個共同難題。要想讓國產飛機飛上藍天，就要拋棄“造不如買”的念頭，做到自主研發，提高工裝水平，縮短制造工期，要有系統化的意識，在生產的各個環節進行優化。

四、數字化技術在裝配工裝設計中的應用

工裝數字化設計具體是指在三維數字化環境內能落實對工裝結構零構件設計，數字化與裝配設計工作任務;工裝數字化制造具體是指在數字化設計工裝模型，數字化加工設備儀器等協助下，對工裝的關鍵屬性型面，互換協調交點進行加工與裝配;工裝數字化檢測是利用數字化檢測設備設施對數字化設計，制造工裝進行檢測的過程。在飛機工裝設計與制造過程中，數字化技術的應用有效的完善了飛機工裝設計、制造流程，具體體現在如下幾方面：

（1）調整了工藝裝備的設計制造形式，三維數字量將傳統技術中的實物樣本模擬量取而代之，這在很大程度上能降低工裝數目，省略了模型樣板、標準樣件、工裝制造樣板等物件。

（2）目前，數控加工與安裝技術在工藝裝配生產制造領域中有廣泛應用，其有效的扭轉了以往工裝制造分工、生產形式、作業程序、組織管理等模式。新的時代背景下，模擬量傳導被國內的航空公司廣泛運用，同時結合標準樣件、模線樣板的結構特征與功能，連續優化了飛機制造企業工裝制造的組織體系，專業分工原則在該體例中很好地表現了出來。

結語

數字化工裝技術將是飛機制造業的發展方向，由于計算機技術和數控設備的發展和大規模應用，全數字量傳遞不僅可以實現，而且先進的數字量可完全取代傳統的模擬量傳遞。數字化工裝技術在飛機制造行業具有廣闊的前景，其中的許多規范和技術難點需要人們在實踐中不斷地探索、完善和解決。

參考文獻

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