趙東艷

摘 要 經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展使得數(shù)字化裝配工藝在飛機(jī)制造業(yè)中有著極大的作用，它要求產(chǎn)品信息傳遞數(shù)字化、工藝規(guī)劃與仿真過程可視化等，這可以將飛機(jī)產(chǎn)品的研制周期縮短，降低研制的成本從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。本篇文章將對(duì)MBD技術(shù)在飛機(jī)裝置裝配中國內(nèi)外的應(yīng)用的現(xiàn)狀進(jìn)行思考分析，旨在進(jìn)一步提高其質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 MBD技術(shù)；飛機(jī)裝配；具體應(yīng)用

隨著MBD技術(shù)在飛機(jī)中的應(yīng)用，用三維數(shù)模完全二維圖紙，它使得飛機(jī)研制的效率和質(zhì)量有進(jìn)一步的提升，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。近幾年，我們可以發(fā)現(xiàn)國外飛機(jī)在國內(nèi)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)，這使得MBD技術(shù)進(jìn)入到國內(nèi)的企業(yè)中，這對(duì)于我國飛機(jī)研制有很大的幫助。本篇文章將對(duì)MBD技術(shù)在飛機(jī)裝配中國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行思考分析。

1 MBD技術(shù)的概述

MBD技術(shù)是美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)和波音公司經(jīng)過長時(shí)間研究或產(chǎn)生的，這對(duì)于飛機(jī)裝配行業(yè)等有著很大的幫助。接下來就對(duì)該技術(shù)進(jìn)行思考介紹，主要有以下幾個(gè)方面：

1.1 MBD技術(shù)的內(nèi)涵

MBD技術(shù)是用集成的三維體模型來表達(dá)產(chǎn)品定義信息的方式，它是將二維圖紙上的幾何形狀信息、尺寸與公差等通過三維實(shí)體的模型展現(xiàn)出來。這種方式將傳統(tǒng)上使用二維實(shí)體模型描述幾何形狀的信息，用三維可以將產(chǎn)品的尺寸等信息通過數(shù)字化定義。

1.2 MBD的數(shù)據(jù)集表達(dá)方式

在CATIA環(huán)境下，完整的MBD數(shù)據(jù)主要由設(shè)計(jì)模型、標(biāo)注以及屬性這三個(gè)部分組成。其中設(shè)計(jì)模型主要是指外部參考、構(gòu)造幾何、工程幾何以及零件幾何體，外部參考主要是指模型中關(guān)聯(lián)到其他產(chǎn)品實(shí)例的幾何元素，它們是產(chǎn)品模型間關(guān)聯(lián)關(guān)系的載體，可以驅(qū)動(dòng)其他線框、表面和實(shí)體模型元素的定義；工程幾何主要是有坐標(biāo)系統(tǒng)和基準(zhǔn)面兩種，它們是模型建立的基礎(chǔ)；構(gòu)造幾何主要是用來保存建模過程中的必需信息，而不是用來描述制造工藝等內(nèi)容的，通過在外部參考信息和工程幾何信息的基礎(chǔ)上去構(gòu)建模型中需要的數(shù)據(jù)。零件幾何體描述的是祖自宏零件實(shí)體形狀的模型幾何，包括建模過程中生成的一系列特征。

一般對(duì)其標(biāo)注有尺寸、基準(zhǔn)、公差、粗糙度等信息，尺寸、基準(zhǔn)、公差等信息在三維模型上直接表達(dá)出來，標(biāo)準(zhǔn)中的信息可能會(huì)存在一定的聯(lián)系，模型使用者可以通過該種聯(lián)系對(duì)于模型所要表達(dá)的內(nèi)容有著清楚的了解[1]。

2 MBD技術(shù)在飛機(jī)裝配中國內(nèi)外的具體應(yīng)用

從上面的文章中對(duì)于MBD技術(shù)有一定的了解，接下來就對(duì)MBD技術(shù)在飛機(jī)裝配中國內(nèi)外的具體應(yīng)用進(jìn)行思考分析，主要有以下幾個(gè)方面：

2.1 MBD技術(shù)在飛機(jī)工程設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

在我國飛豹飛機(jī)是最早設(shè)計(jì)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的飛機(jī)型號(hào)，主要是利用飛豹飛機(jī)的二維圖紙、模線樣板等完成對(duì)于飛豹飛機(jī)的建模工作，該種方式可以算為逆向工程范疇，在嚴(yán)格意義上還不能夠被認(rèn)定為是數(shù)字化設(shè)計(jì)。真正采用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的技術(shù)是ARJ21支線客機(jī)，它是將三維數(shù)據(jù)化模型、二維工程圖以及零組件明細(xì)表合成，這使得飛機(jī)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性大大提高。同時(shí)，利用其他技術(shù)可以減少結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)中之間的不協(xié)調(diào)因素，但是因?yàn)樵撔吞?hào)的產(chǎn)品三維數(shù)字化模型中還不存在定義零組件的制造屬性，這些屬性以及加工要求等都會(huì)在二維工程圖等技術(shù)文件上體現(xiàn)出來，但是嚴(yán)格說來它仍然不屬于MBD技術(shù)范圍之內(nèi)。AJR21客機(jī)所采用的設(shè)計(jì)方法在工程設(shè)計(jì)技術(shù)上是有很大的進(jìn)步，但是就其制造系統(tǒng)而言還是有一定局限性的。隨著科技經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于MBD技術(shù)的研究也更加深入，我國對(duì)其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究并制定出一些的規(guī)范。利用該技術(shù)可以結(jié)束二維工程圖的使用，這減少了工作人員的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)將研制周期也大大縮短。在我國大型客機(jī)C919就使用了MBD技術(shù)進(jìn)行全機(jī)三維數(shù)字化定義。

2.2 MBD技術(shù)在飛機(jī)制造工藝設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

從相關(guān)數(shù)據(jù)中可以看出我國的很多主機(jī)廠都是對(duì)老型號(hào)進(jìn)行改造的，新型號(hào)相對(duì)而言很少，傳統(tǒng)的型號(hào)都是在20世紀(jì)或者是20世紀(jì)五六十年代產(chǎn)出的，技術(shù)水平相對(duì)比較低，它們主要是采用了模線樣板、紙質(zhì)二維工程圖等對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行了表達(dá)。因?yàn)楫a(chǎn)品的圖紙和工裝圖紙的數(shù)量很大，故相關(guān)工作人員需要具有較好的識(shí)圖能力和耐心才可以保障工作的質(zhì)量。二維圖紙的表現(xiàn)力相對(duì)比較差，設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谠O(shè)計(jì)的過程中也存在不協(xié)調(diào)的部分，這使得工作會(huì)耗費(fèi)較多的時(shí)間；很多產(chǎn)品存在的不協(xié)調(diào)性在實(shí)際制造的時(shí)候才被發(fā)現(xiàn)，這使得企業(yè)會(huì)浪費(fèi)一定的資金。同時(shí)，工藝文件的裝配指令是文字的，這會(huì)導(dǎo)致工作人員出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況，還有部分工作人員在開展工作的時(shí)候不看裝配指令，根據(jù)自己的主觀想法開展工作從而經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計(jì)以及工藝更改被遺漏的情況，飛機(jī)裝配故障的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致其質(zhì)量不過關(guān)。隨著ARJ21慢慢運(yùn)用到MBD技術(shù)的開始，該項(xiàng)技術(shù)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用越來越廣泛，這將飛機(jī)工藝審查、工藝協(xié)調(diào)等工作的難度都降低了。MBD技術(shù)可以將飛機(jī)裝配中的問題得到很好的解決，它為自動(dòng)化裝置的普及奠定了良好的基礎(chǔ)。因?yàn)镸BD技術(shù)的應(yīng)用可以將工作效率大大提高，減少了不必要的時(shí)間浪費(fèi)，同時(shí)保障其生產(chǎn)的質(zhì)量。三維數(shù)字化可以使得工作人員對(duì)于產(chǎn)品有更加深入的了解，比如成飛開發(fā)的三維CAPP系統(tǒng)和西飛在DELMIA基礎(chǔ)上開發(fā)的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)過程的三維數(shù)字化和裝配指令的三維可視化，這將原本文字的裝配指令轉(zhuǎn)變成為三維可視，這對(duì)于工作人員是大大的解放。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，一些編程軟件可以讀取采用MBD技術(shù)定義模型中的制造信息來進(jìn)行數(shù)控編程，再利用專業(yè)仿真軟件對(duì)其進(jìn)行虛擬仿真和優(yōu)化，最終可以生成自動(dòng)化設(shè)備從而讀取NC代碼，這可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的自動(dòng)化裝配的離線編程，這將工作效率進(jìn)一步提高[2]。

3 結(jié)束語

總的來說，整篇文章著重對(duì)MBD技術(shù)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用進(jìn)行思考分析。MBD技術(shù)作為一種全新的數(shù)字化產(chǎn)品定義技術(shù)，對(duì)于飛機(jī)裝配工作有著極大的幫助，極大提高了工作的效率，為企業(yè)的型號(hào)研制提供極大的幫助，在某種程度上也推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯卓兵，孟靜暉，胡成丹，等.面向模塊化配置生產(chǎn)的大型飛機(jī)裝配規(guī)劃與仿真技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2017，（4）：24-30.

[2] 韓志仁，郭文杰，陳雪梅，等.基于MBD飛機(jī)裝配自動(dòng)制孔路徑規(guī)劃研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2015，（10）：201-203，208.