高嵩

摘要：目前，對現(xiàn)代飛機的工裝數(shù)字化技術(shù)己經(jīng)日趨成熟，但是，現(xiàn)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(fā)展階段，工裝產(chǎn)品設(shè)計和裝備生產(chǎn)研制過程中，主要問題是由于采用了一種傳統(tǒng)的工裝作業(yè)研制模式，這種作業(yè)方法嚴重地直接影響了現(xiàn)代飛機的生產(chǎn)周期。本文主要通過分析飛機工裝的數(shù)字化定義，對大型飛機機身工裝數(shù)字化的基本定義以及技術(shù)應(yīng)用問題進行了深入探討，最后列出來飛機工裝數(shù)字化的總體發(fā)展框架，最后為飛機工裝數(shù)字化的運用提出建議。

關(guān)鍵詞：飛機裝配、數(shù)字化設(shè)計、技術(shù)

一、飛機工裝數(shù)字化定義

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

飛機工裝設(shè)施在航空發(fā)動機制造過程中占據(jù)著很大的地位。通過采用工裝進行數(shù)字化技術(shù)，來設(shè)計、制造、安裝和檢查工裝，對于改善飛機的制造品質(zhì)、縮短飛機開發(fā)研制的周期和降低生產(chǎn)費用具有十分重大的現(xiàn)實意義。

工裝的數(shù)字化技術(shù)大量地采用了數(shù)字傳輸?shù)姆椒ǎ梢詼p少工裝返修的數(shù)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(huán)節(jié)，有利于實現(xiàn)對工裝的設(shè)計、制造、安裝及檢測等各個環(huán)節(jié)的一體化，實現(xiàn)對制造工藝流程的信息整合與分析共享。數(shù)字化的工裝技術(shù)是通過數(shù)字式質(zhì)量的傳遞，大大降低了國際標準的工藝設(shè)備裝置數(shù)量，不僅節(jié)約了許多的原材料和生產(chǎn)加工的時間，而且也大大縮短了工裝的開發(fā)和研制時間。

二、飛機工裝數(shù)字化生產(chǎn)的總體框架

大型飛機制造工裝企業(yè)數(shù)字化設(shè)備生產(chǎn)系統(tǒng)是以我國現(xiàn)代大型計算機無線網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境系統(tǒng)及其設(shè)備并行安裝工作管理模型系統(tǒng)為技術(shù)基礎(chǔ)，在中國工裝設(shè)備綜合技術(shù)管理體系的技術(shù)支持下，由大型飛機工裝設(shè)備數(shù)字化技術(shù)設(shè)計開發(fā)中心與船舶制造工裝技術(shù)信息服務(wù)開發(fā)中心這一個部分共同開發(fā)構(gòu)成。該項列欄目的設(shè)計生產(chǎn)線以國家工裝產(chǎn)品綜合信息管理平臺作為設(shè)計核心和主要出發(fā)點，申請項目審核審查通過后，在國家工裝產(chǎn)品綜合信息管理平臺系統(tǒng)中自動生成一套工裝產(chǎn)品制造解決方案。

工裝設(shè)計人員通過飛機研制協(xié)同平臺下載產(chǎn)品數(shù)模和技術(shù)條件，在數(shù)字化設(shè)計中心利用工裝快速設(shè)計系統(tǒng)進行工裝設(shè)計，利用有限元分析軟件進行CAE工裝剛、強度分析，設(shè)計完成后的工裝數(shù)模導(dǎo)入工裝CAPP系統(tǒng)，進行工裝工藝方案制定。之后工裝制造部門在數(shù)字化制造中心開展工裝制造工作，利用車間可視化系統(tǒng)監(jiān)控工序的流轉(zhuǎn)直至工裝交付的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)工裝研發(fā)全生命周期的數(shù)字化管理。

三、當前飛機工裝數(shù)字化遇到的瓶頸

首先，我國飛機制造業(yè)起步時間短，最早建成的輕工業(yè)基地主要是想前蘇聯(lián)學(xué)習(xí)，和歐美等國家的航空企業(yè)相比，我國工裝的裝配架構(gòu)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(chǎn)時間長，使得整機裝備的時間也延長，故生產(chǎn)成本增加。

其次，我國工裝設(shè)計水平普遍偏較低。當下，我國飛機裝配技術(shù)滯后，關(guān)鍵零部件甚至是采用進口的方式，自主研發(fā)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(zhì)量的條件下提高生產(chǎn)效率，這是許多飛機裝配企業(yè)面臨的一個共同難題。要想讓國產(chǎn)飛機飛上藍天，就要拋棄“造不如買”的念頭，做到自主研發(fā)，提高工裝水平，縮短制造工期，要有系統(tǒng)化的意識，在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化。

四、數(shù)字化技術(shù)在裝配工裝設(shè)計中的應(yīng)用

工裝數(shù)字化設(shè)計具體是指在三維數(shù)字化環(huán)境內(nèi)能落實對工裝結(jié)構(gòu)零構(gòu)件設(shè)計，數(shù)字化與裝配設(shè)計工作任務(wù);工裝數(shù)字化制造具體是指在數(shù)字化設(shè)計工裝模型，數(shù)字化加工設(shè)備儀器等協(xié)助下，對工裝的關(guān)鍵屬性型面，互換協(xié)調(diào)交點進行加工與裝配;工裝數(shù)字化檢測是利用數(shù)字化檢測設(shè)備設(shè)施對數(shù)字化設(shè)計，制造工裝進行檢測的過程。在飛機工裝設(shè)計與制造過程中，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用有效的完善了飛機工裝設(shè)計、制造流程，具體體現(xiàn)在如下幾方面：

（1）調(diào)整了工藝裝備的設(shè)計制造形式，三維數(shù)字量將傳統(tǒng)技術(shù)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(shù)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(shù)控加工與安裝技術(shù)在工藝裝配生產(chǎn)制造領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用，其有效的扭轉(zhuǎn)了以往工裝制造分工、生產(chǎn)形式、作業(yè)程序、組織管理等模式。新的時代背景下，模擬量傳導(dǎo)被國內(nèi)的航空公司廣泛運用，同時結(jié)合標準樣件、模線樣板的結(jié)構(gòu)特征與功能，連續(xù)優(yōu)化了飛機制造企業(yè)工裝制造的組織體系，專業(yè)分工原則在該體例中很好地表現(xiàn)了出來。

結(jié)語

數(shù)字化工裝技術(shù)將是飛機制造業(yè)的發(fā)展方向，由于計算機技術(shù)和數(shù)控設(shè)備的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用，全數(shù)字量傳遞不僅可以實現(xiàn)，而且先進的數(shù)字量可完全取代傳統(tǒng)的模擬量傳遞。數(shù)字化工裝技術(shù)在飛機制造行業(yè)具有廣闊的前景，其中的許多規(guī)范和技術(shù)難點需要人們在實踐中不斷地探索、完善和解決。

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