【64】?第37卷?第5期?
2015-05(下)
飞机数字化装配生产线布局仿真技术研究
Research on simulation about aircraft digital assembly line layout
王 巍，俞鸿均，安宏喜，谷天慧
WANG Wei, YU Hong-jun, AN Hong-xi, GU Tian-hui
（沈阳航空航天大学 航空航天工程学部，沈阳 110136）
摘 要：由于我国目前飞机装配周期长、劳动强度大等原因，加快发展飞机数字化装配生产线已经迫
在眉睫。飞机数字化装配生产线布局仿真时模型构建有很多种方式表达效果，为满足生产线上设备、工装和产品等快速建模与布局仿真需求，解决部分软件建模周期长，布局方案调整慢，产品可视化效果不明显，以经验方式建模较多等问题。从数字化生产线关键技术考虑，通过对建模软件的介绍与比对，引进一种新的软件建模与仿真技术。对该软件仿真效果及优势进行研究，详细阐述了该软件在飞机数字化装配生产线中应用方法，并对快速制作过程进行了流程分析，最终在某机型机翼对接中展示应用。
关键词：飞机数字化装配；生产线；仿真技术；布局 中图分类号：V260.5 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2015)05(下)-0064-04Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.05(下).19
收稿日期：2015-01-19
作者简介：王巍（1965 -），女，教授，硕士，研究方向为数字化飞机制造技术、飞机装配工装的通用性及模块化设计。 0 引言
由于飞机装配零件数量巨大、形状复杂、材料多类、价值较高等特点，装配复杂度高、难度大、对现场操作工人要求比较严格[1]。国内外航空制造企业发展飞机数字化装配柔性化、自动化移动式装配生产线技术已迫在眉睫，然而针对不同的生产任务，快速合理地配置制造资源，规划生产线，前期布局生产线仿真技术得到了快速的发展。对于飞机装配生产线的布局设计模型构建有很多种方式表达，但目前生产线建模仿真软件存在诸多方面的不足：建模周期长、建模依赖人的经验、方案修改较慢、可视化效果不明显、缺少智能建模机制，对其生产线厂房及内部设备、工装、产品布局及装配工艺全局可视化仿真方面研究为数不多。
飞机数字化装配生产线布局设计是一个高投资、高风险过程。国外已运行的复杂制造系统（特别是FMS ）约有80% 都没有完全达到设计要求，其中60%都是由于初期布局不合理或失误而造成的[2] 。用传统的方法对飞机装配生产线设计、实施与控制很难达到预期的效果，通过图纸及实际场景采样图像观测方法，可以表达生产线布局部分造型，但这只是对于大概的布局表面化的了解，具有相当的局限性。因而，研究飞机数字化装配生产线三维虚拟仿真技术，成为当前飞机数字化制造一种行之有效的实验方法，已经广泛深入地应用在制造系统的设计、运作和优化中。如图1所示。
就飞机数字化装配生产线布局而言，可对生产线不同的布局方案进行参数化仿真表达，在虚拟的空间内
对生产线布局从多角度进行真实感还原，找出系统方案可能存在的问题，通过修改和调整参数、运行并进行比较，可寻求较优的规划方案。
飞机数字化装配生产线布局较复杂，外形的表达与观察方式比较局部，全方位的表达需求始终存在，由于软件本身与存贮量的局限性，大部分软件很难将生产线布局全方位的视觉表达及可参考价值比较局限。CATIA ，ProE ，UG ，SolidWorks ，DELMIA 等具有仿真模块类软件对复杂的设备建模周期较长，建立生产线的仿真透视上比较局限。这些软件也很难对模型进行真实材质赋予，在形态与材质上的表达较欠缺。提供仿真方法只是对生产系统运行过程的模拟，而快速验证与选择生产线布局设计方案、运作方式、生产节拍合理性、设备利用率的合理匹配、车间生产能力等并没有详细表达与全局显示。
针对以上问题，详细阐述了生产线布局设计关键技术，对飞机数字化装配生产线可视化仿真快速建模与仿真方法等方面进行分析，并对Maya 软件实际操作流程
进行模块化的分析图解，按照操作流程，建立基于某型
图1 某飞机装配生产线