飞机数字化装配技术体系研究

飞机数字化装配技术分析

摘要：为实现智能化飞机装配，行业技术人员应在飞机装配技术发展进程中融入先进数字化技术，以满足时代发展需求，保障飞机装配质量和效率。本文先分析飞机数字化装配技术体系包括的技术内容，进而探究飞机数字化装配技术的具体应用。相关行业人员应注重应用数字化装配技术，以强化我国飞机制造水平。

关键词：飞机；数字化；装配技术

引言：我国技术水平的提升，为各行各业带来发展机遇。航空制造业应注重创新生产技术，以实现产业突破。在产品制造阶段，为在最大程度上保证零件质量，业内技术人员应在生产链运作中引用数字化技术，加大对产品装配环节的重视。飞机作为关键交通工具，一旦发生安全事故，将会造成巨大损失。所以，如何通过技术创新促使飞机装配水平提升，是当前航空制造业需要重点探究的课题。

1数字化装配技术体系

1.1数字化装配工艺

在科学技术高速发展的时代背景下，飞机数字化装配技术已在诸多工业领域广泛应用。通过数字化装配技术体系的合理应用，可借助三维实体模型的集成对产品定义信息进行完整表达，并以实体模型作为制造依据，在实际装配工作中投入使用，以提高装配科学性。数字化装配工艺设计在数字化装配技术体系中属于基本内容，其可归类于基于模型的MBD定位技术，这一技术在数字化定义规范的前提下，通过三维建模的方式定义产品，最终可完成三维工装模型和三维数字样机的打造[1]。

1.2装配定位、制孔、连接技术

在数字化装配技术体系中，还包括装配定位技术、制孔技术和连接技术。其中，装配定位技术在实际应用中可分为零件装配基准孔面和工装定位两方面，但在运用飞机数字化装配技术进行飞机装配时，为保证飞机定位的精准性，往往会应用段件、板件、组合件及许多其他的装配零件。基于飞机数字化装配技术的柔性工装，可使传统装配工作中存储占地面积大、刚性工装刚性专用限制、结构开敞性差以及设计制造周期长等问题得到妥善处理，从而充分发挥其数字化、柔性化、模块化的应用优势。

基于飞机数字化装配技术研究

摘要：当前在飞机装配制造过程中，设计模型向实际产品传达的环节较多，相关工作人员需要对大量的装备进行装夹定位，从而导致装配过程中的装配协调线路较为复杂。现阶段，为保证装配工作的精度，应用基于模型的定义（ModelBasedDe?nition，MBD）技术制定相应的装配方案，成为了保障零部件与工艺装备之间协调性的有效方式之一。

关键词：飞机；数字化装配技术；自动化

引言

目前，随着我国工业生产设备的自动化、智能化水平越来越高，机械控制手段也在不断更新换代。在这一过程中，变频控制技术得到了广泛应用，为满足生产机械的复杂控制需求提供了保障。对于飞机装配起重机而言，优化起重机械控制方式是保障吊装生产质量和安全的必要手段，在其中融入变频控制技术会为优化生产带来帮助。

1、飞机数字化装配技术的特点

从飞机制造的角度来看，飞机装配是十分重要的生产工序，实践中必须实现零件、工装之间的有效协调。通常来说，飞机零件都具有体积大、价值高的特点，而且其外形结构各异，装配时工作难度大、复杂性强、干扰多且质量要求高，在吊装环节往往需要出动多台起重机协同作业。因此，飞机装配工作对起重设备控制精度的要求极高。在飞机装配过程中，相关工作人员必须基于科学方法保证外形和位置的准确度，因此装配生产环节必须强调装配动作、业务工作、设备维护的标准化以及工装夹具通用化。当前，飞机装配工作对传统起重机械的依赖性较高，使用中操作员需要进行高空作业，安全性相对较差。此外，现有的飞机装配系统运行环节容易低速运行，存在不稳定、设备故障率高且效率低的情况。在实践工作中，不仅需要强调人为操作的规范性，更应该突出起重机的不可替代性，尽量降低机械故障概率，从而提升飞机装配起重机控制水平，增强飞机装配吊装工作质量。

2、飞机数字化装配技术的应用

2.1模型驱动的三维可视化装配工艺快速规划技术

装配工艺规划包括装配BOM（BillofMaterial，物料清单）规划和装配工艺路线规划。装配BOM规划基于PBOM（ProcessBillofMaterial，工艺物料清单），在三维可视化环境下，以消耗式的方式快速进行装配BOM多级划分，包括装配单元划分、装配工序划分、装配工步划分，将待装配零组件分配到装配单元、AO和工步中，并定义装配单元之间、AO之间、装配工步之间的串并行关系。装配工艺规划还包括资源的划分，即根据选定生产线/生产单元/工位的资源布置情况，将工厂资源分配给各工艺过程，包括为各工序、工步分配工装、设备、工具、辅料、人工工时等制造资源，或者将各工序分配到装配生产线的各工位上。在装配BOM消耗式构建过程中，保持装配BOM数据与三维模型的一致性，BOM中的每一个零部件实例，都与三维模型对应，支持PBOM中同一个零部件的多个实例（不同位置）拆分到装配BOM的不同装配单元或工序、工步中。

飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势

摘要：科学技术的发展，促进了我国数字化技术的发展，并在飞机中得到了广泛的应用。装配中几何尺寸、物理损伤等的高精度测量是调控飞机装配工艺、保证装配指标的基础和关键，对飞机服役性能有着重要的影响。本文就飞机进行数字化装配关键技术及发展趋势进行研究，以供参考。

关键词：飞机数字化装配；脉动生产线；智能航空装备

引言

随着计算机建模技术、产品数据管理技术和多学科协同设计技术等数字化产品研制新技术的发展，数字样机技术在航空航天以及其他工程领域的应用越来越普遍。数字样机技术的应用在飞机的设计、仿真及制造等领域取代了基于物理样机试验驱动的传统研制模式，形成了仿真驱动的数字样机设计流程，极大提高了工作效率，缩短了型号研制周期。

1飞机先进装配技术的重要性及教学现状

飞机制造属于国民经济重点领域，符合科技创新战略需求。飞机的装配质量要求高，这是因为飞机各部件的气动外形、外廓尺寸、各部件之间的相互位置等，都是在装配过程中获得并确定的。飞机装配是飞机制造过程中的主要环节，对飞机产品的性能、寿命和成本都有很大影响。在飞机制造过程中，飞机装配的工作量占比约为45%―60%。因此合理的装配方案可以极大地降低飞机制造费用并提高生产率。随着科学技术的发展，传统的手工装配方式已经转变为数字化、集成化、自动化装配模式。良好的装配方案可以让制造费用降低20%―40%同时生产率提高100%―200%，大大提高生产效率，降低生产成本，已经成为飞机制造行业的热点。随着航空产品复杂性的提高和装配方式数字化转型，航空企业对于学生的知识水平及实践能力的要求也在不断提升。建立飞机装配虚拟仿真实验是训练学生动手能力、了解先进装配工艺最有效的途径。由于飞机所涉及的零件结构复杂、刚度低、系统复杂，所以教学难以配备硬件实验条件及软件实验系统。

2传统装配方式存在的问题

（1）装配过程存在多工序并行交叉，工艺分离面模糊，导致无法适应最大限度的并行工作需求，制约了面向多任务、柔性化脉动生产线的效率提升。（2）现有装配生产线自动排产能力和生产计划调整手段无法有效适应作业顺序约束、空间约束和资源约束以及其他因素引起的生产任务波动，目前仍主要依赖计划员的经验人工调整计划，效率较低。（3）资源动态配置调度能力难以适应生产线动态变化及需求。如针对装配过程中突发的计划更改，如何实现高效合理的动态资源优化配置是数字化柔性化脉动生产线必须具备的手段。（4）生产线感知能力和人机协同能力无法适应产品高品质管控需求。传统方式由于数据采集能力和数据传递效率受限，无法实现对装配过程的实时有效监控，易导致产品状态偏离；同时自动化装备接口缺乏友好性，无法通过人机协同高效完成复杂工况下的装配任务。（5）物流系统动态规划和快速响应能力不足。如在生产线站位间和部门间缺乏权威模型和统一数据源，无法满足关键节点的动态需求。（6）在线检测与测试手段信息化水平低。传统生产中，飞机装配各阶段检测与测试以人工为主，测试数据诊断和管理依赖人工，测试过程和数据可追溯性差，工序相对独立，不利于产品全周期管控。（7）传统以模拟量和数字量混用的管控系统难以适应面向脉动生产线的自主决策和数据分析能力需求。现有基于数据分析的主动感知、预诊断、自主决策等智能化成果在实际应用中存在较大的不足。（8）总装生产线整机线缆检测等重要业务场景智能化水平低。如整机线缆检测因缺乏统一有效的故障数据自动分类和信息建模能力，检测效率和可靠性依赖检测设备自身性能，完全没有发挥数字化在线检测设备的性能和能力。

飞机数字化装配技术的发展与应用

随着科技的不断进步和飞机制造业的快速发展，飞机数字化装配技术在航空制造领域中扮演着越来越重要的角色。数字化装配技术通过将传统的手工装配过程转变为数字化、智能化的方式，使得飞机制造过程更加高效、精准和安全。本文将探讨飞机数字化装配技术的发展现状以及其在飞机制造领域的应用情况。

一、飞机数字化装配技术的发展历程

飞机数字化装配技术的发展经历了多个阶段，从最初的CAD/CAM技术到如今的虚拟现实技术，每一个阶段的发展都极大地促进了飞机制造工艺的进步和效率提升。

1. CAD/CAM技术

计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术是飞机数字化装配技术发展的最初阶段。通过CAD软件，设计师可以将飞机的整体结构、零部件和装配工艺进行数字化设计，实现了设计部门和制造部门之间的无缝衔接。而CAM技术则可以根据CAD设计的参数，实现数控机床的智能化加工，提高零部件的加工精度和效率。

2. 数字化装配技术

数字化装配技术是在CAD/CAM技术的基础上发展而来的，它将CAD设计的数字模型和装配工艺与实际装配过程进行了深度融合。通过数字化装配技术，制造工程师可以在计算机上模拟飞机的装配过程，发现和解决装配中可能存在的问题，提前预防装配差错，确保零部件的精准度和装配质量。

3. 虚拟现实技术

随着虚拟现实技术的发展，飞机数字化装配技术又迈入了新的阶段。利用虚拟现实技术，制造工程师可以在虚拟环境中进行飞机装配的实时模拟，不仅可以更真实地还原实际装配场景，还可以进行全方位的体验和调试。这种虚拟装配技术大大提高了装配工程师的工作效率，减少了实际试装过程中的错误和浪费。

二、飞机数字化装配技术的应用领域

飞机数字化装配技术的应用领域非常广泛，涵盖了飞机设计、制造、测试和维护等多个环节。

1. 飞机设计 在飞机设计阶段，数字化装配技术可以帮助设计师实时模拟飞机的装配过程，发现和解决设计中可能存在的问题。通过数字化装配技术，设计师可以更加直观地了解不同零部件之间的装配关系，优化零部件的结构和安装方式，提高整体飞机的装配效率和性能。