飞机数字化制造实习报告

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2015年7期 55 大型飞机数字化设计制造技术应用综述 佟立杰 西安航空职业技术学院，陕西 西安 710089 摘要：数字化飞机设计制造技术加快了现代飞机研制的整体进程。数字化技术迅速发展和广泛应用，使传统飞机产品的研制过程发生了根本性的变革，将对工厂的技术改造、技术和生产管理、人才的培养产生深远的影响。民机公司虽然在数字化制造技术方面拥有一些经验和基础，但是与国际上先进的航空制造公司相比，还有很大的差距。民机公司必须在生产实践中不断总结，吸取国内外的先进经验，不断完善自己的数字化制造技术，提升民用飞机的研制水平。 关键词：大型飞机；设计制造；技术应用 中图分类号：F416.5 文献标识码：A 文章编号：1671-5780（2015）6-0055-02 1 飞机数字化的定义 飞机产品的数字化实际上就是使飞机定义信息能够通过一种方法在一个集成三维实体模型中进行表达，该方法规定了产品的尺寸、工艺信息、表达方法、公差标注规则等，从根本上改变了传统飞机产品数字化（即二维图纸和零件表）的定义方法。另外，飞机数字化的定义使其生产制造中的唯一依据发生了改变，变成了三维实体模型，并且它还改变了传统的制造方法。 1.1 三维标注 设计人员应以实际的制造条件及技术水平对三维标注的原则、要求及紧固固件的标识方法进行制定，并统一规定飞机的尺寸、表面粗糙度、字母、文字、数字及公差等，从而形成企业标准。 1.2 模型的精确 精确模型需满足两个条件：一是应满足数字化预装配和电子样机协调中的要求。二是应满足飞机在设计、制造及工艺中的要求。实际上，模型状态就是飞机的零件真实状态，工艺和制造部门可以直接使用。在民用飞机研制的过程中，为了精确模型，设计人员大多采用专业的模块建模方式进行保障，例如对一些机加零件进行精确设计时，大多通过CATIA V5软件中的Part Design模块来建模。 1.3 民机的制造、工艺及装配信息 飞机的制造、工艺及装配信息在三维模型中无法进行表达，例如：热处理的方法、表面处理的方法、装配信息、紧固件的信息及材料信息等。设计人员可以采用对零部件的结构树来制定模板的方式将其标识到三维模型中。将零部件模型导入PDM系统的过程，可以使系统自动获取结构树中的制造、工艺及装配信息，并且还能自动按照规定的格式生成EBOM，以便为日后飞机工艺和制造环节提供更多服务。 2 数字化制造特点 2.1 产品研制方法发生改变 传统样机研制过程和方法大体分为概念设计、初步设计和生产设计阶段，各设计阶段均需绘制模线和制作物理样机来帮助技术人员准确地设计飞机和配置飞机的内部空间，研制过程为串行，产品定义信息传递不连续。而在数字化环境下，其模线和物理样机均由产品的数字化定义或数字样机所替代，研制过程为并行表现形式，便于实现多学科的协同设计。具有以业务过程为中心，具有跨地域／多企业的、动态的研制特征。从协同研制全局目标看，产品数字化协同研制中有横向（多学科协同研制MDO）和纵向（产品全生命周期的协同），即使制造商分布在世界各地，也可以通过网络进行协同设计，交换产品相关设计信息。使得设计制造的数据、设备、实施、人员、成果和时间变得更为透明、柔性，实现真正意义上的共享。 2.2 数字化技术与其他先进技术相融合 数字化技术与其他先进理念（精益生产、并行工程）以及先进技术（数控加工及成形技术、数字化测量技术、飞机装配技术和质量保证技术等）相结合，使它们能集成在一起、融合在一起，发挥先进技术的整体效益。美国联合攻击战斗机（JSF）项目以洛克希德、马丁公司为首的由30个国家的50家公司组成的团队，采用数字化的设计制造管理方式，以跨越航空工业的全球性虚拟企业为表现形式。其集成平台采用产品全生命周期管理软件，包括网络平台采用VPN，LAN，WAN，Internet和各种应用系统组成的应用平台；业务平台由各种应用软件构成，如：文档管理，虚拟现实，材料管理，零件管理，CAD设计软件及相关接口，数字化工厂的设计仿真软件包，企业资源计划和工厂管理软件；商务平台包括为用户提供访问其他系统数据的各类接口。 3 数字化技术在飞机制造中的问题分析 数字化设计与模拟仿真在飞机开发研究中需要从产品开发设计时就着手使用，同时要贯穿整个工作流程，如工艺规划、设计及工装设计等过程。但是当前发现许多运用时间的错误问题，在飞机的研制过程中出现了产品之间、工装产品间的协调作业，忽略了在设计初期采用数字化设计与仿真的重要性，从而诱导了该状况的发生。 同时，在数字化设计与仿真的应用中也存在参与人员的问题。对于数字化设计与模拟仿真的工作人员存在局限性，不应该只将工艺设计人员作为限定目标，要扩大人员应用范围，实现设计人员与现场作业工人的全面参与，提高数字化技术的实用效果。 当前，在民用飞机的研制技术中，国外一般采用产品设计、工装设计、工艺设计人员集中协调合作方式的工作流程，在改善工作方式的同时还节约了飞机研制时间。在国内飞机行业的发展中，要改善合作方式中的问题，从国外发展中汲取经验优点，为自身行业的快速完善发展奠定坚实的基础。另外，数字化设计与仿真技术本身也存在一定的缺陷。 当前，民用飞机使用的是索尼公司生产的DELMIA软件，它本身就存在技术上的缺陷，如，它无法真正实现重力仿真，在仿真中三维软件都是悬空存在的；在模拟仿真时，不能客观的反映钣金器件的柔韧性。所以，在采用DELMIA软件仿真后，仍要对存在的缺陷进行分析判断，减少设计中的误差错误。 4 大型飞机数字化设计制造技术应用 从飞机的整个研制过程来看，即从顾客对飞机提出要求开始，直至飞机设计、制造、交付出厂以及投入航线后的服务工作，飞机的研制过程是一个全球性的庞大的系统工程。因此，必须有基于能覆盖全球的、完整的数字化网络信息系统，才能研制出现代的大型飞机，无论是波音还是空客公司，都无一例外。波音公司在全球协同环境GCE中使用DOORSIGE -XAO、CATIA V5、DELMIA V5、ENOVIA 和Teamcenter 等不同软件作为产品建模和数据管理的工具，ENOVIA（包括SmartTeam、LCA和I P D）系统作为在不同研发阶段的产品数据管理软件，并用来构建逻辑相关的单一产品数据源LSSPD（Logical Single Source of Product Data）。LSSPD 使波音787飞机不仅具有完整的几何数字样机，而且具有性能样机、制造样机和维护样机，便于波音公司与分布在全球的合作者能顺利地进行产品各项功能的协同研制工作。 科技教育

实习报告

一、实习背景与目的

随着科技的飞速发展，数字化已经逐渐渗透到各行各业，成为推动社会进步的重要力量。为了更好地了解数字化技术在企业中的应用和发展趋势，提高自身的实践能力，我选择了在某知名企业进行为期三个月的数字化实习。本次实习旨在加深我对数字化理念的理解，掌握数字化工具的使用，以及学会如何将数字化技术应用于实际工作中。

二、实习内容与过程

1. 数字化理念学习：在实习初期，我参加了企业组织的数字化培训课程，学习了数字化转型的基本理念、发展趋势以及相关技术。通过培训，我认识到数字化不仅仅是技术的变革，更是一种全新的业务模式和创新思维。

2. 数字化工具掌握：在实习过程中，我学习了各类数字化工具，如企业资源规划（ERP）、客户关系管理（CRM）、人工智能（AI）等。这些工具在提高工作效率、优化业务流程方面发挥了重要作用。同时，我还学会了如何运用数据分析方法对业务数据进行挖掘和分析，为决策提供支持。

3. 实际应用与实践：在实习期间，我参与了企业的一个数字化项目，负责数据收集、处理和分析工作。通过与团队成员的紧密合作，我深入了解了项目实施的背景、目标和要求，学会了如何将理论知识应用于实际工作中。在项目过程中，我发现了业务流程中的一些问题，并提出了针对性的改进建议，为企业节省了成本。

4. 团队协作与沟通：在实习过程中，我充分体验到了团队协作的重要性。与团队成员保持良好的沟通，共同解决项目中遇到的问题，使我更加明白了团队合作的力量。此外，我还学会了如何向上级汇报工作进展，倾听反馈意见，不断调整和优化工作方法。

三、实习收获与反思

1. 提升了自身的数字化素养：通过实习，我掌握了数字化基本知识和技能，提升了自身的数字化素养，为未来职业发展奠定了基础。

2. 增强了实际操作能力：在实习过程中，我将所学知识应用于实际工作中，提高了自己的操作能力和解决问题的能力。

3. 学会了团队协作与沟通：实习过程中的团队协作和沟通让我更加明白了团队合作的重要性，为今后的工作打下了基础。 4. 认识到了自身的不足：实习过程中，我发现自己在某些方面还存在不足，如数据分析能力、沟通协调能力等。今后，我将努力学习，不断提高自己。

飞机制造数字化与标准化的研究

飞机是当前重要的交通工具之一，随着航空运输领域的发展，对于飞机数量、质量、性能等，都提出了更高的要求。对此应积极研究飞机制造数字化与标准化，在企业中积极开发应用数字化装配，建立飞机制造数字化与标准化形成过程及标准规范体系，最终实现飞机制造数字化与标准化，提高飞机制造的效率和质量，为航空运输的发展提供动力。

标签：飞机制造；数字化；标准化

前言：

在当前很多国外大型航空企业当中，对数字化装配技术都进行了广泛的应用。在我国的航空制造业当中，在装配领域，也正在由过去的模拟量装配模式，朝着数字量装配模式转变，这几技术革命，使得我国航空制造业，以及其它高端装备制造业，都得到了极大的发展，对于航空制造业数字化、标准化生产意义重大。

一、飞机制造数字化与标准化的需求

（一）对装配技术更新的需求

近年来，飞机装配技术发展十分迅猛，包括整机智能检测技术、柔性装配技术、数字化装配坞、虚拟装配技术等，在国外都已得到广泛应用，而在我国，仍采用传统的模拟量传递协调装配方法。因此，为了建设数字化、标准化飞机制造装配线，就要对装配技术进行更新。例如可在传统装配模式下，以飞机装配外形卡板定位为主，在骨架定位条件下，运用零件制造技术和数字化设计技术，对外形进行精确控制。数字化装配技术，能够无余量精确装配，在数字化条件下，精加工技术也可有效减少。

（二）数字化装配系统开发的需求

在数字化装配生产线中，应当基于高要求和高起点全面规划，采取流程重组、资源优化措施，大力开展设备开发和技术研究，尽早实现数字化装配生产线。在装配过程中利用数字量协调传递，以人机工程为基础，实现装配过程方针，运用精确控制、精确测量、精确定位等数字化装配技术，对数字化柔性装配系统加以建立[1]。能够有效简化装配协调关系，减少装配工装，使工装结构得到简化，生产准备期周期缩短，生产效率提升。

（三）对全新數字化装配体系建立的需求

数字化装配体系，并不是对传统装配体系的改造和补充，是在数字化条件下，全新规划和建设整个装配体系。目前，飞机的制造水平、技术性能正面临更高的

浅谈数字化协同平台与飞机结构设计制造

摘要 本文介绍了数字化协同平台的主要功能和特点,它具有数字化和网络化的优势,为飞机设计、工艺计划、工装设计、零件制造、预装配等提供了有力的设计平台,同时还能同生产线通过数字化连接直接将设计图纸转化为实体零件,为飞机设计提供了极大的方便。

关键词 协同平台;数字化;结构;飞机;设计

中图分类号[u8] 文献标识码a 文章编号

1674-6708(2010)24-0151-01

1 概述

数字化协同平台是充分利用catia的各模块的功能,容纳上千人乃至上万人同时工作的平台,并共同分享所有人的设计成果的大型设计工具,它具有信息直接化,资源利用率最大化,工程进度可视化,零件设计三维化等优点,被越来越多的科研院所和厂家应用。

统计表明,15%的工程设计变更,将会直接影响到85%的制造过程返工。最有效的措施就是尽可能减少工程设计的变更,降低成本和缩短研制周期。数字化协同平台充分利用计数机软硬件并借助于数据和信息的共享手段,将飞机设计过程中的“串行工程”改为“并行工程”,极大的减少飞机的研制周期。

传统的设计制造过程是:飞机设计—工艺准备—工装设计—零件制造—装配,由于设计过程不可避免的变更,最终导致研制周期长,成本高等缺点。但是,传统的飞机结构设计,在经过了上百年的开拓创新和经验积累,已经形成了一套成熟的设计体系。从设计输入到产品输出的整个过程中,每一步都考虑了防差错,并能快速地解决生产中出现的各种问题。数字化协同平台正是借鉴传统的飞机设计的工程经验,并利用数字化、网络化等手段,使其更加系统化,规模化。

数字化协同平台在继承了传统的飞机结构设计的优点的基础上,充分运用了高性能计算机强大的计算能力和高速网络的快速传输能力,为飞机结构设计提供了更加开阔的设计平台。

2 数字化协同平台具有以下特点

1)数字化协同平台是一个超大数据库,任何一个在此平台内的人员都可以从中找到自己所需要的所有资源,各用户端设计各自所承担的零部件,并且随时将设计好的零部件上传至中央服务器。上传至中央服务器的零部件就成了协同平台的数据资源,所有在协同平台上工作的人都可以读取现有的资源,这样就实现了所有信息及时共享,而且数字化平台上的零部件是三维的,看起来直观,使得相关部件的协调也可以及时的顺利进行,同时每个设计人员也可以从平台上看到各种不同风格的零部件设计,随时可以交流学习,不断提高自己的设计水平;