大飞机系列论坛大飞机数字化设计与制造技术

飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势

陕西省西安市710000 摘要：随着数字化技术的飞速发展，航空制造业也在不断探索数字化装配技术的应用，以提高生产效率、降低成本、提升产品质量和满足定制化需求。数字化装配技术已经成为航空制造业数字化转型的重要组成部分。本文主要分析飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势。

关键词：飞机数字化装配；脉动生产线；智能航空装备 引言 在航空制造业中，数字化装配技术的发展已经取得了显著成果。通过数字化装配，制造商可以实现更精准的零部件匹配、更高效的生产流程、更快速的产品交付，从而提高了生产效率和产品质量。同时，数字化装配技术也为航空制造业带来了新的发展机遇和挑战。

1、飞机先进数字化装配的意义 提高生产效率。通过数字化装配技术，飞机制造企业可以实现零部件的虚拟设计、虚拟装配和数字化仿真，从而在实际生产前进行全面测试和验证，减少试错次数、优化工艺流程，最大限度地提高生产效率。数字化装配还可以利用智能化设备和机器人，在装配过程中替代人力完成繁重、重复性工作，减轻劳动强度，提升装配精度和速度。优化产品质量。数字化装配技术能够实现对每个零部件的精确匹配和装配，降低人为误差，提高产品组装精度和一致性，确保飞机结构的稳定性、可靠性和安全性。数字化装配还可以实现装配过程的实时监控和数据记录，及时发现问题并采取纠正措施，保证产品质量符合标准要求，为用户提供更加可靠的飞行器。降低生产成本。通过数字化装配技术，飞机制造企业可以减少人力、时间和资源的浪费，提高资源利用率，降低生产制造成本。同时，数字化装配还能帮助企业优化供应链管理，提高供应链效率，降低库存成本和物流成本，达到节约整体生产成本的目的。推动智能制造发展。飞机先进数字化装配作为智能制造的重要环节，能够推动整个飞机制造产业向智能化、自动化方向迈进。借助人工智能、大数据分析等先进技术，数字化装配实现智能化决策和智能化生产管理，促进飞机制造的现代化转型，提高企业竞争力和市场占有率。

蛟龙600大型水陆两栖飞机
国内外飞机数字化设计制造 的发展现状与趋势
在飞机数字化技术领域，波音公 司和空客公司一直是数字化技术的 推动者和领跑者。波音通过创新和 变革现有的流程以达成 787 型飞机 全球化产品研制，在 787 项目中采用 了新的研制策略。
波音 787 型号项目具有以下特 点：
（1）新的角色，Boeing 成为世界 级的大规模系统集成商；
（1）根据新的企业组织、合作方 式和业务模式的需求，飞机制造企业 打破了原“一厂一所一地一型号”的 研制模式，逐步向多厂所异地协同研 制 转 变，但 不 同 企 业 的 不 同 数 字 系 统、P L M 系统以及网络系统的物理 隔离等制约了协同平台效率的发挥， 需要建立一个网络有序，安全可控且 面向设计、试验、制造、服务和维修等 相关管理过程的，贯穿整个行业的数 字化协同系统。
（2）新的业务模式，采用了全球 化的供应链；
（3）新的流程，采用了协同设计 与开发；
（4）新的制造，实现了精益最终 装配；
物理集成 建造集成 功能集成 支持集成 物理集成
777 数字化产品定义
737NG
787
透明的数字化预装配 上下文设计 关键设计
数字化预装配 数字化工装定义 硬件可变性控制 基于几何的工艺计划
等。国外主要通用飞机制造商有塞 斯纳飞机公司、西锐公司、庞巴迪宇 航集团、湾流宇航公司、豪客比奇飞 机 公 司、欧 洲 直 升 机 股 份 有 限 公 司 等。中国主要的通用飞机制造商为 中国航空工业集团公司，其固定翼产 品主要有运 5、运 8、运 12、小鹰 500、 海鸥 300、农-5 系列，旋翼机有直 8
（3）多 学 科 协 同 设 计 与 仿 真 是 数字化协同研制的横向模式，通过集 成各学科建模与仿真分析软件以及 飞机设计流程、方法和规范，形成飞 机布局、气动、结构、功能系统、载荷、 性能等综合性设计系统，实现飞机总 体方案的快速多学科设计、分析与优 化。国内在该领域还存在各专业仿 真模型关系松散、工程方法未有效封 装和重用、设计流程不规范、设计过 程和结果难以重现等问题。

数字化理念在大飞机上的应用浅析【摘要】基于我国大飞机的设计制造，将成熟的数字化理念应用到大飞机上，可以缩短研制周期，降低开发成本，分析介绍了数字化在大飞机上的应用，简单阐述了国外大飞机在数字化发展上的先进经验。

【关键词】装配；技术协调；数字化装配A Ｂrief on Ｎumerical Ｔechnique of Ｂig ＡircraftLＩＵPing WＥＩYing（A VIC, Nanchang Jiangxi, 330024）【Abstract】Based on the design and construction of airliner in china, apply the mature digitization idea in airliner to shorten the development cycle and reduce the development cost. Introduce the digitization application in airliner and elaborate the advance experience in digitization development of foreign airliner.【Key words】Assembly; Technology coordination; Auto-assembly0引言信息化技术的发展与应用加快了航空产品设计与制造技术向数字化与自动化方向发展的速度。

飞机设计制造是一项涉及众多学科领域、耗费巨额的研制费用、历时周期较长的复杂系统工程。

设计是一个重要环节，包括产品设计和工艺设计，设计环节是飞机制造成败的前提。

飞机的制造是关键环节，是一项复杂的系统工程。

先进飞机设计、制造数字化技术的应用，不但能使研制周期大大缩短，而且能够提高装配质量、降低制造成本、提高飞机的舒适性。

１全球协同研制模式在目前的国际市场上，协同合作是一个比较成熟而且适用的平台，取其所长，发挥优点，专项专攻，打造出精尖的产品。

飞机数字化装配工艺仿真技术摘要：数字化装配工艺设计和过程仿真技术在现代飞机的设计和制造中扮演的角色越来越重要。

飞机数字化装配因其结构设计的三维化和复杂化以及装配工艺的数字化等原因，使得装配过程仿真成为飞机数字化装配及工装结构设计的必要手段。

基于装配工艺文件映射技术和装配过程仿真模型，通过装配工艺过程及机构运动集成仿真技术的突破，实现了飞机复杂的结构件数字化装配过程的仿真。

目前国际上以飞机为代表的大型复杂产品研制企业都已将数字装配技术应用与生产中，并取得显著的效益。

【关键字】：飞机数字化装配仿真技术中图分类号：p412.241.传统飞机数字化装配设计方法存在的问题：（1）飞机装配工艺设计仍然使用传统的二维方式表达（2）无法满足三位数字化条件下装配工艺设计要求，难以实现工艺设计的继承性，规范性，标准化和最优化。

（3）飞机的装配周期不易保证。

工程设计环境不具备三维工艺验证能力，致使装配中是否干涉，装配顺序是否合理，工艺装备是否满足，操作空间是否开敞等一系列问题在生产试制阶段才能暴露出来，任何一个环节出现问题，都会影响飞机研制的进度和质量。

（4）缺少典型示数的三维动态装配过程，都会影响飞机研制的进度和质量2.飞机数字化装配仿真技术的关键：（1）装配仿真环境的构建。

仿真环境的描述与管理，装配动作与感觉信息间的相互关系，感觉信息的综合方法以及输入、输出的驱动规则等。

（2）知识驱动下约束关系的自动生成和识别。

在仿真环境中对装配的零件赋予机械、物理特性，并由此形成装配过程的作用力；使微观和瞬态的分析数据在虚拟空间中展现为可视的宏观和动作过程。

（3）知识驱动的装配规划技术。

装配规划就是寻求一条最优的零件装配顺序序列，重点解决如何更形象地表现装配规划过程中信息的动态流动及其可视化；如何在生成装配规划过程中通过人机交互加入知识管理和融入人的智能；如何基于知识检查装配干涉和配合力分析。

（4）人的知识和技巧的映射。

为了使知识和智能融入装配规划的生成，需要研究人体模型在虚拟环境中的映射，正确检测和处理人的装配动作信号。