浅析数字化技术在飞机装配中的应用_数字技术论

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

浅析数字化技术在飞机装配中的应用

郭强

摘要：随着信息时代的到来，数字化技术被广泛应用。数字化技术在飞机装配中的应用显示了许多优势，使我国航空产品的开发发生观念性的改变, 促进企业管理体制、型号研制过程的一系列变革, 并向着开放式的、具有快速应变能力和创新能力的现代型企业方向发展。

关键词：数字化技术；飞机装配；设计

前言

飞机产品数字化设计制造技术是20世纪80年代后期以来, 随着CAD/CAM、计算机信息和网络技术的发展, 以美国为首的西方发达国家开始研究并首先采用的一项新技术。这项技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志, 从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式，大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。目前, 以波音公司为代表的飞机设计制造公司的数字化技术已经成熟应用到多种飞机的研制过程中，并取得了很好的效益。

一、数字化技术在飞机装配中的应用概况

1.1建立飞机数字化装配协调体系

数字化装配是飞机数字化协调体系的有机组成部分。建立数字化装配协调体系, 需要从以下几个方面考虑：（1）建立基于企业网的协同工作环境。建立企业内部的网络化协同工作环境，其范围要涵盖设计部门、工装设计制造部门、零部件制造部门、装配部门等主要产品模型的使用单位。（2）飞机产品结构管理与控制技术。由于一种基本型号的飞机有众多改型，为了解决重用性的问题, 需要进行产品的构型管理, 实现按照架次管理的要求。（3）建立企业各部门间通过网络进行协调的管理规范。必须建立一整套的规规范来约束企业各部门之间的工作, 包括数字签名审核制度、工作流控制制度等内容，使飞机装配可以通过工作流来驱动工程设计与制造事件, 实现数字化装配过程的自动化。过程的自动化。

1.2装配现场的数字化应用技术

为解决目前装配生产中数字化不连续和数字化率不高的问题, 需要从网络环境改造和现场计算机应用着手, 建立从企业数据服务中心到车间现场的网络环境, 将装配过程指令、产品结构表、装配检验模型等信息内容直接传递到操作现场, 最大限度地提高工作效率。装配现场的数字化应用技术主要包括以下个方面：（1）数字化装配与型架返修技术。利用激光跟踪仪以及基于网络的数字化环境, 确定型架装配车间的安装与检验, 以保证利用工装进行协调传递的准确性。（2）数字化铆接技术。铆接仍是飞机装配过程中的主要连接技术。为提高铆接质量和速度，需要引进自动钻铆机, 由于直升机结构产品的自身特点, 与其相配套的数控托架一般需要重新设计, 目前国内自行研制的数控托架的实际应用还有较多问题, 因此还需要进一步研究解决。此外, 由于模型与数控铆接机模型表达不同, 因此还需要实现模型到数控铆接模型的自动转换, 以保证数控铆接技术的应用效率。这就要求建立生产现场工人通信系统和可视化阅览系统, 需要解决的问题是现场工人的移动通信技术和操作可视化技术, 使工人能够准确、迅速地查阅装配过程中需要的信息, 提高装配的准确性和装配效率, 缩短装配时间, 降低装配成本。数字化整机水平测量。整机装配完成后, 采用数字化设备进行全机水平测量。需要根据中确定的方法和检测内容, 将全机测量模型传递到装配生产的数字化设备上, 按照数字化检验要求, 进行全机水平测量。

二、技术途径

根据研究内容，采取的技术途径如下：一是通过设计制造过程分析、优化, 建立并行工作模式，组建协同工作组, 通过扩大企业现有网络条件, 连接结构设计人员、装配工艺设计人员, 实现数字化预装配、数字化装配过程设计与产品结构设计的集成。二是引进国外先进软件系统、设备和相关技术, 消化并解决应用中的技术难点, 进行二次开发工作, 建立飞机装配的数字化设计制造系统；三是针对关键技术进行攻关, 解决飞机数字化装配中的关键技术问题。四是建立健全数字化应用技术规范, 为飞机数字化装配提供必要的标准和规范体系；五是建立飞机制造业的数字化传递体系, 实现整个设计制造过程的数字化。

三、效益分析

飞机装配数字化技术的应用将使我公司飞机制造技术水平实现重大突破, 使我国航空产品的开发发生观念性的改变, 促进企业管理体制、型号研制过程的一系列变革, 并向着开放式的、具有快速应变能力和创新能力的现代型企业方向发展。飞机的装配周期预计可缩短50%，研制成本预计比采用串行为主的装配方式节约30%-40%，通过数字化预装配和装配过程仿真与优化技术替代零部件装配试验，预计可降低开发成本30%以上，有效地减少装配缺陷和产品的故障率减少装配过程反复，减少人为差错80%，减少因装配干涉等问题而进行的重新设计和工程更改提高信息和资源的共享, 缩小我国飞机行业型号研制能力与国际先进水平的差距, 提高国际竞争能力和在国际合作项目中的参与地仇为新型号的研制开发奠定坚实的技术基础。

近几年来，我国在数字化装配技术的研究应用方面取得了许多重大成果，组建了针对大型飞机机身壁板零件的数字化装配系统平台。飞机数字化装配技术的研究应用，将大幅度降低工装成本，缩短装配周期，大大提高我国的飞机装配技术水平。

参考文献：

[1]肖庆东，王仲奇《大型飞机数字化装配技术研究》《中国制造业信息化：学术版》2007.3

[2]李微，《数字化技术在飞机装配中的应用研究》《航空制造技术》2004.8