MBD技術(shù)在飛機研制中的應用

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1、MBD技術(shù)在飛機研制中的應用ApplicationofMBDTechnologyinAircraftManufacturing中航工業(yè)西安飛機工業(yè)(集團)有限責任公司拜明星齊鵬斌拜明星碩士．畢業(yè)于西北工業(yè)大學飛行器制造工程專業(yè)，現(xiàn)任中航飛機西安飛機分公司制造工程部工藝處處長，研究方向為數(shù)字化裝配協(xié)調(diào)與容差分析技術(shù)、知識管理等。在研課題主要有“基于知識和仿真的集成工藝設計與管理技術(shù)”等?；谀Ｐ投x(ModelBasedDefinition，MBD)是一種新的產(chǎn)品數(shù)字化定義技術(shù)，用集成的三維實體模型來完整

2、表達產(chǎn)品定義信息，詳細規(guī)定了三維實體模型中產(chǎn)品定義、公差的標注規(guī)則和工藝信息的表達方法，三維實體模型成為生產(chǎn)制造過程中102航空制造技術(shù)-2013年第22期新型飛機采用了多廠所異地協(xié)同數(shù)字化制造的研制模式。對產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳遞信息的準確性、及時性等提出了更高的要求。在飛機研制中全面應用MBD技術(shù)是信息數(shù)字化管理的要求，是設計制造一體化的要求，同時也是飛機研制實現(xiàn)快速、低成本和高效的迫切需要。的唯一依據(jù)。這種信息傳遞模式，要求設計人員將自己的設計思想轉(zhuǎn)化為空間的三維模型，同時將對制造和檢驗的相關(guān)要求及部分制造所

3、需信息集成在三維模型樹中，利用三維模型這個唯一的載體對零組件及其產(chǎn)品進行全面直觀的定義，制造部門的工藝及檢驗人員直接從三維模型中提取信息指導產(chǎn)品生產(chǎn)。近年來，國外著名的航空企業(yè)的飛機產(chǎn)品研發(fā)手段已取得了突破。波音公司在787夢幻飛機上首次采用準確、直觀的MBD三維模型作為傳遞設計和產(chǎn)品規(guī)劃信息的表達手段，開啟了飛機研制模式的新紀元。新型飛機的研制為我國探索和應用MBD技術(shù)提供了難得的機遇；新型飛機采用了多廠所異地協(xié)同數(shù)字化制造的研制模式，對產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳遞信息的準確性、及時性等提出了更高的要求。在飛機研制中

4、全面應用MBD技術(shù)是信息數(shù)字化管理的要求，是設計制造一體化的要求，同時也是飛機研制實現(xiàn)快速、低成本和高效的迫切需要。MBD技術(shù)使飛機研制模式發(fā)生了根本性的變革飛機產(chǎn)品數(shù)字化制造過程的實質(zhì)，是對一個產(chǎn)品進行數(shù)字化建模定義、從上游向下游的產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳遞、拓延和加工處理的過程，最終形成的飛機產(chǎn)品是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)。1產(chǎn)品數(shù)字化定義的發(fā)展階段產(chǎn)品的定義技術(shù)經(jīng)歷了以下5個發(fā)展階段：(1)藍圖+物料表；(2)圖紙數(shù)字化(CAD)2D圖樣+物料表；(3)3D模型+2D圖樣+物料表；(4)數(shù)字樣機+2D數(shù)字化圖紙+物料表；

5、(5)基于模型定義的MBD數(shù)據(jù)集(3D模型與物料表一體化定義，不再使用2D圖樣)。MBD技術(shù)涉及的范圍廣，影響深遠。涉及到產(chǎn)品成熟度、裝配階段(產(chǎn)品的完整研制階段和狀態(tài))，關(guān)聯(lián)設計(數(shù)據(jù)傳遞和產(chǎn)品協(xié)調(diào)問題)，三維尺寸標注(基于模型定義技術(shù))，基于構(gòu)型項的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，基于模塊的構(gòu)型管理等多個方面的工程化應用。2在飛機型號研制中采用MBD技術(shù)特點2．1工程數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化非結(jié)構(gòu)化圖紙數(shù)據(jù)變化為結(jié)構(gòu)化的三維模型結(jié)構(gòu)樹，由傳統(tǒng)的非結(jié)構(gòu)化圖紙改變?yōu)閷χ圃旌蜋z驗等相關(guān)要求所需信息集成在三維模型樹中，形成了結(jié)構(gòu)

6、化數(shù)據(jù)。由離散的數(shù)據(jù)變?yōu)榻y(tǒng)一的MBD數(shù)據(jù)集，產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)實現(xiàn)了單一數(shù)據(jù)源，保證制造依據(jù)的唯一性。2．2MBD技術(shù)的應用促進了飛機研制管理模式和效率的提升MBD技術(shù)的應用帶來管理上和效率上的飛躍，主要體現(xiàn)在：(1)MBD技術(shù)從根本上改變了產(chǎn)品研制方法，保證制造依據(jù)的唯一性。以往設計師在設計和更改過程中容易產(chǎn)生三維模型和二維圖紙不一致的現(xiàn)象，由于兩套數(shù)據(jù)源信息不同步而導致下游制造部門人員使用時易產(chǎn)生混淆甚致導致產(chǎn)品報廢。在應用MBD技術(shù)的研制體系中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)集以三維模型為核心集成了完整的產(chǎn)品數(shù)字化定義信息。

7、(2)建立MBD技術(shù)體系，有力支持了并行工程的開展，貫穿了整個產(chǎn)品研制過程。在MBD的技術(shù)體系中，MBD數(shù)據(jù)集內(nèi)容包含設計、工藝、制造、檢驗等各部門的信息，在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和和影響，主承制單位不僅需要實現(xiàn)本公司內(nèi)部制造過程中的數(shù)據(jù)管理、工藝準備、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品檢測等控制及管理，還要管理來自主設計單位、分承制單位的工程數(shù)據(jù)，需要實現(xiàn)對分承制商交付、制造等數(shù)據(jù)的管理，如圖l所示。P圖1飛機設計與制造協(xié)同并行研制流程研制管理體系的控制下，各職能部門人員可以與設計師共同在一個未完成的產(chǎn)品模型上協(xié)同工作，提高了設計

8、效率，同時，也提高了產(chǎn)品的可制造性。因此，MBD技術(shù)體系改變了傳統(tǒng)的研制模式，更有效地發(fā)揮了數(shù)字化技術(shù)帶來的便利。2．3應用MBD技術(shù)，加快了新型飛機研制模式的創(chuàng)新傳統(tǒng)的飛機研制中均采取一廠一所研制模式，串行的研制管理流程和基于紙介質(zhì)和模擬量傳遞的研制手段。新型飛機研制采用了多廠所進行聯(lián)合研制的方式，是一個典型的主承制單位．分承制單位協(xié)同組織體系。飛機研制模式所具有的并行研制、跨組織協(xié)同和多專業(yè)協(xié)同的工作方式，給主承制單位技術(shù)準備工作、產(chǎn)品