基于系统工程模型的飞机总装数字化集成工艺设计方法浅析

飞机总装流程是一个产品逐步安装、系统逐步集成、功能分级试验的过程,涉及到多学科、多专业单点技术的综合应用,其关键设计技术为数字化集成工艺设计技术。根据飞机全生命周期管理对总装数字化的需求,结合前期数字化工艺设计的工程经验,试图采用系统工程模型的统一方法论将工艺设计技术、技术管理方法与多点技术应用进行有效集成,实现飞机总装的数字化敏捷制造,为数字化环境下的飞机总装提供支撑。     

飞机复杂系统总装的数字化工厂路径探索

从飞机总装面临的高度集成交联的复杂系统环境为出发点,通过对飞机系统设计发展趋势和总装工程实现难点的分析,结合国外飞机数字化技术应用的经验教训,提出了面向产品特点和总装业务需求进行数字化工厂技术路径适配的方法,并按照系统工程的理念构建了数字化工厂的技术体系和路径模型,最后就具有应用潜力的技术前沿中的集成产品研制统一架构模型和覆盖全过程的生产线设计方法进行了案例应用讨论.     

基于数字孪生的飞机总装生产线管控模式探索与实践

为持续提升飞机总装生产线运营绩效,促进业务模式变革,提出了一种基于数字孪生的飞机总装生产线管控新模式。首先,分析了飞机总装生产线从物理空间到信息空间的演变过程及生产线运行管控需求。其次,阐述了飞机总装生产线数字孪生组成,结合数字孪生五维模型,构建了总装生产线数字孪生模型。最后,基于3DMAX建立了虚拟模型,利用系统开发技术构建总装数字孪生系统,通过采集现场生产过程数据实现物理实体与虚拟空间的映射,初步探索了数字孪生技术在飞机总装生产线的应用。结果表明,基于数字孪生的飞机总装生产线管控模式对提高生产效率和质量具有重要作用。     

基于模型的系统工程技术探析

介绍了基于模型的系统工程(MBSE)技术基本概念,结合飞机研制过程,分析了MBSE技术的实施方法,详细阐述了MBSE技术的需求定义、功能分析、逻辑设计、物理设计以及测试、集成和验证的数字化设计与验证流程。     

面向分层透明管控的飞机总装线数字孪生系统

为解决飞机总装生产线业务系统集成度差、装配过程不透明、异常处理不及时等问题,提出一种面向分层透明管控的飞机总装线数字孪生系统。基于系统需求分析,提出物理层、孪生数据层、孪生模型层、应用层4层系统架构,设计并实现面向多维数据集成的孪生数据库构建、面向透明可视的总装线数字孪生建模、面向现场异常处理的融合式分层管控三大核心功能模块。实际应用表明,该系统满足总装生产线多层次、多维度、多角色分布远程可视监控与综合分析的管控需求,可有效提升飞机总装的数字化、透明化水平。     

商用涡扇发动机推力控制故障处置功能解析

针对运输类飞机对动力装置必须确认任何单一失效或故障及可能的失效组合都不会危及飞机安全飞行的适航要求,经工程研究和飞机运营经验证明,原有的通过安全性分析以及申请豁免来表明设计符合性的验证方法存在不足,为了保障飞机飞行的安全性,可增加推力控制故障处置(TCMA)系统。以B787飞机配装的GEnx发动机TCMA系统为研究对象,采用系统工程的方法研究和分析了该系统的安全性需求来源、符合性验证方法及其演进、TCM事件危害、TCMA系统架构和系统功能,其中包括事件侦测、处置逻辑、激活功能监控与内部自检BIT等功能。分析结果表明:TCMA系统是1个集成的智能控制系统,在TCM事件发生后无需飞机机组人员干预,能够自动处置并保障飞机的飞行安全。     

一种基于AADL的航空电子系统仿真和验证技术

飞机系统集成化程度的提高增加了对航空电子系统设计和分析的难度,同时也对安全性需求等系统特性的验证提出了更高的技术要求。对基于结构化分析和设计语言(AADL)的系统建模和仿真流程及相应的评估分析能力进行了介绍,并在基于AADL的航空电子系统建模框架下,提出基于AADL的航空电子系统仿真评估和验证方法,利用结构化分析和设计语言AADL构建航空电子系统典型子系统的正常模型和错误模型,并以此建立系统的扩展模型。在此基础上,利用形式化方法对系统模型进行描述并转化为Kripke结构。最后对系统模型进行模型仿真和特性验证,验证所构建的系统架构和设计逻辑是否符合系统设计特性需求。     

主供模式下飞机模块化装配工艺设计探析

针对主供模式下飞机研制存在的各类瓶颈问题,借鉴汽车、船舶行业模块化装配的思路,提出飞机模块化装配的思想,并对实现飞机模块化装配的工艺设计进行分析。在设计数据结构模块化、系统模块化、功能模块化和接口标准化的基础上,通过全机顶层模块化装配工艺设计,辅以优化分工、细化交付状态、集成装配等方法扩大飞机总装装配平行作业面。充分发挥主供模式优势,通过总装工作适量前置降低总装阶段工作难度,最大限度提高飞机装配工作效率,从而缩短型号研制总周期,确保型号研制节点。     

基于离散事件仿真的飞机总装装配线数字化设计方法初步研究

针对飞机总装装配线改进设计,通过对仿真技术的发展和国内外应用现状的分析研究,结合飞机总装装配线特点和国内现阶段工艺设计水平,论证了运用离散事件仿真进行工艺流程改进优化和物流系统设计的方法。定义了总装装配线改进的目标和相关变量,并进行了基础数据收集需求分析,建立了各装配站位的初步仿真模型,为下一阶段的深入研究奠定了基础。     

基于Harmony-SE的电动舵机参数描述及余度设计

随着系统工程的思想越来越多地被应用到飞控系统及其子系统设计中,电动舵机系统成为了系统工程设计的重点研究对象。基于模型的系统工程(MBSE)方法是系统工程未来的发展方向。在此采用Harmony-SE建模方法,对电动舵机的性能参数以及余度进行描述与设计进行研究。阐述了进行参数描述及余度设计所需要的基础,介绍了harmony-se中可以用于参数描述及余度设计的相关结构与属性,最后结合某研究所提出的电动舵机需求,进行了参数描述及余度设计。通过模型的执行一定程度上验证了设计的正确性。