基于MBD技术的三维工艺设计与现场可视化生产

基于模型定义(Model Based Definition,MBD)是一种新的产品数字化定义技术,用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息,详细规定了三维实体模型中产品定义、公差的标注规则和工艺信息的表达方法,三维实体模型成为生产制造过程中的唯一依据. 波音公司787客机采用了"基于模型的产品定义"技术,实现了产品关联设计、通过建立全球协同平台(GCE)实现了与合作伙伴协同研制,这彻底地改变了研制流程、研制方法和飞机研发模式.新飞机工程全面应用MBD技术,采用多厂所异地协同的研制模式,为航空产业的跨越发展提供了难得的机遇.     

基于MBD的零件数字化工艺设计技术

近年来,国内飞机研制已经由三维数模取代二维图纸,采用基于模型定义MBD(Model Based Definition)技术的产品定义模型成为新机研制的唯一制造依据.零件工艺设计也在逐渐采用计算机辅助工艺设计(CAPP)系统.但是对于飞机零件的工艺设计,二维工艺设计不能直接利用全数字化MBD模型,需要手工维护大量3D到2D转换等不增值环节,没有从根本上实现零件MBD模型到零件工艺信息模型的转变[1].     

全三维技术在飞机设计中的应用

提出在飞机设计中采用数字化设计方法,实现全三维模型集成设计、制造、检验等信息,保证相互间的一致关联性,并作为唯一依据贯穿飞机研制全生命周期,提高设计制造效率,缩短研制周期.     

MBD技术在飞机设计中的应用

近年来,以波音和空客为首的航空巨头为减少飞机研制中的设计错误,推行并行协同的设计方法,提高效率,降低成本,彻底实现设计制造无纸化管理模式,率先对基于模型的定义技术(Model Based Definition,MBD)进行了深入研究,形成了完整的MBD设计制造标准体系.从2004年开始,波音公司在787客机的设计和制造中全面应用MBD技术,用三维数模完全取代二维图纸,MBD使三维实体模型作为新机研制过程中的唯一依据,有效提升了飞机研制的效率和质量,为企业带来了巨大的效益.伴随着国外飞机在国内转包生产,MBD技术逐渐进入国内航空企业,鉴于国外企业MBD技术的成功应用,国内各主机厂所也开始了MBD技术体系的不断探索.     

MBD技术在飞机研制中的应用及其给质量监督工作带来的挑战和思考

MBD技术的概念 MBD(Model Based Definition)技术即基于模型定义,是目前波音推行的新一代产品定义方法.该技术将三维设计信息、三维制造信息和产品管理信息共同定义到产品的三维数字化模型中,在取消二维图纸工程定义的情况下,实现产品特征描述、共享,满足了数字化制造信息直接传递的需求,有效地解决了设计、制造、使用维护一体化的难题,实现了CAD和CAM高度集成.MBD技术使用以三维数字化模型为核心的设计制造信息传递模式,设计单位不再向生产单位传递二维图纸,而是传递三维的数字模型,生产单位将三维的数字化模型作为依据,开展加工装配、测量和检验等工作.     

基于模块的飞机产品结构管理研究

飞机研发是一项大型的系统性工程,传统的飞机产品结构由于零组件数据集包含有二维图纸、三维模型、临时更改单等大量文档且更改较频繁,同时制造、维修等部门在工程数据重构中存在工作量大和转换易脱节等特点,导致产品数据管理异常复杂和困难,效率也较低。为了简化飞机产品结构管理方式,在借鉴国际主流飞机制造商经验的基础上,通过结合模块化理论和全三维设计手段。以某一型号的民用飞机为例,重点从产品结构的组织模式、数据集的构成、产品数据的更改规则对该管理方案进行了阐述。从而保证了构型数据管理的便捷性和准确性,也符合未来飞机产品研发全数字化的发展方向。     

产品全生命周期成熟度模型研究

对于复杂的飞机类产品研制,要在数字化条件下进一步缩短产品研制周期、降低研制成本、提高研制效率与研制质量,就必须真正实现产品并行协同研制。本文在数字化设计模式下,提出一套覆盖了飞机产品全生命周期的产品成熟度模型,并探索性提出各成熟度等级下对应设计与生产制造等部门专业之间的主要工作项目/内容,可为各相关专业在各研制阶段下开展飞机并行协同研制提供参考。     

基于MBD技术航空钣金零件的数字化制造

当前,我国航空制造业的数字化技术发展迅猛,基于MBD技术和数字化样机技术得到了深入地应用。基于MBD技术的航空钣金零件数字化制造,实现全三维模型集成设计、制造、检验等信息,保证相互间的一致关联性,并作为唯一依据贯穿于产品研制全寿命周期中,提高了设计制造效率、缩短研制周期。     

面向飞机全生命周期的MBD数据管理解决方案探讨

基于模型的定义(Model Based Definition,MBD)技术的应用将工程技术人员从百年来的二维文化中解放出来,给飞机的研制手段和研制过程带来了革命性的变化。通过在三维模型上定义完整的产品定义信息,替换过去依靠二维图样飞机定义方式,使得设计、工艺、工装等参与飞机研制的人员能够在直观、语义信息丰富的三维可视化环境下进行并行研制和沟通交流,有助于促进飞机研制周期的缩短和产品质量的提高。     

数字样机在飞机数字化协同研制中的发展

飞机数字样机是飞机产品的数字化表述,是与飞机相关的所有三维数字信息构成的产品模型集合,可用于工程设计、工程分析(空间分析、运动分析、拆装模拟、加工制造和维护检测)、工程仿真等活动。飞机数字样机的出现从根本上革新了传统飞机协同研制方式,开创了飞机数字化协同研制的新阶段,随着数字化技术、计算机网络技术的不断发展,数字样机在飞机数字化协同研制中的作用和地位也不断发展。从飞机数字化协同研制的发展历程出发总结论述了数字样机的发展历程。