基于MBD的商用航空发动机数字化设计与制造技术实施方法

目前,我国商用航空发动机自主研发面临巨大挑战,正着力建设数字化商用发动机自主创新研发体系。基于模型的定义(MBD)技术是实现复杂产品数字化研发的关键技术,其深入应用对构建我国商用航空发动机数字化研制模式、提升自主研发能力、缩短研制周期等方面具有重大的现实意义。介绍MBD技术国内外发展趋势,阐述基于MBD的数字化协同平台建设框架和应用思路,借鉴技术创新过程的线性范式,提出MBD应用导入方法论,总结商发公司型号项目MBD应用实践和成果,并对未来MBE应用范式进行了展望。     

面向航空发动机产品的三维工艺设计系统开发及应用

当前,我国航空制造业的数字化技术发展迅猛,三维数字化设计技术和数字化样机技术得到了深入应用.新型航空发动机整个设计过程采用数字化产品定义技术,以全三维的数字模型为数据源,传递给下游的制造企业,航空发动机研制过程中基于模型的工艺设计与制造已成为发展趋势,基于全三维设计模型的数字化工艺设计模式已成为航空发动机型号研制的必然趋势.     

基于MBD的飞机数字化装配技术

MBD是飞机设计制造数字化技术发展的新阶段和总趋势,采用MBD技术体系将为航空制造带来管理上和效率上的飞跃。在MBD的技术体系中,MBD数据集内容包含设计、工艺、制造、检验等各部门的信息。在数据管理系统和研制管理体系的控制下,各职能人员可以在1个产品模型上协同工作,提高了设计效率,同时也提高了产品的可制造性。     

MBD技术发展及在航空制造领域的应用

作为新一代产品定义技术,基于模型定义(Model-Based Definition,MBD)将设计、制造、检验等制造过程中的全部信息集成于一个综合的产品模型中,并使之成为贯穿制造全过程乃至产品全生命周期的唯一数据源,从而为推进数字化环境下的设计制造检验一体化提供有力支撑.回顾了产品定义方法的发展历史,分析了MBD技术的发展及在航空制造领域的应用现状,探讨了MBD技术的发展方向.     

MBD技术在某型飞机垂尾前缘制造中的应用

MBD技术在集成化的数字化实体模型中表达了完整的产品定义信息,并完全替代了二维工程图纸,成为制造过程的唯一依据[1].MBD技术的深入研究应用,已经对国内飞机装配协调、并行设计制造产生重大影响,对开启我国数字化制造时代具有重要意义. MBD技术作为数字化协同设计制造的技术信息载体,是数字化协同设计制造体系的关键应用技术,是设计与制造部门紧密协同的共同课题.MBD采用协调研制的模式,对航空企业的工艺、检验、零件、装配等各部门带来全新的理念与工作模式,对传统的串行模式带来巨大变革.     

基于MBD的飞机制造质量管控与监督模式及方法探讨

根据我国航空制造特点及飞机研制MBD技术应用的需要,提出了基于模型的质量管控(MBQ)思路、基于大数据和数字化的质量管控方法和知识,探讨飞机制造质量管控与监督的新模式、方法和技术,建立了MBD条件下的数字化质量管控与监督体系.     

面向模块化配置生产的大型飞机装配规划与仿真技术

大型飞机装配具有学科领域多、精度要求高、协调产业链广、工作量大等特点,是大型飞机研制周期、质量和成本的决定性环节。目前国内航空企业更多在单点上引入数字化产品定义MBD以及装配仿真等技术,业务仍然采用传统设计制造分离模式,未形成先进的数字化装配工程应用体系。本文对国内外航空企业的数字化装配技术应用现状进行了分析,提出了先进业务管理、数字化制造工程设计、装配仿真验证相融合的集成框架,并对其中的关键技术进行了论述。最后,基于该研究成果构建了装配规划及仿真的工程应用集成环境,并对应用于某大型飞机研制中的工程化效果进行了描述。     

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.     

三维数字化工艺技术

<正>三维环境下的数字化工艺技术是目前航空制造领域研究的热点和难点。随着三维CAD技术的深化应用,基于MBD的数字化设计与制造技术已经成为航空制造业信息化的发展趋势,三维数字化工艺技     

中国航空工业信息化创新之路:探索中起步,整体性推进,国际化发展——访中航工业综合技术研究所副总工程师宁振波

改革开放以来,中国航空工业信息化从无到有,经历了30多年的发展,已形成统筹规划、体系化、规范化发展的态势,信息化能力已经成为航空企业核心能力的关键要素.以MBD、数字样机为代表的产品数字化定义技术加快了产品研发进程,数字化研制体系正在逐步形成.着眼未来,航空工业信息化将从MBD走向MBE(基于模型的企业),整个企业和供应链都将采用全3D模型,实现基于模型的定义、基于模型的制造、基于模型的支持和基于模型的环境.     

基于MBD的设计研究与应用

MBD技术是制造业产品数字化设计技术发展的趋势,能够有效地缩短产品研制周期,减少重复工作,提高产品质量。从MBD技术研究与应用的现状与挑战出发,通过应用案例详细阐述了基于MBD技术的产品设计解决方案,表明了MBD技术的价值。     

基于模型定义和智能设备的新一代航空工厂

国际航空制造业应用数字化技术呈现出快速发展的势头,MBD技术的应用正在从设计领域往制造领域延伸,在航空工厂应用MBD技术已经成为重要的研究方向.支撑国际航空制造业快速发展的还有不断提升的硬件设备,航空工厂的自动化设备正在朝着智能化的方向发展,在三维数字制造环境中集成智能化设备,已经成为促进航空工厂从数字化走向智能化的关键. 基于模型的企业和数字制造技术 现代制造业的数字化技术应用非常迅速,美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers,ASME)在2003年提出的"基于模型定义"(Model Based Definition,MBD)采用了集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息,改变了传统的基于二维图纸和辅助文档的产品设计形式.     

A/C Three-dimensional Paralleled Assembly Process Planning and Designing Based on DELMIA

随着信息技术和三维CAD技术的飞速发展,飞机的三维设计技术日益成熟,基于MBD的飞机产品设计已经在国内航空领域广泛应用.本文论述了应用数字化企业精细制造交互式应用软件DELMIA进行基于MBD三维产品数模的三维飞机装配工艺规划、设计及装配仿真,并进行了某型机项目实施验证.     

基于模型定义的飞机全三维设计实现技术

纵观全球飞机研制,随着信息技术和计算机技术的快速发展,国际最新的在研飞机普遍采用全三维设计技术,彻底取消二维图纸,所有零部件的三维设计作为唯一权威性的数据集,供用户的所有后续环节使用.采用全三维数字化设计方法,通过在线关联设计和并行产品定义,不仅能提高协同效率,而且能摒弃传统设计方法中大量二维图纸,提高了飞机协同设计效率,推动了飞机制造业的数字化变革.采用三维实体数字化模型进行预装配,能最大程度地减少设计错误,提高设计质量,结合设计信息和制造信息,进一步缩短飞机研制周期. 波音公司在梦幻客机787的研制过程中,要求全球合作伙伴采用基于模型定义(Model Based Definition,MBD)作为整个飞机产品制造过程中的唯一依据,即在虚拟环境中设计、构建和测试787飞机生产前的数字化制造工艺,通过生产现场的网络终端传递制造数据,实现波音787全三维研制,并最终取得了成功[1].     

基于MBD的三维数字化装配工艺设计及现场可视化技术应用

基于MBD的三维数字化装配工艺设计技术是现代航空数字化制造中的一门新兴学科,也是未来飞机三维装配工艺设计的发展趋势.该技术主要通过对DELMIA、3DVIA Composer、CAPP等工艺设计、工艺仿真软件进行客户化定制和多系统集成应用,完成基于MBD三维产品模型的工艺分离面的划分、BOM重构、工艺仿真以及三维装配指...     

基于MBD的数控加工工艺设计系统

MBD模型作为制造过程中唯一依据逐步成为航空制造业的发展趋势,并已应用到CAD/CAM中。但MBD技术尚未在CAPP中展开应用,导致MBD数据集在CAD/CAPP/CAM的集成设计制造过程中无法连续传递。针对航空数控加工需求,建立了基于图层的数控加工MBD工艺模型,提出了基于MBD的数控工艺设计流程,并设计开发了基于MBD的数控加工CAPP系统,实现了UG平台上集成设计制造的MBD应用。     

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].     

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.     

数字化装配工艺设计与仿真技术研究

随着数字化技术在国内航空领域的推广应用,基于MBD的零件设计制造已成为趋势。传统的装配工艺设计模式尚未解决设计三维模型的应用问题。提出了一种数字化装配工艺设计方法,通过搭建数字化装配工艺设计仿真平台,定制开发工艺设计工具,基于EBOM进行ABOM构建、装配工艺规划,采用轻量化模型进行装配可可视化仿真,实现数字化装配工艺设计。     

基于MBD的航空产品首件检验关键技术研究

提出了基于MBD的航空产品首件检验方法,以实现三维数字化产品检验,在分析MBD技术应用体系的基础上,对航空首件检验标准进行研究,给出了在MBD环境下实现首件检验的关键技术,以探讨实现首件检验过程信息化、数字化的难点和关键点,为基于MBD的航空产品首件检验系统的开发与实施提供了技术支撑和方法指导。