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。     

基于本体和SWRL的飞机线束协同研制知识集成框架及实现

以我国军用飞机线束研制为背景,应用本体技术针对设计与制造的协同方法展开研究。针对飞机线束工程更改频繁的特点,以及不同机型对相同工艺知识共享的需求,总结了研制过程中一致性校验知识、元器件适配知识和制造工艺知识,采用本体模型、SWRL规则工艺知识表达和描述,通过基于规则和约束的本体推理、本体映射等知识管理方法的研究,实现了设计和工艺之间的产品数据一致性验证以及知识集成方法,提高了产品并行研制效率。     

基于VPM的并行工程在飞机研制过程中的研究初探

本文介绍了并行工程与成熟度的概念以及国内现有飞机设计/制造异地协同模式,在此基础上,提出了一种基于VPM的设计/制造并行工程模式,该模式通过成熟度的划分与升降级控制,实现了产品设计、工艺设计与工装设计三者并行协同,从而缩短了整个产品研制周期,并能从根本上解决厂所分离模式下导致的跨平台异构系统间数据迁移所带来的隐患。     

基于MBD的关联设计技术在飞机研制中的应用

MBD技术可以保证产品全生命周期过程中数据源的唯一性,实现上下游数据的无缝对接,有效提高产品设计效率。主要研究MBD的表达方式及关联设计中骨架模型的建立方法,阐述骨架模型的工作原理。结合飞机型号研制,首先进行总体骨架、接口骨架、部段骨架和部件骨架模型的定义,进而实现设计内部各专业“自顶向下”的关联设计,并以MBD数据集作为飞机研制过程中的唯一数据源,工艺、工装、检验人员在MBD数据集基础上开展并行协同的关联设计,有效地改善团队之间的沟通,使设计更改变得简单、快速,减少了设计错误,缩短了产品的研制周期,提高了设计质量。     

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].     

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。     

国外大型飞机装配型架设计的新方法

确定装配的设计方法、飞机结构与装配型架并行设计以及柔性设计技术是国外大型飞机装配型架采用的新方法和新技术,为缩短飞机研制周期,降低生产成本,提高产品的竞争力提供了新的途径     

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].     

面向飞机的装配方案索引技术

现代飞机设计多为改型设计,其装配方案具有一定的相似性。因此,在装配工艺规划工作中采用基于实例的推理技术,是有效利用以往设计经验和知识,实现产品快速研制的一种有效途径。本文在飞机产品结构特点和单元分解方法分析的基础上,提出一种对飞机零件进行分类的BP神经网络索引方法,用以支持飞机装配方案的获取。     

飞机全三维快速响应试制应用技术

提出了在飞机研制中采用全三维快速响应试制技术,以全三维数字化设计数模为核心,三维设计、三维制造、三维检验的技术体系。这种技术体系设计/工艺高度并行,单一数据源时时共享,并作为唯一依据贯穿飞机研制全生命周期,"边设计、边制造",制造技术前移。在新型研发平台上建立了以设计与制造一体化为核心的快速试制技术体系,在新技术应用上上了一个台阶,重量控制精准、试制流程简捷、技术体系先进、技术手段实用,实现了"好、快、廉"的设计目标。     

飞机并行协同研制模式与支撑技术探索

并行协同研制模式是提升飞机研制的必然方向之一。企业应该尽早在认知、组织、技术等方面加以重视和推进。由于并行协同研制模式的实现,最终需要有人具体去判断、规划和实现,所以,主导飞机设计的总设计师系统,除了要思路清晰、理解深刻和有变革的激情,还要有比较宽的知识面和娴熟的管理能力。     

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.     

并行工程在型号研制中的应用

论述了在飞机型号研制过程中开展并行工程的现实意义，提出了产品联合工作组IPT的组织结构、工作规范，协同工作环境以及并行设计的过程定义及过程控制。     

基于模块的飞机消耗式三维工艺设计技术研究

随着MBD技术的发展,三维工艺设计技术逐步代替传统的二维工艺设计。结合国内外飞机研制过程中三维工艺设计技术发展现状,立足国内飞机研制实际情况,介绍了基于模块的产品数据管理方式及消耗式三维工艺设计技术原理,阐明了基于模块化的消耗式三维工艺设计管理思路和实施过程,并对应用效果进行总结。     

飞机研制协同设计与敏捷管理内涵研究及实践

在飞机研制过程中,处于不同层次、不同阶段的设计活动是在时空上分布的,如何实现这些时空上分布的设计活动的协调及信息的实时交互是缩短产品开发时间、提高产品设计质量的关键。飞机研制协同设计与敏捷管理的实现依赖大量数字化技术的应用,它将飞机研制推向一个全新的阶段,全面缩短产品研制周期,提高产品质量,降低研制成本,提高企业的竞争力。     

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。     

飞机管线交互式虚拟装配技术研究及应用

随着虚拟现实技术在国内的应用日益深入,人机交互设备在工程实际中的应用也取得了一定进展,借助这些环境和设备,搭建一种基于人机交互设备的虚拟装配仿真平台,实现飞机总装管路和线缆的工艺设计和仿真优化验证,对提高飞机管线装配质量和效率、缩短产品研制周期、降低生产成本至关重要。     

飞机制造大型工装布局设计方法研究与实现

 飞机制造大型工装是保证飞机产品协调互换和几何参数的重要工艺装备,其研制工作量大,周期要求越来越短。目前,中国航空制造企业大型工装设计和制造并行的需求十分迫切,且亟需计算机辅助概念设计工具的支持。为此,对飞机制造大型工装的布局问题进行研究,引入逻辑构件对飞机制造大型工装进行抽象建模,提出了一种依据布局约束要求分级演进求解的布局设计算法,即依次通过定位点级、元件级和工装级骨架轴位域的演进求解获取骨架元件的合理位置,并结合人机域的求解进行工装布局设计。开发了相关布局设计工具,在某型号飞机后机身装配型架设计中应用验证,大大减少了设计迭代和返修率。     

飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势

柔性工装技术是基于产品数字量尺寸的协调体系,利用可重组的模块化、数字化、自动化工装系统,可以免除或减少设计和制造各种零部件装配的专用固定型架、夹具。因此,通过应用柔性工装可以缩短飞机装配的制造时间,以提高质量,并减少工装数目,实现"一型多用"的制造模式。飞机工艺装备作为保证飞机制造和装配准确度要求的专用设备,在飞机生产中占有举足轻重的作用。传统的工艺装备大量采用刚性结构,设计制造周期长、研制成本高、开敞性差、应用单一,难以满足飞机多品种、小批量生产模式下的研制需求。     

先进技术手段在大飞机设计中的应用及展望

在大飞机研制中,应用MBD技术带来了飞机研制方法和模式的变革;基于模块的关联设计技术提高了多专业的设计并行能力;虚拟设计技术、快速建模技术和基于Catia的二次开发工具包的应用,提高了设计的效率和质量。这些数字化技术促进了飞机研制模式的变革和流程不断优化,使信息化管理水平不断提升。