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。     

全三维飞机设计技术及其应用

全三维设计技术(Full Three-Dimensional Design)不仅带来了飞机研制模式的改变,而且成就了新的高效的飞机设计手段,主要包括样机的在线设计技术、关联设计技术、基于成熟度控制的并行协同设计技术等,为航空工业数字化技术体系化的应用打下了坚实的基础。     

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。     

一种高效的产品与工艺并行设计模式

针对飞机设计制造还没有从根本上实现高度并行这一问题,给出了解决方案及实施架构,分析了其中的关键技术,研究出一种高效的产品与工艺并行设计模式,构建了相关功能系统,解决了工艺、工装设计人员在成熟度后期才参与并行研制,沟通方式落后,审查过程没有记录,没有从工具层面支持等问题。该模式已在飞机研制中得到验证和使用,真正实现了产品与工艺的并行设计。     

IPT工作模式在飞机研制中的应用

为满足在保证产品质量基础上缩短飞机型号研制周期的需要,根据并行工程思想提出了基于数字化的飞机研制IPT工作模武,并在总结工程实践经验基础上对IPT组织结构、基于成熟度管理的I胛工作流程及IPT工作模式的效益进行了分析,为提高飞机产品研制组织管理的效率提供了可行途径。     

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].     

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.     

民用飞机协同研制模式下的适航管理体系建设研究

随着民用飞机数字化集成协同研制的快速发展,传统的适航管理体制已经越来越不适应数字化、信息化、网络化的飞机协同研制需求,迫切需要建立一个与之相适应的适航管理体系。从协同研制构架入手,分析协同研制的特点和关键技术,重点论述该模式下适航管理体系的构成、特性和作用范围,提出协同研制模式下适航管理体系的建设目标。给出型号合格审定过程适航工程协同管理的构建方案。该方案可以实现对研制全过程的适航管控、规范适航审查活动、缩短型号取证周期和研制进度,进而为型号研制成功和商业成功奠定了基础。     

大飞机数字化制造关键技术

大型飞机数字化制造是一个非常复杂的系统工程,主要关键技术包括数字化并行协同技术、仿真技术、数字化测量技术、智能集成技术、柔性制造技术、飞机部件便捷传送技术、数字化信息处理技术、脉动线制造技术等,通过这些关键技术保证大飞机数字化制造的每个环节高效、顺利地进行,从而保证大飞机研制和生产周期短、质量高、成本低.对关键技术进行了综述分析,指出了关键技术中技术要点和关键问题,对更好地开展大飞机数字化制造具有参考作用.     

飞机数字化设计数模发放控制

数字化产品和过程模型、产品信息管理、高性能计算、以及数据传输，已经成为飞机型号研制中的重要技术手段。结合数字化技术在飞机型号研制中的实际应用，探讨了设计数据模型发放过程控制，包括发放原则、发放流程、数据文件准备和发放审签等，对数据模型的审签过程控制内容做了详细的论述；介绍了数据模型成熟度以及数据文件的存储、获取和归档管理。     

协同工作环境下的产品关联设计技术研究

<正>为了在有限研制周期内保证产品质量,提高研制效率,并行工程、协同设计等理念逐渐被产品研制部门采用。在协同设计环境中,不必等待设计工作全部完成,只需达到一定成熟度,即可下发阶段性的设计结果给工艺、工装、测量等部门,上下游工作并行展开,并通过一定的更新机制,保持各部     

ARJ21新支线飞机研制数字化应用与展望

ARJ21飞机研制采用虚拟产品开发管理(VPM)系统和协同产品商务技术(CPC)系统,建立了面向国内4个制造厂、国际19家供应商的协同飞机设计制造平台,实现了国家重点型号ARJ21飞机的跨企业、跨地区、跨国界的多厂所联合协同设计研制,代表着我国数字化技术应用的先进水平.     

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。     

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。     

并行工程与敏捷研制管理在飞机研制中的应用

<正>本文针对传统飞机研制过程中存在的问题,提出了在飞机研制过程中深度应用并行工程和敏捷研制管理的观点。首先对并行工程与敏捷管理的内涵和关系进行了阐述,然后以制造厂为例,分别从并行团队建设、模型成熟度、平台建设、流程优化等方面以深度应用并行工程为基础,从动态联盟、柔性组织、先进制造技术应用等方面提出敏捷研制管理的主要做法及成效。     

数字化环境下飞机研制与批产阶段问题探讨

任何新款的飞机研发,从第一个零件开始生产到飞机进入批量生产,都不可避免地会经过研制阶段和批生产两个阶段。数字化环境下,飞机生产出现了一些新的特点和情况,针对发生的变化,对飞机研制和批生产的共同规律进行一些新的探索,对数字化飞机产品在研制批所发生的问题和批产阶段所发生的问题进行分析和探讨,从工程设计问题、工艺制造问题、质量控制问题以及适航或军品合格证等方面指出在飞机制造的不同阶段问题关注的重点和解决问题的侧重点存在差异。特别是飞机在数字量传递的新环境中,对IPT的组建和工作机制的形成、成熟度的定义、综合协调数据集、模拟仿真、验证数据集、数字平台下的构型更改等大量新技术、新概念对两个阶段的影响给出了评价。     

飞机构型管理及其控制技术研究与应用

随着市场环境、客户需求,用户对飞机产品需求的多样化,需要对飞机不断的改进和改型,推动产品系列化发展.技术进步、多厂所异地协同制造的研制模式创新,都对飞机构型控制的准确性、实时性提出了更高的要求. 为了实现对飞机产品各类数据实施全生命周期的完整、准确、系统管理,飞机构型管理是一种行之有效的解决方法.建立一套与飞机产品数字化和PDM实施应用相配套的飞机产品构型管理机制,健全飞机构型管理基础工作,有效管理和控制飞机在其全生命周期中的设计、生产过程是飞机构型管理中极为重要的内容.     

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。     

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.