数字孪生技术在航空发动机智能生产线中的应用

为探索采用新一代信息技术加快航空发动机数字化转型升级,分析了数字孪生技术的概念和内涵,论述了数字孪生技术在航空发动机设计、制造和服务等业务领域的应用场景,对智能生产线应用数字孪生技术的实现途径进行了分析和验证。实践表明:数字孪生技术与MBD建模、数字线索、虚拟仿真、数据融合等技术相关联,能够进一步优化车间布局和生产节拍,改善工艺设计,实现生产制造过程的准实时监控和动态调整,有利于提高产品生产质量和生产效率。     

航空发动机部件虚拟装配及数字化检测技术

虚拟装配与数字化检测技术是航空发动机制造中的先进技术,应用在发动机部件装配及检测中能起到事半功倍的作用。为满足某航空发动机新型喷管的研制需要,以新型喷管为载体,进行了虚拟装配及数字化检测技术研究。结果表明,虚拟装配技术的运用,避免了不必要的返工和浪费,能缩短装配周期,节省研制成本,加快研制进度;而数字化检测技术的运用,使装配质量有了大幅提升,使发动机可靠性得到保障。     

商用航空发动机数字化装配工艺设计系统

基于模型的定义技术在航空发动机结构设计中应用广泛。针对商用航空发动机装配工艺设计工具应用问题,以产品数 据模型为核心,提出基于TeamCenter&Cortona3D集成的设计思路。打通产品装配工艺设计业务链,构建基于模型的数字化装配工 艺设计环境,自上而下实现基于模型的装配工艺任务规划、基于模型的装配工艺/ 工装设计与仿真验证,实现面向装配制造的工艺 设计,从而提高商用航空发动机装配工艺设计效率和质量,缩短产品研制周期。     

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.     

基于理想与实物模型的航空发动机优化装配技术研究与探讨

发动机装配是发动机制造的最终阶段。提升产品装配工艺技术,改进产品装配规划,是提升产品质量、生产效率、降低成本的关键环节。利用数字化技术,通过对航空发动机理论三维模型虚拟装配技术研究,并与实体装配技术相结合,研究了实体装配优化技术,以达到对航空发动机装配工艺优化和实体装配优化的目的。     

面向航空发动机研制的数字孪生定义研究

数字孪生是21世纪诞生的一种技术体系和工作模式,目前已经在学术界、工业界和官方研究机构得到广泛研究和实践应用。为了在航空发动机研制中准确运用数字孪生,就必须明确其定义及内涵。在前期通过文献统计分析得到数字孪生定义模型的基础上,对不同研究视角下的典型定义进行分析、归纳,明确数字孪生的核心要素,以及不同要素的相互关系、在数字孪生中的作用。以此得到面向复杂装备研制的数字孪生定义,并结合航空发动机研制的特定实践,将之具象化为航空发动机研制的数字孪生定义。结果表明：面向航空发动机研制的数字孪生定义核心要素是发动机实体、孪生模型、数据和交互,数字孪生以航空发动机实体为实现载体,以孪生模型为实现功能的核心,以数据和交互作为媒介和推动手段,最终达到提高航空发动机质量、保障航空发动机运行的目的。     

数字孪生在航空发动机燃烧室设计阶段的应用与展望

随着航空发动机性能指标和系统复杂度的不断提升,数字孪生技术正在成为支撑航空发动机全生命周期管理的重要手段。燃烧室是发动机的心脏,其研制过程具有难度大、周期长、花费高等特点。基于数字孪生的设计技术能够预测燃烧室的性能,评估其可靠性,并对试验方案进行预先评估与优化,大幅缩短燃烧室设计的时间,同时降低经费支出。简述了航空发动机燃烧室在设计阶段面临的挑战,并针对数字孪生在航空发动机燃烧室设计阶段的应用与关键问题进行了简要的综述与展望。     

DELMIA虚拟装配技术在飞机研制中的应用

数字企业精益制造交互式应用(Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application,DELMIA)虚拟装配技术能够真实模拟飞机的装配过程。在计算机上以可视化方式研究和解决飞机装配的可行性、可达性,验证装配工艺设计的合理性,及时发现工艺中存在的各种结构性和空间性等问题,并根据模拟、分析和装配工效评估的结果对工艺方法、工装结构和生产线布局等进行修改和优化,有效地提高了飞机装配质量、降低了研制成本和周期,是现代航空产品研制的新技术,也是并行工程的支持技术之一。     

航空制造技术发展趋势

本文针对国外先进航空产品发展需求,对航空产品研制及生产中所应用的数字化设计/制造技术、复合材料构件制造技术、大型结构件数字加工/成形技术、高温复杂结构件制造技术、先进连接与装配技术、超精密加工及微系统制造技术、特种加工技术、表面工程技术以及无损检测技术的发展趋势进行了分析和总结。     

我国航空发动机数字化设计/制造/管理技术现状及其发展

针对新一代发动机研制、高新工程批生产任务,开展多厂所协同数字化设计/制造/管理技术研究,建立数字化设计/制造/管理协同技术体系和应用系统,全面推广应用该项技术,对提高我国航空发动机研制能力,进行技术创新,促进航空发动机行业跨越式发展必将起到重要的作用     

数字化装配工艺与装配过程管理协同设计

从航空发动机装配阶段的数字化需求出发,分别介绍数字化装配工艺设计和装配过程管理两个阶段的国内外技术发展现状;重点阐述了装配工艺设计与装配过程管理协同设计的理念,从现状介绍、需求分析、方案规划等方面进行详细介绍;综述目前协同设计的建设情况,全面为后续发动机数字化装配平台的规划管理和实施建设提供参考。     

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.     

民用飞机研制数字化协同环境建设思考

20世纪90年代中期,数字化设计制造技术在国内飞机制造业已开始研究,并在产品数字化定义、虚拟装配、产品数据管理、数字样机、设计与制造信息集成、并行工程等技术应用上取得了重大进步.     

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。     

基于轻量化模型的飞机装配过程虚拟仿真方法

飞机结构零件数量巨大、结构复杂、协调部位多,飞机装配在飞机制造过程中不仅劳动量大,而且质量要求高、技术难度大.因此,飞机装配在飞机制造中占有十分重要的地位,飞机装配工作量约占整个飞机制造总工作量的50％ ～60％[1],因此如何提高装配效率、降低装配劳动成本,是缩短整个飞机研制周期的关键[2-3].随着飞机数字化设计制造技术的快速发展,虚拟装配仿真技术已广泛应用于航空制造业,该技术的应用明显加快了装配工艺方案制定和实施的速度,有利于优化装配工艺方案,从而有效保证飞机的装配质量.     

飞机自动化装配技术的发展

十余年来,以数字化、柔性化为特征的自动装配技术已成为飞机制造业发展的必然趋势。国外民机制造公司将之视作一项非常重要的核心技术,在单一产品数据源的数字量尺寸协调体系的基础上,采用数字化装配设计技术,通过装配仿真和虚拟现实技术等虚拟制造技术和并行工程实现装配过程优化,应用自动钻铆设备、柔性装配工装、数字化测量     

俄罗斯燃气涡轮发动机数字孪生进展

数字孪生的诞生与发展，有助于解决了拖、降、涨等问题，为燃气涡轮发动机的发展提供了一种新兴的技术体系和工作 模式。从政府和联合发动机制造集团2个层面综述了俄罗斯燃气涡轮发动机数字孪生的发展历程，总结和归纳了俄罗斯燃气涡 轮发动机数字孪生发展的特点，可为燃气涡轮发动机技术研究和产品研制引入数字孪生技术提供参考和借鉴。     

数字孪生及其在航空航天中的应用

数字孪生已引起国内外的广泛重视，可看作是连接物理世界和数字世界的纽带。其通过建立物理系统的数字模型、实时监测系统状态并驱动模型动态更新实现系统行为更准确的描述与预报，从而在线优化决策与反馈控制。本文分析表明数字孪生体相比一般的模拟模型，具有集中性、动态性和完整性的突出特点。数字孪生的发展需要复杂系统建模、传感与监测、大数据、动态数据驱动分析与决策和数字孪生软件平台技术的支撑。在航空航天领域，数字孪生可应用于飞行器的设计研发、制造装配和运行维护。重点讨论了应用机身数字孪生进行寿命预测与维护决策的案例，相比于周期性维护，具有检修次数更少、维护成本更低的优势。最后，给出了数字孪生在空间站、可重复使用飞船的地面伴飞系统中的初步应用框架。     

面向航空智能制造的DT与AI融合应用

针对航空装备复杂制造场景下制造过程管控维度多尺度大、制造资源组成复杂性高、质量问题跟踪定位难度大等问题，结合数字孪生（DT）与人工智能（AI）技术特点，开展了面向航空智能制造的DT与AI融合应用研究。基于数字孪生与人工智能应用现状，系统性地阐述了数字孪生与人工智能融合机理，分析了支撑数字孪生与人工智能融合驱动航空智能制造的关键技术和数字孪生与人工智能融合驱动的AI控制中心构建涉及的关键问题，在此基础上重点讨论了加工制造过程自适应控制、智能车间生产过程智能管控、制造过程资源调度与优化决策、产品智能质量控制等应用场景，为数字孪生与人工智能在航空智能制造融合应用提供参考。     

航空发动机盘类转子柔性装配工装构型研究

针对航空发动机装配工艺过程、工装设计工艺过程及发动机盘类转子部件的共性,结合机器人理论,将串并联机构应用到航空发动机构型中,研究并设计一个适合不同类型不同型号航空发动机的柔性工装构型.详细介绍了其基本原理及设计关键技术,并用有限元方法进行静力学验证其可行性.对航空发动机数字化装配的实现和生产效率的提高进行了探索.