基于MBD的飞机设计制造协同关联技术探讨

设计制造协同关联平台是基于3D MBD PPR统一数据模型而建立的。在关联平台中,以产品型号MBD模型为单一数据源,建立实时的3D PPR动态数字样机,将设计数据、工艺数据、工装数据及检验数据进行基于模型的关联,并且将MBD唯一数据源从产品设计开始贯穿于设计、制造、服务的全过程,真正做到基于产品单一数据源的产品全生命周期管理。     

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技术在航空发动机设计中的应用

为解决MBD技术在航空发动机设计应用中的标准规范不统一和标注信息管理等问题,结合行业特点,制订了独特的通用+典型零部件MBD行业标准,同时,考虑到知识信息表达和多领域应用,提出了基于视图的标注信息(Definition Based Model Views-DBMV)管理方法,使得3维MBD模型成为惟一有效的知识信息数据源贯穿应用于产品的全生命周期,成功将MBD技术工程化应用于航空发动机结构设计中。     

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.     

MBD技术在飞机制造中的应用

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.同时,随着计算机和数控加工技术的发展,传统以模拟量传递的实物标工协调法被数字量传递为基础的数字化协凋法代替,缩短了型号研制周期,提高了产品质量.     

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技术在飞机研发中的应用

随着数字化设计与制造技术在航空工业中的广泛应用,飞机研发模式正在发生根本性变化,三维模型已取代二维图纸.本文借鉴国外经验,结合我国飞机研发过程,对将MBD技术应用于飞机研发过程的关键技术进行了探讨.     

MBD支持的不同设计平台协同设计技术探讨

我国还处于工业社会阶段,工业的发展进程很大程度体现了社会生产和科学技术的发展水平.当今,已经进入数字化信息时代,随着数字化制造业技术的飞速发展,其推动了工业的信息化进程,而大大提高了社会生产力的发展,促进了社会文明的进步.在数字化制造业带动下,新兴的三维数字化设计技术得到广泛应用,即基于模型的数字化定义(Model Based Definition,MBD)技术的逐渐实施[1],使产品数字化三维模型逐步取代二维工程图纸成为设计制造的唯一依据,已是工业社会发展历史的必然.     

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。     

协同制造技术在大型飞机研发中的应用

通过协同信息技术构建协同工作平台,组成虚拟的协同工作团队,形成一个分布式、动态的协同工作环境是决定大型飞机研发成败的关键技术之一.     

基于MBD技术的航空制造数字化工艺实施应用

目前机加工艺编制仍然以二维工艺卡片为主,工艺人员接收工艺编制任务后,通过TCM设计加工过程的各工序和工步,工艺员需要通过TCM与其他数字化产品设计工具绘制加工过程模型的二维工序图,并且在工序图上添加工艺标注,工步内容、刀具、量具等工艺相关信息,在做大量的图形绘制工作,同时加工信息也要进行详尽的说明,由于数据源不唯一,人工获取与处理MBD模型的信息,势必造成信息重复录入和人为失误带来数据不一致的情况发生,工艺员不增值劳动太多,巨大的人力、物力消耗在与工艺设计无关的环节上.     

面向智能制造的航空发动机协同设计与制造

智能制造技术是在信息化、数字化、网络化基础上,将人工智能引入制造理论及生产运行过程中,形成以存储、计算、逻辑、推理为特征的机器智能所驱动的产品制造技术.目前,统一模型驱动下的协同研制已经成为航空发动机产品研制的未来发展模式.在此背景下首先分析航空发动机产品研制的现状,从基于模型的数据集成、基于工艺系统协同的智能加工技术、基于CoE模式的组织协同、工业大数据驱动下的过程协同和基于CPS的协同优化等方面探讨了智能制造环境下协同设计制造发展趋势,为航空发动机协同研制技术的发展提供了有益的参考.     

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.     

关于MBD技术在我国航空制造企业应用的几点思考

航空复杂产品在产品设计上具有产品结构复杂、设计更改频繁、零部件数量庞大、材料种类繁多等特点;在产品制造上具有工艺专业种类多、加工／装配工艺复杂、制造流程长、零部件配套关系复杂等特点;在管理上具有工程更改频繁、供应链复杂、协作协同复杂、产品质量要求高、按架次管理等特点,并且航空复杂产品在其产品生命周期涉及到多产品、多企业、多部门、多业务之间的复杂协作.随着市场竞争的加剧和全球化,航空复杂产品制造企业在不断缩短制造周期和提高资源利用率的同时,更加趋向于设计、工艺与制造过程以及整个供应链的紧密协同.     

基于模型的定义（MBD）设计资源库的建设与应用

在信息技术飞速发展和快速应用的过程中，标准化在企业管理、型号研制及预研中发挥了不可替代的支撑作用。文章以某型号应用基于模型的定义（MBD）技术为背景，摘取信息技术标准化工作中的基础环节，阐述了MBD设计资源库的建设及应用效果。     

M BD 技术在飞机数字化制造中的应用

基于模型定义的M BD数字化技术首先在航空制造业中得到了深入应用,对飞机数字化生产结构优化升级意义重大。通过概述M BD技术的基本概念,阐述了M BD技术体系的应用系统框架,以及 M BD技术在复合材料、钣金件以及机加件方面的内容,分析总结了目前我国M BD技术应用方面所面临的困境,提出应对策略,并展望了未来M BD技术的发展趋势,以期对M BD数字化技术树立正确的认识,推动我国在数字化制造应用方面的研究工作。