淺談數(shù)字化在民用飛機(jī)設(shè)計與制造中的應(yīng)用

李富潤

摘 要：隨著信息化科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，使得CAD/CAM技術(shù)、信息技術(shù)以及數(shù)字化加工設(shè)備的研究也在不斷的深入，使得國內(nèi)數(shù)字化信息技術(shù)在民用飛機(jī)的設(shè)計以及制作的環(huán)節(jié)進(jìn)行了應(yīng)用，能夠有效推動飛機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量，提升飛機(jī)的整體技術(shù)水平，逐漸的縮短了和先進(jìn)國家之間所存在的差距。因此，本文將以淺談數(shù)字化在民用飛機(jī)設(shè)計與制造中的應(yīng)用為課題展開分析，通過對淺談數(shù)字化在民用飛機(jī)設(shè)計與制造中的應(yīng)用進(jìn)行深入的探究，找出數(shù)字化技術(shù)在民用飛機(jī)設(shè)計與制造中所帶來的作用，以供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù)：民用飛機(jī)；設(shè)計與制造中；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.019

1 針對數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行概括與分析

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，數(shù)字化技術(shù)的程度也在不斷的加深，可以將虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)信息化數(shù)據(jù)庫等多媒體技術(shù)進(jìn)行了融合，從根本上提供制造者的需求。并且數(shù)字化技術(shù)能夠有效準(zhǔn)確的收集到資源的信息、產(chǎn)品信息、制造工藝等，并進(jìn)行加以分析，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計以及制造的仿真圓形制造，從而使得制造出的產(chǎn)品速度以及質(zhì)量可以滿足客戶的要求。通俗地說：數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入計算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程[1]。

計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使人類第一次可以利用極為簡潔的“0”和“1”編碼技術(shù)，來實現(xiàn)對一切聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)的編碼、解碼。各類信息的采集、處理、貯存和傳輸實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化和高速處理。數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢，其內(nèi)涵包括三個層面：以設(shè)計為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以控制為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以管理為中心的數(shù)字化制造技術(shù)。而且，數(shù)字化技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢較為廣闊，可以在虛擬設(shè)計。虛擬制造、虛擬企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)制造等領(lǐng)域進(jìn)行有效的開展應(yīng)用，在未來將成為數(shù)字化設(shè)計以及制造技術(shù)發(fā)展的重要方向[2]。

數(shù)字化技術(shù)能夠極快的反映出市場所需要的產(chǎn)品的制造目標(biāo)，因為現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)市場瞬息萬變，如何快速的反映出經(jīng)濟(jì)市場的需求是加大市場競爭力的主要因素，因為，在技術(shù)快速發(fā)展的時代，許多的新觀念以及新技術(shù)都在飛速的發(fā)展以及進(jìn)行應(yīng)用，如何使用數(shù)字化的市場反應(yīng)能力也是人員需要研究的主要內(nèi)容。

2 針對飛機(jī)數(shù)字化的定義進(jìn)行分析

在民用飛機(jī)上采取數(shù)字化技術(shù)其實就是將飛機(jī)的定義信息通過另一種方式在三維實體的模型中進(jìn)行表達(dá)，并且此類方法制定了產(chǎn)品尺寸、制造工藝、表達(dá)方法、公差標(biāo)注等一些規(guī)定外還從根本上改變傳統(tǒng)飛機(jī)的產(chǎn)品定義。此外，飛機(jī)數(shù)字化技術(shù)的定義讓民用飛機(jī)的設(shè)計與制造環(huán)節(jié)進(jìn)行一定的改變，改變了傳統(tǒng)的飛機(jī)設(shè)計與制造方法，讓其變成了三維實體的模型。

（1）三維標(biāo)注。在設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)將自身的是實際情況進(jìn)行總結(jié)，然后根據(jù)著自身的制造條件以及制造水平來對三維標(biāo)注的原則和要求進(jìn)行制定，然后根據(jù)規(guī)定來統(tǒng)一制造飛機(jī)的尺寸、表面粗糙度、文字等，讓整體的制造滿足企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

（2）提升模型的精準(zhǔn)。能夠滿足模型精準(zhǔn)度的條件有兩個，第一個是要滿足數(shù)字化技術(shù)預(yù)裝配的要求。第二個就是要滿足飛機(jī)設(shè)計以及制造過程中質(zhì)量。在一般情況下，模型的狀態(tài)其實就是飛機(jī)中內(nèi)部零件的真實使用狀態(tài)，且工藝以及制造的部門可以直接進(jìn)行使用。在對民用飛機(jī)進(jìn)行研究與制造的同時，為了保證飛機(jī)的質(zhì)量以及模型的精準(zhǔn)度，設(shè)計人員普遍會采用專業(yè)的模塊建模方式來對飛機(jī)的精度進(jìn)行保障，比如在設(shè)計飛機(jī)零件的過程中，采用V5然后的建設(shè)模塊來保證零件的精度。

（3）民用飛機(jī)的三維模擬。飛機(jī)的整體的制造、工藝手段、裝配信息在三維的模型當(dāng)中都無法正確的進(jìn)行表達(dá)，比如，熱處理方法、表面處理方法、裝備信息、材料信息等。相關(guān)的設(shè)計人員可以使用零部件的結(jié)構(gòu)來制定模塊并將數(shù)據(jù)代入到三維模型當(dāng)中，然后通過PDM系統(tǒng)來自動獲取結(jié)構(gòu)當(dāng)中的制造、工藝技術(shù)、裝配信息等，然后根據(jù)相關(guān)的規(guī)定格式來自動生成EBOM，提升飛機(jī)設(shè)計以及制造環(huán)節(jié)的效率以及質(zhì)量。

3 針對飛機(jī)數(shù)字化的預(yù)裝配進(jìn)行分析

數(shù)字化預(yù)裝配的主要作用就是一個模擬裝配的過程，此過程可以將飛機(jī)的整體數(shù)據(jù)積極性采集，然后根據(jù)數(shù)據(jù)來制定制造的流程，通過計算機(jī)的軟件平臺來實現(xiàn)產(chǎn)品裝配的統(tǒng)一建模，再經(jīng)過虛擬環(huán)境來對產(chǎn)品的制造工藝決策、質(zhì)量檢驗依據(jù)制造裝等一些過程進(jìn)行審核。

（1）干涉警報。一般工作人員在進(jìn)行虛擬裝配當(dāng)中，對飛機(jī)的零件、組件包括以設(shè)計的工藝流程安排、裝配等環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查。在裝配環(huán)節(jié)，人員需要對不同的產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的審核，如果當(dāng)中人員存在著干涉的情況，那么就會自動報警，然后自動分析出干涉的區(qū)域以及干涉的數(shù)量，從而有效的幫助工作人員迅速有效的找出干涉的范圍以及干涉的原因。

（2）人機(jī)工程的仿真。人員作為產(chǎn)品裝配的主導(dǎo)者，主要作用是進(jìn)行產(chǎn)品的移動。如果在虛擬工裝構(gòu)建以及產(chǎn)品構(gòu)建的環(huán)境當(dāng)中，投入人體的三維模型，那么就可以使系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行人為仿真模擬，可以在工藝流程環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真裝配工人模擬，并且能夠有效準(zhǔn)確的模擬出工人的可達(dá)性、可操作性以及可視性。其中的可視性是指人員整體的視野范圍，可達(dá)性是人員的身體是否能將產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)街付ǖ牡攸c，可操作性是指零件的重量大小是否能給人員提供更多的便利。

（3）對數(shù)字化車間的仿真。數(shù)字化技術(shù)在民用飛機(jī)的設(shè)計制造應(yīng)用，可以將飛機(jī)的設(shè)計以及制造人員在虛擬的環(huán)境下，建立起虛擬的地面、廠房和起吊設(shè)備的三維模擬模型。然后根據(jù)著裝配流程來對數(shù)字化車間進(jìn)行有效的仿真。

4 總結(jié)

綜上所述，數(shù)字化技術(shù)在民用飛機(jī)設(shè)計以及制造環(huán)節(jié)進(jìn)行應(yīng)用，可以有效提升飛機(jī)的整體設(shè)計以及制造的水平，還有效的推動了飛機(jī)現(xiàn)代化的發(fā)展速度，促進(jìn)民用飛機(jī)更加完善，并且目前數(shù)字化研究程度并不深，在未來人員對該技術(shù)進(jìn)行深入的研究后，會對民用飛機(jī)設(shè)計與制造產(chǎn)生極大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文杰.飛機(jī)設(shè)計與制造中數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用價值[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（15）：154.

[2]馬清.淺議數(shù)字化在民用飛機(jī)設(shè)計與制造中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（16）：14.