飞机数字化产品的过去、现在和未来.doc

数字化产品的过去、现在和未来宁振波(中航第一飞机设计研究院,西安, 710089 ) 摘要: 本文简要分析了国内外飞机数字化设计、制造、管理方面的发展历程, 并以 JSF 的数字化应用体系为样板,设想了未来我们飞机数字化的发展方向。关键词: 飞机数字化产品数字样机 1 .引言数字化产品指采用计算机软、硬件技术,以网络为基础,以数据库为平台; 在产品从采办—研制—设计—制造—交付—培训—维护—报废的全生命周期中, 以三维 CAD 设计为核心,将 CAE/CAT/CAPP/CAM/CALS/PDM 等计算机技术全面应用到产品的设计、制造、管理、售后服务等环节,所形成的用户需要的产品。数字化产品和传统产品的最大区别就是改模拟量传递为数字量传递;把串行工作模式变为并行工作模式。其带来的必然结果是缩短产品研制周期,提高产品质量,降低研制成本。由于飞机制造业在数字化产品设计、制造领域的领先地位,以下就以国内外飞机制造业的数字化产品设计、制造为例;说明数字化产品的发展历程。国外在飞机制造业应用三维数字化技术大至可分为三个阶段:部件数字样机阶段( 1986-1992 ), 全机数字样机阶段( 1990-1995 ), 数字化生产方式阶段( 1996-2003 )。 2 .国内外飞机数字化产品发展历程分析 .国外飞机数字化产品发展历程 2. 1. 1 .部件数字样机阶段波音公司于198 6年开始采用三维数字化技术分别对747-40 0液压管路系统、 PD41 段三维概念设计和空间布置、767-200 RB211 三维数字样机及制造、737-50 0 三维生产过程、V-22 管路电缆协调验证、767-200 飞行舱三维制造过程、757-4 6 段数字化预装配、 767-200 43段三维设计和制造过程、 777 41段驾驶舱 100% 三维设计过程等进行了应用验证。在此过程中获得了大量经验与教训,制订了一系列有关数字化设计制造的规范、手册、说明等技术文件,同时按精益生产思想不断改进研制过程,基本上建立起数字化设计制造技术体系,为全面应用数字化技术奠定了组织和管理方面的基础。 .全机数字样机阶段波音-777 飞机作为世界上第一个采用全数字化定义和无图纸生产技术的大型工程项目,成为 20世纪九十年代制造业应用信息技术的标志性进展。波音 777 飞机开发、研制、制造一次试飞成功的根本途径就是采用数字化技术和并行工程。波音公司在多年数字化技术试验的扎实的基础上,具有充分的技术积累和组织管理经验,它就在研制波音 777 新机过程中全面应用了这一新技术,主要体现在三个方面,零部件的 100 %三维数字化定义、数字化预装配和以精益制造思想为指导共建立 238 个设计建造团队( DBT )实施并行工程。在此过程中,采用数字化预装配取消了主要的实物样机,修正了 2500 处设计干涉问题,便于测定间隙、确定公差以及分析重量、平衡和应力等,使设计更改和返工率减少了 50% 以上,装配时出现的问题减少了 50%~ 80% ,使 777 飞机于 1994 年4 月提前一年上天。 .数字化生产方式阶段美国联合攻击战斗机(JSF )是20世纪最后一个重大的军用飞机研制和采购项目。在波音公司和同洛克希德·马丁公司的竞争中,后者最终胜出并取得了这笔价值 1890 亿美元的