基于MBD的飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

劉明芳

（中航飛機(jī)股份有限公司漢中飛機(jī)分公司，陜西漢中723213）

基于MBD的飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

劉明芳

（中航飛機(jī)股份有限公司漢中飛機(jī)分公司，陜西漢中723213）

從MBD技術(shù)基本情況入手，重點(diǎn)研究基于MBD技術(shù)的飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

MBD；飛機(jī)；數(shù)字化；應(yīng)用

引言

在MBD技術(shù)的運(yùn)用下，無論是工藝方案設(shè)計(jì)，還是詳細(xì)工藝設(shè)計(jì)都可以在立體模式下完成，飛機(jī)裝配也實(shí)現(xiàn)了可視化。因此，有必要對(duì)基于MBD技術(shù)的飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)展開研究。

1　MBD技術(shù)概述

所謂的MBD技術(shù)實(shí)際上就是以三維實(shí)體模型為基礎(chǔ)的技術(shù)，通過該技術(shù)不僅可以了解到產(chǎn)品的基本情況，還能按照公差標(biāo)注準(zhǔn)則開展設(shè)計(jì)工作。在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等因素的影響下，無論處于哪一設(shè)計(jì)階段人員都可以在相同產(chǎn)品模型上設(shè)計(jì)，這樣就有效提升了設(shè)計(jì)進(jìn)度，同時(shí)也增強(qiáng)了產(chǎn)品制造能力。通過研究MBD技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)，它具有以下特點(diǎn)：第一，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)性強(qiáng)，所有數(shù)據(jù)來源相同且相對(duì)規(guī)范；第二，能夠促進(jìn)工程質(zhì)量的提升；第三，能夠縮短設(shè)計(jì)零件的時(shí)間；第四，具有良好的協(xié)調(diào)能力與向下兼容能力[1]。

2　基于M BD技術(shù)的飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在MBD技術(shù)運(yùn)用以前，飛機(jī)裝配工藝設(shè)計(jì)需要先在圖紙上完成，但由此得來的設(shè)計(jì)缺乏立體性，只能靠觀看者想象。而在MBD技術(shù)運(yùn)用以后，設(shè)計(jì)內(nèi)容更顯立體化?？梢姡琈BD技術(shù)有利于飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。

2.1設(shè)計(jì)

在飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)中，構(gòu)成部分有很多，要做好這項(xiàng)設(shè)計(jì)，應(yīng)從以下幾方面入手：

第一，方案設(shè)計(jì)。在MBD技術(shù)下，飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)可以利用MBD技術(shù)完成單元?jiǎng)澐?，形成EBOM，再將EBOM變?yōu)镻BOM，且以此為基礎(chǔ)，劃分好ACC，然后在ACC中完成POS單元?jiǎng)澐?，并確定POS單元所在位置、工序等多項(xiàng)內(nèi)容。對(duì)于EBOM來說，它是一種工程物料表，能夠?yàn)轱w機(jī)裝配提供一定的數(shù)據(jù)。所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)用MBD數(shù)模做好EBOM結(jié)構(gòu)樹設(shè)計(jì)，在合適的裝配方法與工藝下，完成生產(chǎn)與制造。要做好飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)，還要做好結(jié)構(gòu)關(guān)系與各個(gè)零件之間的調(diào)整，讓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由EBOM轉(zhuǎn)化為PBOM結(jié)構(gòu)，以便為后期設(shè)計(jì)提供一定的參考[2]。在這一過程中，應(yīng)將工藝因素納入到數(shù)據(jù)修改中，確保PBOM數(shù)據(jù)與EBOM數(shù)據(jù)相統(tǒng)一，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)可以通過添加工藝節(jié)點(diǎn)、調(diào)整節(jié)點(diǎn)描述等方式完成。這樣不僅可以保證裝配流程始終處于平衡狀態(tài)，還能強(qiáng)化裝配調(diào)整能力。

在以MBD為基礎(chǔ)的飛機(jī)裝配工藝設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，其工藝流程主要由以下幾個(gè)層次構(gòu)成：首先，ACC層，是根據(jù)工作量與產(chǎn)品工藝等因素構(gòu)成的；其次，POS層，它是ACC層的細(xì)分，與之相對(duì)的為工位；再者，JOB層，它屬于POS層的分支，所有的JOB工作都需要有一定數(shù)量的工作者；最后，STEP層是工藝流程中最低級(jí)的組成部分，歸屬于JOB層，在STEP層中，不僅要運(yùn)用精準(zhǔn)的語言，還要有明確的定位方法。這些都是基于MBD技術(shù)的飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)中不可缺少的一部分。

第二，詳細(xì)工藝組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在這部分設(shè)計(jì)中，主要是通過詳細(xì)工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)完成的。為做好這項(xiàng)設(shè)計(jì)，需要得到工藝仿真平臺(tái)的支持。對(duì)于工藝方案設(shè)計(jì)來說，其設(shè)計(jì)結(jié)果多與POS層相關(guān)，所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工藝仿真設(shè)計(jì)就要以POS為基礎(chǔ)，做好JOB單元與STEP單元的劃分。同時(shí)有必要將MBD產(chǎn)品數(shù)模等納入到該平臺(tái)中，然后在工藝規(guī)程的作用下，注意與工程數(shù)據(jù)等的聯(lián)系，只有這樣才能真正做好工藝數(shù)據(jù)模型組織構(gòu)建工作[3]。此外，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，還要做好工藝檢測(cè)，減少干涉或碰撞等情況的出現(xiàn)，只有這樣才能做好裝配工藝設(shè)計(jì)，保證裝配工藝設(shè)計(jì)順利完成。

2.2應(yīng)用

基于MBD技術(shù)的飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：第一，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用模式。對(duì)于裝配工藝可視化技術(shù)來說，就是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息、制造資源等信息經(jīng)過融合以后，按照數(shù)字量的方式將其納入到車間現(xiàn)場(chǎng)中，以此完成技術(shù)展示。在裝配工藝設(shè)計(jì)中，不僅需要完成網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)，還要保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，促進(jìn)終端設(shè)備的使用，然后將三維數(shù)據(jù)傳送到裝配現(xiàn)場(chǎng)中，只有這樣才能強(qiáng)化工藝化的體現(xiàn)。在數(shù)字化環(huán)境下，相關(guān)工作人員也可以順利完成飛機(jī)裝配工作。第二，組建三維AO。以往的AO就是裝配，其作用是為當(dāng)前現(xiàn)有工藝水平服務(wù)。在MBD技術(shù)的帶動(dòng)與影響下，數(shù)字工藝文件成為現(xiàn)代重點(diǎn)，而三維AO就是這種文件。在三維AO文件中，不僅含有產(chǎn)品設(shè)計(jì)內(nèi)容，還含有工藝設(shè)計(jì)等部分。對(duì)于MBD模式來說，需要得到三維數(shù)字化技術(shù)的支持，這樣不僅可以促進(jìn)飛機(jī)裝配工藝流程信息的形成，還能順利完成飛機(jī)三維圖解等工作。在MBD技術(shù)被應(yīng)用到飛機(jī)裝配中以后，其中心為工藝活動(dòng)，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)與圖解等綜合在一起就形成了三維AO。

為做好飛機(jī)裝配工藝應(yīng)用，在準(zhǔn)備與培訓(xùn)的過程中，應(yīng)注意裝配動(dòng)畫的運(yùn)用，這樣不僅可以讓裝配工作者更加直觀地了解到整個(gè)裝配過程，還能全面掌握裝配內(nèi)容等。在實(shí)際裝配的過程中，也可以將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到終端中，這樣一來，現(xiàn)場(chǎng)工作人員就可以隨時(shí)掌握裝配狀況，同時(shí)搭配多媒體動(dòng)畫，整個(gè)裝配過程就清晰地展現(xiàn)在人們面前。在數(shù)字化技術(shù)的影響下，人們可以清楚地看到MBD數(shù)據(jù)等，這些都是MBD技術(shù)在飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝中的應(yīng)用。

2.3裝配要求

為充分發(fā)揮MBD技術(shù)作用，真正做好飛機(jī)數(shù)字化裝配工作，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：第一，確保MBD數(shù)模執(zhí)行規(guī)范，所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)都要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。第二，提高對(duì)工藝設(shè)計(jì)人員的要求，所有工藝人員都要掌握足夠多的三維數(shù)字化知識(shí)，同時(shí)還要了解相關(guān)軟件使用方法，保證工藝設(shè)計(jì)始終處于合理狀態(tài)。第三，注意專業(yè)軟件工具的運(yùn)用，主要用這些工具檢查MBD產(chǎn)品質(zhì)量，防止人為因素導(dǎo)致產(chǎn)品數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。只有做到以上幾點(diǎn)才能最大程度地體現(xiàn)MBD技術(shù)作用，真正完成飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

總得來說，MBD技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝中不可缺少的一部分，因此，應(yīng)重視MBD技術(shù)的運(yùn)用。

3　結(jié)語

隨著MBD技術(shù)在飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝中的運(yùn)用，不僅提高了裝配數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性，還強(qiáng)化了裝配設(shè)計(jì)可操作性，相關(guān)工作人員也可以在可視化技術(shù)的作用下獲取這些信息，既有效強(qiáng)化了相關(guān)工作者獲取信息的能力，還最大程度地減少了裝配時(shí)間，保證了裝配按時(shí)完成。MBD技術(shù)在飛機(jī)數(shù)字化裝配工藝中的運(yùn)用極大地滿足了實(shí)際設(shè)計(jì)需求。

[1]沈清方,艾奇.基于數(shù)字化協(xié)同制造的飛機(jī)裝配工藝設(shè)計(jì)[J].教練機(jī),2013(3):64-68.

[2]謝曦鵬,李洋,李向明.基于MBD技術(shù)檢驗(yàn)規(guī)程在飛機(jī)數(shù)字化裝配中的應(yīng)用[J].西安航空學(xué)院學(xué)報(bào),2013(5):17-21.

[3]靳江艷,黃翔,劉希平,李瀧杲.基于模型定義的飛機(jī)裝配工藝信息建模[J].中國機(jī)械工程,2014(5):569-576.

（編輯：賈娟）

Design and Application Research of Aircraft Digital Assembly Process Based on MBD

Liu M ingfang
(Hanzhong Branch of AVIC Aircraft Co.,Ltd.,Hanzhoung Shaanxi723213)

This paper starts with the basic situation of MBD technology,focusing on the design and application of aircraft digital assembly technology based on MBD technology.

MBD;aircraft;digital;application

V262.4

A

2095-0748(2016)21-0089-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.21.40

2016-10-12

劉明芳（1982—），女，陜西漢中人，本科，工程師，研究方向：數(shù)字化裝配工藝。