飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)最新發(fā)展

（中國(guó)商飛上海飛機(jī)制造有限公司，上海 200436）

目前世界上先進(jìn)制造的主要標(biāo)志就是數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造，在引領(lǐng)世界先進(jìn)制造業(yè)潮流的飛機(jī)制造業(yè)方面，數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)更是得到普遍應(yīng)用。20世紀(jì)90年代世界上全數(shù)字飛機(jī)面世以來(lái)，飛機(jī)數(shù)字化經(jīng)過(guò)了幾個(gè)不同的發(fā)展時(shí)期，在經(jīng)過(guò)了3D定義飛機(jī)幾何參數(shù)到3D數(shù)控加工和數(shù)字化裝配的重點(diǎn)發(fā)展過(guò)程后，飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造進(jìn)入了全邏輯關(guān)系的聯(lián)動(dòng)數(shù)字化時(shí)代。為進(jìn)一步了解目前的狀況，本文對(duì)飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的最新發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行分析。

飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的概念和內(nèi)涵

常規(guī)來(lái)說(shuō)，飛機(jī)研制中主要有設(shè)計(jì)和制造專業(yè)，現(xiàn)代飛機(jī)制造的理念把飛機(jī)研制涉及的范圍拓寬到飛機(jī)的全壽命周期，如今人們提到的飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是指飛機(jī)數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)三維工程定義、數(shù)字化飛機(jī)制造三維工藝定義、數(shù)字化工藝裝備設(shè)計(jì)三維定義、數(shù)字三維檢測(cè)技術(shù)等，同時(shí)結(jié)合各個(gè)過(guò)程中的虛擬仿真、網(wǎng)絡(luò)傳遞、數(shù)字制造、在線信息管理等技術(shù)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品的整個(gè)數(shù)字化的執(zhí)行過(guò)程[1]。

其內(nèi)涵包括飛機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段采用基于模型的產(chǎn)品定義（Model-Based Definition，MBD）技術(shù)。在這個(gè)過(guò)程中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)充分利用CATIA工具，使用試驗(yàn)仿真技術(shù)和使用環(huán)境虛擬仿真技術(shù)等。

在工藝設(shè)計(jì)階段，制造工程師通過(guò)諸如IDEAL等平臺(tái)得到工程設(shè)計(jì)的MBD產(chǎn)品定義，采用DELMIA等模擬仿真技術(shù)進(jìn)行工藝三維設(shè)計(jì)，從而得到適用于數(shù)字化工廠使用的廠房工藝布局方案、制造過(guò)程規(guī)劃以及相適應(yīng)的零件制造流程、裝配工藝仿真、物流運(yùn)轉(zhuǎn)模擬、工具配套計(jì)劃、工裝準(zhǔn)備進(jìn)度等[2]。在整個(gè)工藝設(shè)計(jì)和實(shí)施階段，通過(guò)數(shù)字化工具實(shí)現(xiàn)無(wú)圖制造。

另外，是在飛機(jī)工藝裝備的數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造技術(shù)中，無(wú)接縫地傳遞飛機(jī)產(chǎn)品MBD定義，建立工藝裝備的TMBD（Tooling Model-Based Definition）體系，使飛機(jī)工藝裝備在飛機(jī)生產(chǎn)線全生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化作業(yè)。

自從波音777飛機(jī)（圖1）大面積采用數(shù)字化技術(shù)研發(fā)以來(lái)，世界上各個(gè)飛機(jī)制造企業(yè)都在向數(shù)字化技術(shù)的方向發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造已成為代表飛機(jī)技術(shù)先進(jìn)性、安全可靠性、協(xié)作高效性和使用長(zhǎng)壽命的標(biāo)志。隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造在近20年來(lái)形成高校的重點(diǎn)學(xué)科，現(xiàn)代制造業(yè)把數(shù)字化當(dāng)作基本手段已經(jīng)是不爭(zhēng)的現(xiàn)實(shí)，而飛機(jī)制造行業(yè)又是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化最好的試驗(yàn)場(chǎng)地和環(huán)境。

圖1 波音777全數(shù)字化飛機(jī)制造生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)Fig.1 Fully digital manufacturing field of Boeing 777

飛機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)字化的最新進(jìn)展

1 數(shù)字化設(shè)計(jì)定義系統(tǒng)

如今的飛機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)字化不再停留在單純的產(chǎn)品幾何數(shù)字化定義階段，而是普遍采用MBD。MBD是在過(guò)去三維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，增加有利于制造、采購(gòu)、管理等大量數(shù)字化信息，將飛機(jī)產(chǎn)品特有的所有幾何信息和過(guò)去不包含在飛機(jī)產(chǎn)品定義里的非幾何特征信息整合在一個(gè)模型中，建立基于MBD的幾何定義、工藝參數(shù)和資源信息的統(tǒng)一工作平臺(tái)，通過(guò)協(xié)議數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)化數(shù)模的真實(shí)無(wú)遺失信息傳遞，保持整個(gè)過(guò)程的數(shù)據(jù)唯一性、一致性、共享性和同源性，真正達(dá)到飛機(jī)研制的協(xié)同設(shè)計(jì)、異地制造目的[3]。目前，全世界各個(gè)飛機(jī)制造企業(yè)普遍采用或趨向采用MBD數(shù)字化設(shè)計(jì)定義技術(shù)。

對(duì)于MBD技術(shù)來(lái)說(shuō)，CAD/CAM工具是支持其存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，而PDM/PLM系統(tǒng)是其發(fā)揮作用的框架與橋梁[4]。MBD技術(shù)結(jié)合PLM技術(shù)或MHI技術(shù)，運(yùn)用單一數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)中樞系統(tǒng) （Multi-HUB）發(fā)揮指令性作用。對(duì)于企業(yè)內(nèi)部來(lái)說(shuō)，有利于優(yōu)化企業(yè)制造流程結(jié)構(gòu)方式，建立單一數(shù)據(jù)源的分布式并行工作環(huán)境；對(duì)于全球合作來(lái)說(shuō)，有利于構(gòu)造跨地域供應(yīng)商動(dòng)態(tài)協(xié)作工作模式。波音公司在787飛機(jī)上首次采用PLM解決方案完成了從工程設(shè)計(jì)到數(shù)字化生產(chǎn)的全過(guò)程，自稱為全世界首架虛擬飛機(jī)。

另一方面，MBD借助基礎(chǔ)設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供的先進(jìn)CAA二次開發(fā)工具，充分利用模塊化的專業(yè)顧問(wèn)庫(kù)、經(jīng)驗(yàn)專家?guī)?、?biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)等手段，將數(shù)據(jù)定義規(guī)范、產(chǎn)品功能原理、工程設(shè)計(jì)原則、工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等采用數(shù)字化的形式表達(dá)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)原理，建立海量的設(shè)計(jì)職能庫(kù)，存儲(chǔ)大量的設(shè)計(jì)信息，取代了傳統(tǒng)的飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)和工藝設(shè)計(jì)規(guī)范，組成飛機(jī)研制的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫(kù)[1]。

數(shù)字化定義系統(tǒng)作為目前飛機(jī)研制普遍采用的系統(tǒng)還在不斷地完善和發(fā)展，并且，每個(gè)飛機(jī)制造企業(yè)在MBD方面的理解概念和定義原則并不完全一樣，例如波音和空客兩大航空制造業(yè)巨頭對(duì)MBD的運(yùn)用還是各自有不同，特別是對(duì)于MBD數(shù)據(jù)的傳遞和管理，兩家更是有很大區(qū)別。

2 數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)境

除建模的深度和范圍在不斷更新和發(fā)展外，產(chǎn)品數(shù)字化建模技術(shù)的方法也在不斷地豐富和擴(kuò)展，在常見的正向設(shè)計(jì)、逆向設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)件建模、參數(shù)化建模、二次開發(fā)建模等方法的基礎(chǔ)上，基于全過(guò)程的數(shù)字化概念使得越來(lái)越多的產(chǎn)品采用關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等更科學(xué)的方法。

關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)是把孤島式的單一計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)單元建立成有互聯(lián)關(guān)系的聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，把單個(gè)并且互不關(guān)聯(lián)的零件建模技術(shù)集成為模型之間的幾何元素甚至非幾何元素的相互驅(qū)動(dòng)或聯(lián)動(dòng)關(guān)系，使飛機(jī)的研制流程從串行研制模式向并行協(xié)同的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變，在關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)中，工作關(guān)注的焦點(diǎn)在于要素間如何建立聯(lián)系，在這方面比較著名的系統(tǒng)是在線關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)協(xié)同平臺(tái)ENOVIA VPM 系統(tǒng)。在此環(huán)境下，常用的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)工具有：參數(shù)與參數(shù)鏈動(dòng)（Reference to Reference），位置與位置鏈動(dòng)（Instance to Instance），參數(shù)和位置同時(shí)鏈動(dòng)（Instance to Reference）等。

關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)在于使設(shè)計(jì)技術(shù)要求更明確，設(shè)計(jì)任務(wù)更清晰，對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)更清楚，對(duì)數(shù)據(jù)選擇性的設(shè)計(jì)共享更直接，模型結(jié)構(gòu)樹更短，設(shè)計(jì)步驟更清晰，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)更改或設(shè)計(jì)錯(cuò)誤更容易，數(shù)據(jù)的快速重用更方便，項(xiàng)目的管理狀態(tài)更直觀，易于IPT團(tuán)隊(duì)間的實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)，可以使用不同設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)上任何人發(fā)布的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，減少知識(shí)庫(kù)管理的工作量。關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)是目前國(guó)內(nèi)外飛機(jī)研制最新的、主要的建模方法，是數(shù)字化技術(shù)提高到一定水平的情況下，數(shù)字化多專業(yè)設(shè)計(jì)和各類數(shù)據(jù)管理高度融合的結(jié)果。關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)為數(shù)字化設(shè)計(jì)建立了一個(gè)良好的互動(dòng)平臺(tái)[5]。

關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)盡管不是最新的概念，但真正在整個(gè)型號(hào)研制中使用則是在諸如波音787，空客A380、A350、A400M等21世紀(jì)研發(fā)的新型大型客機(jī)上，這些型號(hào)飛機(jī)普遍采用了MBD環(huán)境下的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。波音在回顧787飛機(jī)研制成果時(shí)，把關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)列為10大技術(shù)成果的首位，說(shuō)明了波音公司對(duì)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)的重視程度?？湛驮谘兄艫400M運(yùn)輸機(jī)和A350客機(jī)時(shí)，廣泛使用關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)，更顯示了關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)在飛機(jī)研制數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用中的重要性。國(guó)內(nèi)也有個(gè)別軍機(jī)型號(hào)嘗試著采用關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)，均獲得成功。期待中國(guó)的下一代民機(jī)設(shè)計(jì)也開始使用關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)。

3 縮短飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)間的探索

為了縮短飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)間，加快MBD的建模速度，空客于近年引進(jìn)了DATADVANCE公司開發(fā)的MACROS設(shè)計(jì)軟件，并在新飛機(jī)的多個(gè)領(lǐng)域研發(fā)中使用了這款軟件，解決了建模中的數(shù)值優(yōu)化問(wèn)題、數(shù)據(jù)高水準(zhǔn)分析問(wèn)題和復(fù)雜協(xié)調(diào)系統(tǒng)的高級(jí)算法問(wèn)題，同時(shí)，縮短了10%～20%的飛機(jī)設(shè)計(jì)前置時(shí)間（lead time）[6]。

還有飛機(jī)公司在探索基于MBD和多代理的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、基于WetMeeting的MBD協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和基于JAVA 3D/Web的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)等。

圖2 數(shù)字化工廠案例Fig.2 Digital factory cases

飛機(jī)制造數(shù)字化的最新進(jìn)展

1 數(shù)字化制造系統(tǒng)——數(shù)字化工廠

在數(shù)字化飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)中，數(shù)字化制造不再是單一的數(shù)控化、自動(dòng)化生產(chǎn)模式，而是以數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)不斷融合、發(fā)展和應(yīng)用相結(jié)合的高平臺(tái)展現(xiàn)在人們面前，這里重點(diǎn)要介紹的是數(shù)字化工廠（Digitalized Factory）（圖2）。

數(shù)字化工廠技術(shù)是將MBD數(shù)字模型定義和經(jīng)過(guò)DELMIA虛擬工藝仿真設(shè)計(jì)的制造過(guò)程信息，經(jīng)過(guò)PDM（Product Data Management）、MRP（Manufacturing Resource Planning）、MIS（Management Information System）為主體的制造信息支持系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化，以MBI（Multiplex Bus Interface）的形式發(fā)布給制造作業(yè)的各類操作者，包括人和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)字流環(huán)境下的飛機(jī)制造。

2 數(shù)字化制造環(huán)境下的技術(shù)和方法

在數(shù)字化飛機(jī)制造過(guò)程中的數(shù)字化工廠大環(huán)境下，各家航空制造企業(yè)采用了許多先進(jìn)的制造技術(shù)和方法，比如數(shù)字化精準(zhǔn)制造技術(shù)（包括鈑金精準(zhǔn)制造、機(jī)加精準(zhǔn)制造、復(fù)材零件精準(zhǔn)成形、激光精密成形、系統(tǒng)附件三維制造以及鍛鑄件精密成形技術(shù)等）、結(jié)構(gòu)件整體加工技術(shù)（包括鈦合金超塑成形等）、柔性化快速制造技術(shù)（包括數(shù)字化柔性裝配技術(shù)、數(shù)字化柔性制孔技術(shù)、數(shù)字化工藝裝備技術(shù)等）、直接數(shù)字制造技術(shù)——3D打印技術(shù)（包括加法制造、快速原形、個(gè)性化制造、分層制造、快速制造等）、數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)、信息化中樞指揮技術(shù)等。

還有在飛機(jī)部件生產(chǎn)中以高能量密度、高焊接精度和高焊接效率為特點(diǎn)的激光焊接替代鉚接的先進(jìn)技術(shù)，過(guò)去僅在軍機(jī)機(jī)體制造中使用，現(xiàn)在已經(jīng)在最先進(jìn)的民機(jī)殼體壁板上得到大面積運(yùn)用。比如空客A380飛機(jī)上的機(jī)身壁板蒙皮與長(zhǎng)桁的連接、機(jī)翼油箱隔板與加強(qiáng)筋的連接就是采用的激光焊接技術(shù)，連接質(zhì)量大幅度提高的同時(shí)，使得飛機(jī)重量減輕18%。

近期，隨著中國(guó)制造2025、工業(yè)4.0等概念的推出，航空制造業(yè)在尋求和探索智能制造的方法，自動(dòng)化制造、機(jī)器人輔助裝配、流水線集成、移動(dòng)生產(chǎn)等一批新技術(shù)都得到實(shí)施。

數(shù)字化給飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程帶來(lái)的變革和突破

數(shù)字化技術(shù)不僅為飛機(jī)研制注入數(shù)字化的概念，而且給飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程帶來(lái)了巨大的變革和突破。過(guò)去，一個(gè)飛機(jī)型號(hào)從工程設(shè)計(jì)開始到飛機(jī)實(shí)體進(jìn)入裝配階段，往往要經(jīng)過(guò)一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，這其中要進(jìn)行的工作至少包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案規(guī)劃階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、成熟度出圖階段、工藝準(zhǔn)備階段、生產(chǎn)準(zhǔn)備階段、零組件制造階段，最后實(shí)施裝配。

由于數(shù)字化技術(shù)的普遍應(yīng)用，特別是并聯(lián)設(shè)計(jì)和數(shù)字化工廠的實(shí)現(xiàn)，為飛機(jī)研制采用了諸如并行工程工作法等先進(jìn)制造方法創(chuàng)造了平臺(tái)和條件。

并行工作是將不同的專業(yè)或部門通過(guò)一定的約束條件和工作規(guī)則，集中在一個(gè)工作環(huán)境中，在同一平臺(tái)上進(jìn)行同一項(xiàng)目目標(biāo)而工作結(jié)果不同的活動(dòng)，從而推動(dòng)項(xiàng)目縮短周期，協(xié)調(diào)推進(jìn)。并行工作是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程和支持過(guò)程）的系統(tǒng)方法。并行工作方法有很多種，如專業(yè)并行、型號(hào)并行、跨職能并行、跨地域并行、臨時(shí)并行、重組結(jié)構(gòu)并行等工作模式[7]。

空中客車公司為在歐洲范圍內(nèi)高效研發(fā)新飛機(jī)，建立了并行工程ACE領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)每個(gè)型號(hào)的研制提出并行工程工作的組織方案，指導(dǎo)并行團(tuán)隊(duì)的工作；同樣，波音對(duì)于每個(gè)型號(hào)飛機(jī)的研制，均采取并行工程的模式，并且固化為“波音7X7事業(yè)部”的形式存在。

并行工程的特點(diǎn)為基于集成制造的并行性、并行有序、群組協(xié)同、面向工程的設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。針對(duì)這5個(gè)特點(diǎn)，最好的方法是成立飛機(jī)型號(hào)事業(yè)部，特別是大膽把工程設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)及工藝裝備設(shè)計(jì)專業(yè)合并，在產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)初期就由工藝、工裝及制造人員開始介入，進(jìn)行面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，將工程信息、工藝信息、工裝信息、檢測(cè)信息等都一并在MBD數(shù)模中體現(xiàn)，按照工程發(fā)展成熟度的原則分階段發(fā)放綜合協(xié)調(diào)數(shù)模，以綜合協(xié)調(diào)數(shù)模為依據(jù)，產(chǎn)生生產(chǎn)制造所需的工藝數(shù)據(jù)集、數(shù)控加工數(shù)據(jù)集、裝配數(shù)據(jù)集、工裝數(shù)據(jù)集、測(cè)量數(shù)據(jù)集，同時(shí)開始材料采購(gòu)、工裝制造、零件制造，適時(shí)開展部件裝配。這體現(xiàn)了基于集成制造的并行性、群組協(xié)同、面向工程的設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等特點(diǎn)，這就是國(guó)內(nèi)近年稱之為“大工程”組織的概念（圖3）。

數(shù)字化虛擬六維現(xiàn)實(shí)環(huán)境仿真技術(shù)VR的應(yīng)用，如圖4所示，為飛機(jī)研發(fā)人員進(jìn)入虛擬空間的任意位置提供了可能[8]。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅能提前發(fā)現(xiàn)和解決飛機(jī)實(shí)體制造中的不協(xié)調(diào)問(wèn)題，還為高層管理及時(shí)提供了可視化的信息，從而真正實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)工作方法過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的全空間、全領(lǐng)域、全功能零接觸的理想化環(huán)境，可大大提高飛機(jī)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，減少飛機(jī)制造的費(fèi)用，縮短研發(fā)周期[8]。目前，波音、空客、龐巴迪及國(guó)內(nèi)飛機(jī)制造業(yè)都在使用和建造自己的虛擬六維現(xiàn)實(shí)環(huán)境。

圖3 MBD下的大工程概念Fig.3 Big project concept under MBD

圖4 數(shù)字化虛擬六維現(xiàn)實(shí)環(huán)境Fig.4 Digital six-dimensional virtual reality environment

飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)未來(lái)的發(fā)展

對(duì)于飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的未來(lái)數(shù)字化發(fā)展，行業(yè)人士始終在不停地進(jìn)行研究。洛克希德·馬丁公司在美國(guó)新一代戰(zhàn)機(jī)制造中，從設(shè)計(jì)開始到最終裝配，形成了不間斷的數(shù)字鏈路，創(chuàng)建了“數(shù)字線（digital thread）”，這種新的簡(jiǎn)捷而又實(shí)用的工作模式[9]大大提高了現(xiàn)場(chǎng)的工作效率，提高了供應(yīng)商成品的配套準(zhǔn)確性，特別是為每架戰(zhàn)機(jī)保存了完善的生產(chǎn)過(guò)程信息數(shù)據(jù)，為飛機(jī)的外場(chǎng)維修服務(wù)提供了便利條件[10]。

美國(guó) NGMTI （下一代制造技術(shù)計(jì)劃）提出了未來(lái)10年在美國(guó)飛機(jī)制造業(yè)中擬采用更新的制造技術(shù)——基于模型的企業(yè)（Model-Based Enterprise，MBE）。MBE是一種比數(shù)字化工廠更進(jìn)一步的數(shù)字化制造實(shí)體，它采用更完整和更科學(xué)的多維建模與仿真技術(shù)，集MBD、DF、PDM、MIS、ERP等數(shù)字化運(yùn)作之大成，對(duì)產(chǎn)品的全壽命流程進(jìn)一步優(yōu)化，采用科學(xué)的模擬與分析工具，在產(chǎn)品形成的每一個(gè)階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和給出最合理的解決方案，對(duì)動(dòng)作執(zhí)行作出最科學(xué)的行動(dòng)決策，從根本上提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)效率、加工裝配質(zhì)量和銷售支援迅捷。MBE也許將成為未來(lái)飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)的又一個(gè)高平臺(tái)，從而代表數(shù)字化飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[1]。

歐洲空中客車公司在先進(jìn)設(shè)計(jì)和制造方面也提出了許多嶄新的概念，比如，相對(duì)應(yīng)“職能工廠”，空客極力在進(jìn)行“未來(lái)工廠”的探索和實(shí)踐，在A350和A380飛機(jī)的制造中，基于虛擬仿真、數(shù)字化樣機(jī)、精益生產(chǎn)、關(guān)鍵信號(hào)等技術(shù)，空客成功采用了“數(shù)字工廠”技術(shù)，下一步空客結(jié)合“智慧飛行”計(jì)劃，會(huì)將“電子商店”、“全生命周期數(shù)字化”等理念作為其創(chuàng)新的重點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展而不斷創(chuàng)新，本文僅對(duì)目前最主要的技術(shù)進(jìn)行了分析，但無(wú)論如何變化和進(jìn)步，在一定時(shí)間段內(nèi)，飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造方面流行的先進(jìn)技術(shù)類別是相對(duì)固定的，作為飛機(jī)制造行業(yè)要做的最合適和正確的事情是不斷追求先進(jìn)，踏實(shí)做好現(xiàn)在，科學(xué)規(guī)劃好未來(lái)，使飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)一步一個(gè)腳印，為制造出更先進(jìn)的飛機(jī)而努力。

[1] 陳紹文. 數(shù)字化制造的內(nèi)涵、未來(lái)和當(dāng)前的應(yīng)用問(wèn)題[EB/OL]. [2011-07-27]. http://articles.e-works.net.cn/CAPP/Article89260_2.htm.

CHEN Shaowen. The connotation, future and current application of digital manufacturing[EB/OL]. [2011-07-27]. http://articles.e-works.net.cn/CAPP/Article89260_2.htm.

[2] GRIEVES M. Product life cycle management: driving the next generation of lean thinking[M]. New York: McGraw-Hill, 2006.

[3] 于勇, 陶劍, 范玉青. 大型飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)應(yīng)用綜述[J]. 航空制造技術(shù),2009(11):56-60.

YU Yong, TAO Jian, FAN Yuqing.Application of digital design and manufacturing technology for large aircraft[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2009(11):56-60.

[4] 段玲利. 基于MBD的飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(35):112.

DUAN Lingli. Application and analysis of aircraft digital design technology based on MBD[J]. Science and Technology Innovation and Application, 2015(35):112.

[5] FRANZ K, H?RNSCHEMEYER R, EWERT A, et al. Life cycle engineering in preliminary aircraft design[M]. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2012:473-478.

[6] 依然. 空客采用新數(shù)值分析軟件縮短飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)間[J]. 航空制造技術(shù),2013(15):22.

YI Ran. Airbus uses a new numerical analysis software[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2013(15):22.

[7] CURRAN R, ZHAO X. WJC verhagen concurrent engineering and integrated aircraft design[M]. Berlin: Springer International Publishing, 2015:571-606.

[8] 姚雄華, 李磊, 張杰. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在飛機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 航空制造技術(shù),2013(3):67-70.

YAO Xionghua, LI Lei, ZHANG Jie.Application of virtual reality technology in aircraft design[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2013(3):67-70.

[9] KINARD D, MARTIN L. The digital thread-key to F-35 joint strike fighter affordability[J]. Aerospace Manufacturing and Design, 2010,9:70-75.

[10] PRICE M, RAGHUNATHAN S,CURRAN R. An integrated systems engineering approach to aircraft design[J]. Progress in Aerospace Sciences, 2006,42(4):331-376.