飛行器制造工程虛擬制造技術(shù)在飛行器設(shè)計(jì)中的運(yùn)用探討

丁巍

摘 要：在虛擬技術(shù)的飛速發(fā)展下，虛擬制造技術(shù)在國(guó)內(nèi)各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛的運(yùn)用，特別是在飛行器設(shè)計(jì)行業(yè)中的運(yùn)用，不僅實(shí)現(xiàn)了資源利用率、飛行效果的提升，還能夠使制造成本獲得有效的降低，在極大程度上推進(jìn)了國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域的發(fā)展。對(duì)此，文章針對(duì)虛擬制造技術(shù)在飛行器設(shè)計(jì)中的運(yùn)用實(shí)施了探討。

關(guān)鍵詞：虛擬制造技術(shù);飛行器設(shè)計(jì);運(yùn)用;探討

引言：

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展也極為快速，尤其是航空航天領(lǐng)域的發(fā)展，不僅獲得了迅速的發(fā)展而且面臨著更多的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，在這種環(huán)境下國(guó)內(nèi)航空航天行業(yè)積極的引入了各種創(chuàng)新性研發(fā)技術(shù)，尤其是虛擬制造技術(shù)在新型模擬仿真交互系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用，在極大程度上使飛行器在可操作性方面獲得了快速提升。

1.虛擬制造技術(shù)的相關(guān)概述

1.1虛擬制造技術(shù)的定義

虛擬制造技術(shù)在當(dāng)前階段屬于一種新型的技術(shù)，主要體現(xiàn)在仿真與建模兩方面的技術(shù)性運(yùn)用，在當(dāng)前階段，人們還并未對(duì)它明確的設(shè)定一個(gè)精確的定義。虛擬制造技術(shù)的功能是多樣化的，因而它能夠?qū)崿F(xiàn)在工藝與產(chǎn)品設(shè)計(jì)中有效的融合相應(yīng)的制造信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)的利用對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息實(shí)施相應(yīng)的處理之后，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品制造模型的生成，對(duì)各種產(chǎn)品、各種類型產(chǎn)品的制作方案進(jìn)行模擬。此外，該項(xiàng)技術(shù)還能夠?qū)Ξ?dāng)前數(shù)字化產(chǎn)品實(shí)施有效性的分析，從而判斷其各個(gè)方面的特性，比如可制造性、可裝配性等等，有利于生產(chǎn)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于產(chǎn)品實(shí)施進(jìn)一步的了解。該種技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域是極為廣闊的，在各個(gè)領(lǐng)域中都較為適用，比如對(duì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析領(lǐng)域、容差的分析領(lǐng)域、造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域等等。

1.2虛擬制造技術(shù)群

在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的推進(jìn)下，虛擬技術(shù)也獲得了高速發(fā)展，并且逐步在各個(gè)領(lǐng)域之中進(jìn)行滲透、延伸及拓展，促使該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，同時(shí)還進(jìn)行了很多新型虛擬技術(shù)的衍生，例如虛擬制造、虛擬裝配以及虛擬可視化等新興的技術(shù)。而虛擬制造技術(shù)在當(dāng)前階段的仿真建模技術(shù)之中屬于一種新型的技術(shù)，多應(yīng)用于飛行器設(shè)計(jì)領(lǐng)域之中，并獲取著極為良好的應(yīng)用效果，飛行器設(shè)計(jì)中最為復(fù)雜的就是軟件設(shè)計(jì)部分，并且在實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面的依賴性是較強(qiáng)的。虛擬制造技術(shù)擁有自身獨(dú)特的技術(shù)群，主要包括三種類型的技術(shù)群，分別為控制、仿真以及建模這三種類型的技術(shù)群。⑴控制技術(shù)群：該類型的技術(shù)群主要負(fù)責(zé)的領(lǐng)域，就是針對(duì)仿真、建模這兩個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施相應(yīng)的組織與管理工作，為仿真技術(shù)與建模技術(shù)提供其所需的具體技術(shù)方法。⑵仿真技術(shù)群：該技術(shù)群是以虛擬技術(shù)作為核心基礎(chǔ)部分，來(lái)針對(duì)相關(guān)產(chǎn)品在生產(chǎn)規(guī)劃、制作流程、產(chǎn)品性能等環(huán)節(jié)實(shí)施相應(yīng)的仿真處理工作，并能夠?yàn)橄嚓P(guān)產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)與制造的過(guò)程中，提供所需要的相關(guān)技術(shù)條件。⑶建模技術(shù)群：該項(xiàng)技術(shù)群通常是按照層級(jí)實(shí)施相應(yīng)的劃分，一般可以分為三個(gè)級(jí)別，分別為產(chǎn)品級(jí)、車間級(jí)以及企業(yè)級(jí)。⑴產(chǎn)品級(jí)建模：該級(jí)層建模的主要是針對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝等方面實(shí)施相應(yīng)的建模;⑵車間級(jí)建模：該級(jí)層的建模主要是針對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、車間布局、車間監(jiān)控以及調(diào)度等方面實(shí)施相關(guān)模型的建立;⑶企業(yè)級(jí)建模：該級(jí)層建模涉及到多方面的內(nèi)容，比如成本分析、生產(chǎn)決策、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、市場(chǎng)預(yù)測(cè)以及效益評(píng)估等方面的模型。

1.3虛擬制造技術(shù)所體現(xiàn)出的主體功能

虛擬制造技術(shù)具備多樣化的功能，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)產(chǎn)品在各個(gè)方面實(shí)施數(shù)字化分析，比如在性能、可制造性、可裝配性等方面，而且還能夠在實(shí)施產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及工藝制造的時(shí)候，將制造信息融入其中，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)對(duì)其實(shí)施相應(yīng)處理工作之后，來(lái)實(shí)施各個(gè)產(chǎn)品、制造方案的有效模擬，進(jìn)而形成相關(guān)產(chǎn)品的制造模型，從而為生產(chǎn)人員在對(duì)相關(guān)產(chǎn)品實(shí)施進(jìn)一步了解的時(shí)候提供便利性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案、制造方案等方面的優(yōu)化。虛擬制造技術(shù)作為當(dāng)前時(shí)代一種新型的仿真建模技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的主體功能就是仿真工能夠與建模功能。該項(xiàng)技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施仿真技術(shù)的處理，針對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施建模，比如在產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、風(fēng)險(xiǎn)效益、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、設(shè)備以及調(diào)度等環(huán)節(jié)，進(jìn)而有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品加工的全過(guò)程實(shí)施相應(yīng)的評(píng)估，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)、效益等方面實(shí)施有效性的評(píng)估，從而對(duì)產(chǎn)品在加工方式方面實(shí)施改進(jìn)，從而促進(jìn)生產(chǎn)效率的有效性提升。

2.虛擬制造技術(shù)在飛行器設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1在實(shí)施設(shè)計(jì)、規(guī)劃的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)布局的合理性

虛擬制造技術(shù)在現(xiàn)代化電子信息技術(shù)的推進(jìn)下，不斷實(shí)現(xiàn)更新并廣泛的應(yīng)用于飛行器的虛擬設(shè)計(jì)之中，在產(chǎn)品實(shí)踐設(shè)計(jì)效率獲得有效性提高的同時(shí)，還能夠及時(shí)的對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)之中存在的缺陷問(wèn)題進(jìn)行發(fā)現(xiàn)及處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)飛行器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)施有效性優(yōu)化與調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)塑料外形模型中存在的弊病問(wèn)題給予彌補(bǔ)，比如在飛行器參數(shù)測(cè)評(píng)方面存在的困難問(wèn)題，促使在建模、測(cè)評(píng)等過(guò)程中所耗費(fèi)的財(cái)力與精力大大降低。在實(shí)施飛行器內(nèi)部布局設(shè)計(jì)的時(shí)候具有極大的復(fù)雜性，而衍生出來(lái)的新型虛擬技術(shù)在建模中運(yùn)用，更加有利于對(duì)模型實(shí)施相應(yīng)的修改、監(jiān)測(cè)等工作，促使飛行器模型在實(shí)施內(nèi)部布局設(shè)計(jì)的時(shí)候更加簡(jiǎn)單明了化，再通過(guò)對(duì)電子軟件系統(tǒng)的充分利用，來(lái)為飛行器模型在實(shí)際建立的時(shí)候提供所需的重要的參考數(shù)據(jù)，以保證相關(guān)設(shè)計(jì)人員及管理人員在實(shí)施生產(chǎn)設(shè)計(jì)與管理的過(guò)程中，針對(duì)其中存在的不合理情況實(shí)施有效性的修改與完善，促使模型設(shè)計(jì)的內(nèi)部布局在合理性、高效性方面獲得提升。

2.2在生產(chǎn)加工流程實(shí)施的時(shí)候把控更加準(zhǔn)確

飛行器在實(shí)施設(shè)計(jì)的時(shí)候，其實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量是極為重要的，尤其是與配套產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)加工方面的關(guān)系是非常密切的，所以針對(duì)配套產(chǎn)品在生產(chǎn)加工過(guò)程中的具體流程實(shí)施準(zhǔn)確把控，對(duì)于飛行器設(shè)計(jì)規(guī)劃等方面是其實(shí)現(xiàn)的基本前提。而基于虛擬技術(shù)下的新型模擬制造技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，能夠有針對(duì)性的在飛行器設(shè)計(jì)中發(fā)揮仿真與模擬規(guī)劃等方面的分析，在實(shí)施飛行器元部件各個(gè)環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)把控時(shí)，可對(duì)嵌入式仿真技術(shù)實(shí)施利用來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如加工、組裝、連接、設(shè)計(jì)等動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié);還可以對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行充分利用，來(lái)對(duì)飛行器模型建設(shè)與分析的各個(gè)實(shí)現(xiàn)，比如加工工序、調(diào)度等環(huán)節(jié)。

2.3能夠有效的對(duì)產(chǎn)品性能實(shí)施調(diào)節(jié)

產(chǎn)品性能在產(chǎn)品生產(chǎn)中是非常重要的，它是實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品使用價(jià)值實(shí)施衡量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品擁有良好的性能，那么勢(shì)必能夠使產(chǎn)品在綜合競(jìng)爭(zhēng)力方面獲得提升，有助于相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地位。在進(jìn)行飛行器設(shè)計(jì)與規(guī)劃的進(jìn)程中，有效的對(duì)虛擬制造技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠在極大程度上使其飛行性能獲得有效性提升。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃的時(shí)候，需要考慮的因素較多，比如設(shè)計(jì)范圍、飛行的協(xié)調(diào)性、動(dòng)力性能等重要因素，并通過(guò)對(duì)于仿真技術(shù)手段的充分利用，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)方面實(shí)施直觀的掌握，推進(jìn)產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)最大化。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬技術(shù)也獲得了相應(yīng)的研發(fā)與推廣，促使該項(xiàng)新型技術(shù)在國(guó)內(nèi)各個(gè)領(lǐng)域都獲得了逐漸的滲透與融合，特別是在飛行器設(shè)計(jì)規(guī)劃中對(duì)虛擬制造技術(shù)中的高仿真建模技術(shù)的運(yùn)用，更是將我國(guó)飛行器設(shè)計(jì)研發(fā)提高到了一個(gè)新的高度。

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