全三维研制技术推动飞机研制体系变革

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1、首页机械前沿CAD/CAM/CAE/KBE全三维研制技术推动飞机研制体系变革2021-03-0113:17:49航空制造网来源：航空制造网浏览次数：33观全球飞机研制，数字化技术已成为各大飞机公司提升企业研发效能，优化企业研制流程，提高企业创新能力的有效工具。近年来，国际著名航空公司在大型军民用飞机的研制中，充分利用数字化技术创新研制模式来改变飞机研制方法，并把数字化技术的应用贯穿于飞机研制的全生命周期中，这在空客A380客机和波音787客机的研制中体现得尤为突出。数字化技术的应用能力已成为企业的核心竞争力，是企业产品创新发展的最有力工具。我国

2、航空工业在多年的数字化技术应用发展方面一直紧追国际著名航空标杆企业，逐步形成了适合我国飞机数字化研制的应用体系，在多个重点型号研制中发挥了重要作用，有效提升了飞机研制的效率和质量。中航工业第一飞机设计研究院（以下简称一飞院）是我国航空工业大型飞机的研究单位，在多年的发展中一直把数字化技术作为优化研究院业务流程、提升研究院核心竞争力的有力工具。在多个型号研制中，紧贴型号研制需求，不断进行技术创新，按照“一个型号上一个台阶”的发展思路，确定每一个型号的数字化技术应用目标，不断发展与飞机设计过程相融合的飞机研制数字化平台，通过技术手段的不断创新，推动

3、各重点型号的快速研制。一飞院的数字化应用技术走过了全机数字样机、产品数据管理、跨地域并行设计、基于MBD的全三维关联设计及并行协同研制的4个阶段，实现了甩图版、甩图纸和全三维关联设计的3个技术跨越，确保所承担的每一个重点型号研制任务按节点高质量完成。目前，基于MBD的全三维研制技术、关联设计技术、并行协同研制技术等已在型号中得到全面应用，推动了所承担飞机型号的快速研制。全三维研制技术三维技术在十几年前就已经出现并且得到应用，但真正能贯穿全生命周期的全三维技术则在近几年刚刚开始并在国内得到规模化应用，其典型特征是基于模型的定义技术（ModelBa

4、sedDefinition，MBD)。在传统的三维技术中，由于受技术的限制，工程技术人员所建立的产品数字模型仅是三维几何模型，而尺寸和公差标注、表面处理方法、热处理方法等工艺信息还在二维图纸上标识，制造工艺设计人员也无法依据三维模型描述工艺过程、装配过程、检验过程及制造过程所需的信息。这就使得在制造环节仍要以二维图纸作为制造依据，虽然大量的数控件可直接通过三维模型驱动数控设备进行加工，但整体的制造体系仍为传统的基于二维的体系，研制方式并没有从根本上发生变化，也未真正建立和形成全三维的研制体系。三维设计技术在这一阶段主要在设计部门得到规模化应用，

5、但并没有真正贯穿飞机研制的全生命周期。1997年，美国机械工程师协会开始进行有关MBD标准的研究和制定工作，并于2003年形成了美国国家标准“Y14.41DIGITALPRODUCTDEFINITIONDATAPRACTICES”（数字化产品定义数据实施）。此后，在此标准基础上，波音公司研究制定了基于MBD技术的应用规范（BDS-600系列）,并且在波音787项目研制中得到了很好的应用。同时，各软件供应商也在相应软件中增加了用于三维标注的相关模块，这才使得有可能在产品研制全过程中应用全三维设计技术，形成全三维研制体系。近几年，国内航空厂所已开始

6、紧密结合型号研制进行全三维研制技术的研究和应用。其典型代表为一飞院与国内主要的6家机体研制单位共同进行的MBD技术研究与推动项目。该项目从2007年底开始启动，在集团公司组织下，以某型号研制为牵引，全面开展全三维研制技术的研究、体系构建及应用推动，并于2021年形成了基于MBD的基本满足设计制造的规范体系。该体系已在型号研制中得到一飞院及6家工厂的应用验证，成为型号研制的标准规范。同时，根据型号研制需求和技术发展需求，建立了支持全三维研制的多厂所并行协同研制数字化应用系统。各工厂也根据全三维技术的发展，构建了适宜全三维研制的工程制造体系。这些标

7、准规范及相应的数字化平台和工程制造体系共同构成了全三维研制的体系。可以说，这是国内首次体系化、规模化并且与型号紧密结合的全三维技术研究与应用，发出的标准规范也是国内首套基于MBD的全三维技术标准规范。计算机辅助设计技术从二维辅助设计、三维辅助设计到今天的全三维设计已发生了巨大变化。今天的全三维数字化研制技术将改变百年来基于二维的研制体系，带来一场产品研制方式的革命，在飞机设计、工艺、制造到检验的各个环节引起巨大变革；它将牵引飞机制造过程中各类工艺技术和装备的快速发展，有利于推动先进工艺工装设计技术、先进加工装配制造技术、先进检验质量控制技术的应

8、用，推动工业基础技术水平的快速提升，形成全三维研制模式下的数字化制造体系和装备体系，极大提高生产效率和产品质量，这也为我们缩短与国外的技术差距提供了有