基于MBD的飞机工装设计制造集成技术研究

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1、基于模型的定义MODELBASEDDEFINITION(MBD)基于MBD的飞机工装设计制造*集成技术研究徐海峰，唐敦兵，殷磊磊（南京航空航天大学机电学院，南京210016）[摘要]在传统飞机工装设计制造中，设计与制造部门相互独立，协同程度低，制约工装研发周期的缩短和效率的提升。针对此问题，研究了飞机工装产品信息集成的方法，分析归纳了各类设计与制造信息，明确了工装设计与制造协同流程，建立了基于MBD模型的设计制造集成框架。并在VS2005开发平台上，对CATIA、PDM和CAPP等计算机应用系统进行了集成，实现了

2、对工装信息的有效组织与管理。关键词：MBD；飞机工装；集成框架；产品信息集成；协同流程DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2017.11.081[2]40%左右，工装的成本约占总成本的影响了企业并行工程的实施。[1]20%~30%。当前，数字化制造技术MBD（ModelBasedDefinition）在我国的航空领域发展迅猛。工装技术是用集成的三维实体模型来准的数字化设计制造技术得到广泛的确、完整、规范、有效地表达产品定义[3]应用，缩短了工装的研发周期，提高信息的方法，MBD技术改变了传了

3、工装的生产效率。但是一直以来，统的以工程图纸为主、三维实体模型在飞机工装设计制造过程中，设计为辅的设计制造方法，使三维综合制造过程相互分离，产品结构设计、化模型成为设计制造过程中的唯一工艺性分析、性能仿真、虚拟装配等依据，克服了工程图纸复用性低，可在三维环境下进行，而工艺规划、加读性差，与数控环境格格不入等缺[4]工制造等过程则以二维图形为基础，点，有效解决了设计制造一体化问三维数字化模型并没有贯穿于整个题。MBD数字化设计与制造已成为[5-6]飞机工装数字化制造过程中，三维模航空制造业信息化的发展趋势。徐海峰型

4、虽然提高了图纸的解读效率，但仍随着并行工程（Concurrent硕士研究生,主要研究方向为数字未解决定义信息不规范、数据源不单Engineering，CE）以及计算机集化设计与制造。一等问题。传统的飞机工装研制生成制造系统（ComputerIntegrated产组织方式僵化，以及各种商用的计ManufacturingSystem，CIMS）的研究[7]飞机装配工装的研发效率在飞算机软件系统功能自成体系，导致设不断深入，各种信息集成技术、并机的设计周期中有着举足轻重的作计制造过程的分离，产品结构设计过行协同设计技术

5、不断出现，上述问题用。有关资料统计，飞机工装的设计、程、工艺设计过程和制造过程不能很得到了一定的解决。但是设计制造制造周期一般占新产品研制周期的好地进行协同，企业PDM（Product数据分离、过程分离的问题依然突DataManagement）系统虽然在一定出。因此，本文利用MBD技术，将飞*基金项目：国家自然科学基金项目程度上支持工作流的管理，但仍然无机工装的设计信息、工艺信息及制造（51575264）；航空科学基金项目（20161652015），江苏省青蓝工程。法较好地支持设计制造的协同过程，信息集成到MBD

6、模型中，实现信息2017年第11期·航空制造技术81基于模型的定义MODELBASEDDEFINITION(MBD)资源的共享、匹配、协调、一致。建立计制造过程中的大量数据，主要表现造信息集成到单一数据源中，使各软CAD、CAPP、PDM集成系统，开发相为：几何拓扑信息、三维标注信息、件系统能够获取准确、一致的工装信应数据接口，对工装设计上下游数据工艺信息和流程信息等。息；工装MBD模型集成了设计制造进行统一管理。（3）功能集成层对CAD、CAPP过程中的各类信息，相比以往的二维和IPSM（IntegratedP

7、roductStandard图纸和文字描述，更能直观地体现工工装设计制造集成框架ManagementSystem）等系统的功能装的数字化定义；对工装设计制造在原有CAD/CAPP/PDM等软进行了有效集成，通过开发软件接过程中的信息集管理以及软件系统件系统的基础上，通过对飞机工装口，实现系统间的数据交互。在交互的集成开发，使用户可从工装MBDMBD数据集、数据管理方式、设计过程中，逐步完成工装设计制造过程模型中直接获取所需信息，并建立与制造协同流程的研究，建立起基的协同工作，工装在开发过程中所处IPT（Integ

8、ratedProductTeam）团队，于MBD数据模型的设计制造集成框的流程节点可在流程信息中查看。完成工装设计与制造的协同，缩短了架。该集成框架支持以MBD模型为（4）过程集成层为工装设计制工装的研发周期，提高了工装的生产核心的信息集成、各软件系统间的数造集成提出完善的解决方案，包括工效率。据通信和工装设计与制造的过程协装设计过程、工装制造和设计制造协同。整体结构如图