数字化产品的过去、现在和未来

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1、数字化产品的过去、现在和未来

2、第11．引言数字化产品指采用计算机软、硬件技术，以网络为基础，以数据库为平台；在产品从采办—研制—设计—制造—交付—培训—维护—报废的全生命周期中，以三维CAD设计为核心，将CAE/CAT/CAPP/CAM/CALS/PDM等计算机技术全面应用到产品的设计、制造、管理、售后服务等环节，所形成的用户需要的产品。数字化产品和传统产品的最大区别就是改模拟量传递为数字量传递；把串行工作模式变为并行工作模式。其带来的必然结果是缩短产品研制周期，提高产品质量，降低研制成本。由于飞机制造业在数字化产品设

3、计、制造领域的领先地位，以下就以国内外飞机制造业的数字化产品设计、制造为例；说明数字化产品的发展历程。国外在飞机制造业应用三维数字化技术大至可分为三个阶段：部件数字样机阶段（1986-1992），全机数字样机阶段（1990-1995），数字化生产方式阶段（1996-2003）。2．国内外飞机数字化产品发展历程分析2．1．国外飞机数字化产品发展历程2．1．1．部件数字样机阶段波音公司于1986年开始采用三维数字化技术分别对747-400液压管路系统、PD41段三维概念设计和空间布置、767-200RB211三维数字样机及

4、制造、737-500三维生产过程、V-22管路电缆协调验证、767-200飞行舱三维制造过程、757-46段数字化预装配、767-20043段三维设计和制造过程、77741段驾驶舱100%三维设计过程等进行了应用验证。在此过程中获得了大量经验与教训，制订了一系列有关数字化设计制造的规范、手册、说明等技术文件，同时按精益生产思想不断改进研制过程，基本上建立起数字化设计制造技术体系，为全面应用数字化技术奠定了组织和管理方面的基础。2．1．2．全机数字样机阶段波音-777飞机作为世界上第一个采用全数字化定义和无图纸生产技术的

5、大型工程项目，成为20世纪九十年代制造业应用信息技术的标志性进展。波音777飞机开发、研制、制造一次试飞成功的根本途径就是采用数字化技术和并行工程。波音公司在多年数字化技术试验的扎实的基础上，具有充分的技术积累和组织管理经验，它就在研制波音777新机过程中全面应用了这一新技术，主要体现在三个方面，零部件的100％三维数字化定义、数字化预装配和以精益制造思想为指导共建立238个设计建造团队（DBT）实施并行工程。在此过程中，采用数字化预装配取消了主要的实物样机，修正了2500处设计干涉问题，便于测定间隙、确定公差以及分析

6、重量、平衡和应力等，使设计更改和返工率减少了50％以上，装配时出现的问题减少了50％～80%，使777飞机于1994年4月提前一年上天。2．1．3．数字化生产方式阶段美国联合攻击战斗机（JSF）是20世纪最后一个重大的军用飞机研制和采购项目。在波音公司和同洛克希德•马丁公司的竞争中，后者最终胜出并取得了这笔价值1890亿美元的巨额生意。JSF项目的竞争胜利者，以洛克希德、马丁公司为首的由30个国家的50家公司组成的团队，采用数字化的设计制造管理方式，以项目为龙头，充分发挥合作伙伴的最优能力，初步形成了跨越整

7、个航空工业的全球性的虚拟企业。JSF具有最佳的多变共用性：在一个原型机上同时发展成不同用途的三个机种，在一条生产线上同时生产三个不同的机种，互换性达到80％。据初步分析，JSF采用数字化的设计、制造、管理方式后的效果如下：设计时间减少50%，制造时间减少66%，总装工装减少90%，分立零件减少50%，设计制造维护成本分别减少50%。在设计、实验、制造之外，为对整个JSF项目进行管理，已出现数量惊人的软件，估计有一千五百万行代码将对飞机提供支持，其中包括飞机机载软件六百万行，地面测试和配置管理软件九百万行。要启动这些程序

8、需要准备好35个软件进程和大约400个软件工具。为使洛克西德-马丁公司为主的全球50家企业可以协同设计、制造、测试、部署以及跟踪JSF整个项目的开发，从而按时完成JSF合同。洛克西德-马丁公司没有采用ERP系统，重新改组公司的流程，而采用了全生命周期管理(PLM)软件为集成平台，构建了全球性的虚拟企业。由于JSF产品的复杂性，只有采用数字化生产方式才能作到。JSF的数字化技术包括以下几个方面：基于CENTER产品全生命周期管理软件（PLM）；网络平台采用VPN、LAN、WAN、Inter和各种应用系统组成的应用平台。业

9、务平台由各种应用软件构成，如：文档管理，虚拟现实，材料管理，零件管理，CAD设计软件及相关接口，数字化工厂的设计仿真软件包，企业资源计划和工厂管理软件。商务平台包括为用户提供访问其他系统数据的各类接口。1．引言数字化产品指采用计算机软、硬件技术，以网络为基础，以数据库为平台；在产品从采办—研制—设计—制造—交付—培训—维护—报废的