飞机研制中的装配过程仿真

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1、飞机研制中的装配过程仿真近年来，国内外对飞机产品数字化装配技术的研究主要集屮在装配分析与仿真、装配数据管理、装配丁装夹具设计制造以及白动化装配等方面。国际上以飞机和汽车为代表的大型复杂产品研制企业都已将数字化装配技术应用于生产中，取得了显著的效益，无论是Boeing还是AirbusH前基本上已实现了数字化装配。如Airbus系列飞机壁板装配采用了以数控钻钏机为屮心的柔性装配系统，从钏接过程到装配管理均实现了数字化控制。资料统计得出：典型部件装配周期缩短60%、飞机装配周期缩短10%以上、装配工艺设计周期缩短30%〜50%、装配返工率减少50%、装配成本减少20%〜30%,同时大人提高飞机装

2、配质量，极大限度地满足了客户要求。装配过程仿真是数字化装配的皋础1数字化飞机装配与装配过程仿真飞机产品的特点就是零件数量巨大、形状复杂、刚度低、产品结构复杂、配合关系复杂、材料种类多、丁艺方法多，协调关系复杂、准确度要求高、尺寸链复杂以及工艺环节影响大。以往依靠工艺人员的经验，经常从零件、乃至工装开始就出现超差，最终累积反映在装配阶段,可能发生强迫装配，装配车间的工艺人员80%的时间用丁•处理超差，从而影响飞机的质虽、性能和寿命。因此，应用装配过程仿真主要有以下口的：首先使得各种不协调问题暴露在真实的装配开始Z前并得到解决；其次通过装配过程的仿真及其优化后，输出应用于装配生产现场的技术文档

3、和培训文档；第三为白动钻钾等数字化装配手段和工具的应川提供技术支撐。飞机装配是一个复杂的过程，一般用于指导装配生产的工艺文件的最终形成是根据产品的结构特征、企业的生产组织方式、人力与设备的情况、装配准确度的要求、装配基准及定位方法、装配连接技术耍求、设计功能的特殊耍求、尺寸及刚度耍求等因素，对整个装配过程和企业资源综合优化的结果，这些都充分体现了仿真的复杂性及必要性。在进行装配过程仿真时，必须进行人体建模、飞机虚拟样机建模、设备以及工装工具建模、人机工程虚拟环境建模、仿真过程建模等，必须进行人机工效分析，进行过程仿真和优化，最后生成相关工艺文件。2三维装配工艺规划和过程仿真三维装配工艺规划

4、和过程仿真是在计算机提供的虚拟空间内，融入知识管理的概念，对产品零组件、工装、工艺过程、工具等用数字化模型表示的全部行为，为人们提供一个从产品零件开始到完成部件装配全过程的三维可视化及交互的虚拟现实环境。信息技术的高速发展为三维装配工艺规划和装配过程仿真提供了有效的手段和技术支撐。在飞机研制中通过装配过程仿真町以提前眾露并解决实际装配过程中的设计、工艺、制造等问题，采用装配过程仿真对以冇效地提髙产品质量、降低产品研制风险、缩短装配周期、降低研制成本。主要表现在：・在3D环境中模拟装配流程，以避免在装配现场发牛各种预料Z外的问题。・在设计的早期阶段，就考虑产品的工艺性、装配性，可以有效地减少

5、设计更改，降低研制成本。・同步进行产品设计、工艺设计和工装设计，并在产品设计阶段完成所有工艺设计和制造流程的模拟与优化，真正实现面向制造的设计。•在PPR（Product>Process和Resource）的集成环境中，可以暴霜丁装设计和制造中的问题，优化工装的设计。・减少（或消除）制造现场的返工与工程更改，以便提高产品质量。在构型管理和工程更改的控制下，统一管理产品（Product）.工艺过程（Process）和资源（Resource）等信息、以及这些信息对象Z间的相互关系，为设计、工艺、制造、生产营运、与售后服务等Z间的紧密联系提供了一个共同的环境，整合并管理从概念设计到维修报废之间的

6、产品全生命周期。3三维装配工艺规划和过程模拟仿真的核心装配过程三维规划和过程仿真的核心是产品、工艺过程和资源三者的数据交互技术，也是同步支持产品设计、制造流程规划和工艺设计、并综合进行仿真验证的技术基础。独特的PPR数据库环境支持飞机复杂的构型管理与数据有效性控制规则，支持工程更改、流程规划，资源规划和工艺设计,并保持产品工程信息Z间的关联性。这种数据交互技术提供现实可靠的方法,通过产品构型管理和数据有效性控制，直接管理产品、流程、资源等信息知识对彖以及这些对彖Z间的关联。由于在统一的集约化数据库中可以H接定义和管理这些关联，每个工程师可以H接地观察到某一类对象的变更会对莫它对象带來的影响

7、和冲击。例如：若变更某个零件设计，哪个制造计划或工艺会受影响等等。可以充分利用PPR对象Z间的丰富关联，促使其中的任一对象均能尽早尽快进行可能的优化。产品工艺过程和资源的数据交互支持捕捉，积累、管理并重复利用矢口识库案例，包括标准的设计规则、制适流程与工艺规格、资源限制、标准工时分析等筹，并以知识工程为基础,提供定义和管理这些对象间相互关联的能力和环境，使得飞机研制中设计、工艺、生产制造、与企业营运等组织Z间得到优化整合