先进复杂产品研制体系的分析

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1、先进复杂产品研制体系的分析AnalysisofAdvancedComplexProductDevelopment厝辉工程师．就职于中国航天工程咨询中心信息化总体设计部，从事制造业信息化方面的咨询和总体设计工作．参与过综合设计技术领域的科技情报研究工作．同时担任《数字军工》杂志编辑。中国航天工程咨询中心唐辉侯俊杰针对新时期大型复杂装备的研制特点，通过对先进设计技术的跟踪研究，分析国外复杂产品装备研制的先进设计技术、理论和方法，并结合典型应用案例深入研究先进设计技术在复杂产品研制中的应用，以帮助我国军工制造企业更好地理解和应70航牵制造技术·2010年第l明针对新时期大型复杂装备的研制

2、特点，通过对先进设计技术的跟踪研究。分析国外复杂产品装备研制的先进设计技术．理论和方法，并结合典型应用案例深入研究先进设计技术在复杂产品研制中的应用，以帮助我国军工制造企业更好地理解和应用先进的综合设计技术。用先进的综合设计技术。通过探索复杂产品研制过程中集成和协同的手段和方法，为军工复杂产品产品的研制过程中采用新的设计手段和技术进而提高创新设计能力服务。同时，这也有助干改善我国军工制造企业落后的产品研发模式，从技术应用的角度为我国军工制造企业提供技术的引导，并通过进一步研究和应用，搭建起适应最新技术发展的国防科技工业先进设计技术体系，满足我国大型复杂装备快速研制和供应的迫切需求。

3、国外先进设计技术应用的典型案例研究为了全面反映先进的设计技术在国防复杂产品研制中的应用，本文结合大量的国外研究成果，通过开展“一个型号”(洛·马公司的JSF项目)、“一个企业”(波音公司)、“一个行业”(船舶工业)等3个案例的研究，进一步分析国外军工行业典型产品研制中采用的先进设计技术，以期研究形成面向军工工业的、以信息技术支撑的先进设计技术体系，并归纳和总结复杂产品研制的先进设计技术的发展趋势。1洛·马公司JSF的“全球虚拟企业”作为下一代高性能的军用飞行器研制的JSF项目是美国军方历史上最大的军火采购项目，总价值大约2000～4000亿美元。洛·马公司在JSF项目中采用协同设计

4、制造技术，应用了包括90项网络软件的系统，构筑出虚拟开发环境，使工程人员可以模拟在工装和零件实际制造之前的飞机设计和制造的各个环节。洛·马公司的JSF小组能够调动位于187个地点的80多个供应商及4万多名工作人员为战机研制共同工作。洛·马公司项目发言人称，JSF是第一架从一开始就完全实施数字化设计的飞机，而商用飞机波音777不能说是完全实施了数字化。JSF制造商在数字化技术应用方面创造了先例。完全数字化的方法在节省时间和成本方面产生了巨大效果。尽管已经有像波音777商用飞机这样虚拟设计的例子，但波音777这类项目还需要在各个“设计节点”之间进行繁复的数据文档转移，JSF的“数字化三

5、维实体设计”意味着世界上参与项目设计的所有设计人员都有权进入设计网页，虚拟飞机可以用数字进行操纵，因而使制造商避免了消分解制造零件的步骤减少了工艺程序，确保了加工的准确性。利用该网络节省的时间和成本是非常可观的。由于JSF项目提高了系统的整体协同性和信息集成性，经过验证，与传统的战斗机开发生产过程相比，证明了用于JSF的加工量可以减少90％，制造时间减少66％，成本节约50％以上。JSF将减少50％的零部件和紧固件的设计。取得这些成就的关键是一个公共的数字化产品数据库被贯穿使用在了JSF的设计、制造和装配的各个阶段。2波音公司的数字化研制之路波音公司的数字化技术应用创造了航空工业上

6、一个又一个的里程碑，引领着世界航空工业的技术发展趋势，而波音公司的飞机数字化产品JSF项目中的“虚拟企业”构型在制造物理样机时的返工和昂贵的制造成本。JSF工作小组具有一个环球网络系统，按照允许的级别进入数字化设计网页，无论是意大利、挪威、加利福尼亚还是德克萨斯州的工程师和供应商都能进入这个数据库。设计和修改数据町以即时传送，效率和准确率大大提高。还可以应用数字化数据进行产品加工并能够获得精确的尺寸，如高精密钻孔，通过取开发，大致经历了4个发展阶段：部件数字样机阶段(1986～1992)，代表型号有波音747—400、波音767-200、波音737—500等；全机数字样机阶段(19

7、90～1995)，代表型号是波音777等；数字化生产方式阶段(1996～2003)，代表型号是波音767-X等I虚拟生产方式阶段(2003至今)，代表型号是波音787。波音公司数字化设计技术体系的核心技术包括CAD、CAE、CAPP、PLM／PDM，以及系统优化技术MDO等。其中CATIAV5作为飞机设计建模工具可进行零部件设计的数字化预装配，及早发现零件干涉问题，降低设计风险。ABAQUS、ANSYS、NASTRAN、FLUENT等数值分析软件为飞机的结构优化、动力