MBD技术在飞机研制中的应用及其给质量监督工作带来的挑战和思考

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1、MBD技术在飞机研制中的应用及其给质量监督工作带来的挑战和思考ApplicationofMBDinAircraftResearchandChaUengeforQualityMonitoringWork中国人民解放军驻西飞公司军事代表室雷宝郭敏骁贺韦华雷宝计算机应用专业，现任中国人民解放军驻西飞公司军事代表室军代表。MBD技术的概念MBD(ModelBasedDefinition)技术即基于模型定义，是目前波音推行的新一代产品定义方法。该技术将三维设计信息、三维制造信息和产品管理信息共同定义到产品的三维数62航空制造技术·2013年第3期MBD技术是产品定义方式的一次革命

2、，它以更为丰富强大的表现力和易于理解的定义方式极大地提高了产品研制生产的质量和效率，使设计、制造融为一体，已成为飞机研制生产的发展方向。必将对航空制造业有着深远的影响。字化模型中，在取消二维图纸工程定义的情况下，实现产品特征描述、共享，满足了数字化制造信息直接传递的需求，有效地解决了设计、制造、使用维护一体化的难题，实现了cAD和CAM高度集成。MBD技术使用以三维数字化模型为核心的设计制造信息传递模式，设计单位不再向生产单位传递二维图纸(图1)，而是传递三维的数字模型，生产单位将三维的数字化模型作为依据，开展加工装配、测量和检验等工作。MBD技术应用现状MBD技术是波

3、音公司在研制新一代波音737飞机时提出的，在新一代737项目到787项目的实施过程中逐步得到了深入的应用。20世纪90年代中期开展的737一Nx项目中，波音就实施了数字化定义，将737系列产品图纸全部模型化，建立和实施了飞机构型定义与控制、资源管理应用，保证了数据在设计、生产、检验和维护环节中的唯一性，初步实现了以三维模型为主、二维图纸为辅的工作方式的转变，使产品的研制流程和生产、检验、技术服务体系发生了巨大的改变。在2004年启动的波音787项目中，波音公司全面推广应用了MBD技术，基于网络建立了关联的单一数据的核心流程和系统框架，用MBD数据集中定义了所有的产品信息

4、，完全取代了二维工程图纸的作用，使得MBD技术体系无论从产品■■mm^E”-％●^工^*∞_j!啊-n．．盱fH9-．<_．#‘．_，i-!＼三』。．0．±，审t■r-口＆■帅■t∞*口●I__，』Lu-口u二喜a-；图1飞机大部件装配数字模型定义到数据组织管理上都有了质的飞跃，在787项目的带动下，波音公司及其主要承包商正在向MBD制造技术体系过渡。目前，我国航空工业主要厂所都已经开始了MBD相关的研究和应用，初步建立了相关标准规范。在许多转包生产国外产品的项目中，已经应用了MBD技术，部分国内新的型号也已经开始应用MBD技术。不过国内大部分型号项目中，仍处于以二维图

5、纸为主、三维模型为辅的管理方式。MBD技术应用的优势MBD技术能更好地表达设计思想，具有更强的表现力，同时打破了设计制造的壁垒，其设计、制造特征能够方便地被计算机和工程人员解读，而不是像传统的定义方法只能被工程人员解读(图2)，这将是数字化技术在飞机装配中应用的革命性进展，采用MBD技术体系将为航空制造带来管理上和效率上的飞跃，成为新的型号研制的主流。(1)MBD技术的应用大大地提高了设计制造效率，缩短了研制周期。MBD数据集内容包含设计、工艺、制造、检验等各部门的信息，以其为基础建立的协同环境，能有效解决全三维设计数据管理问题、设计并行问题、制造协同问题和技术状态管理

6、问题。实现了各职能人员共同在一个未完成的产品模型上协同工作，使工艺、工装和产品的设计同时开展系统间协调问题、制造工艺问题、装配问题和试制使用维护问题。在产品设计阶段提前发现解决问题，为提高设计质量、缩短研制周期提供了组织保证，非常方便地实现了异地多厂所同时进行研制工作。基于MBD的产品信息可以直接传递到数字化设备上进行生产检验。因此，MBD技术大大提高了设计制造效率，同时提高了产品的可制造性、可装配性和可维护性。(2)MBD技术将传统的二维设计制造转化为全三维设计，设计意图直观表现，可直接应用于后续的仿真与分析，简化分析建模，减少数据转换，保证设计数据唯一性，提高制造效

7、率和质量，是飞机数字化技术应用的基础。可以预见新一代型号的研制中，三维建模虚拟装配、虚拟样机等技术将改变传统的型号研制方式，替代传统的全尺寸物理样机，必将大大提高研制速度，降低研制成本。MBD技术的应用将全面推动我国航空数字化设计技术跨越式发展，缩短与发达国家的差距。(3)MBD技术体系改变了传统方法下纸质介质的产品定义表述模式，使得信息从设计开始到生产应用都能满足数字化研制系统的要求，极大地方便了对数据的管理。无需技术人员阅读图纸以理解设计，要求再经人工操作输人信息。数据流在研制全过程中不再中断，减少了人工干预并频频出错的问题，减少了因