飛機設計與制造中數字化技術應用價值

摘 要：飛機設計可謂是其生產和制造工作中的第一步，飛機的制造成本較高，需要消耗較多的人力、物力和財力，若設計不科學則會導致飛機出現質量等方面的問題，并且產生較多的浪費。數字化技術的應用對飛機設計、制造等方面工作的開展提供較多的支持，下面對飛機設計及制造中的數字化技術及其應用價值進行分析。

關鍵詞：飛機設計；制造；數字化技術；應用價值

飛機制造方面的成本占總成本的20%左右，設計方面的工作對飛機整體價值的90%有所影響，因此需要對飛機設計、制造方面的工作產生更多重視，對數字化技術進行科學合理的應用，進而對數字化技術的應用價值進行最大限度的發揮，為飛機設計制造等方面工作提供更多支持。本文對數字化技術應用價值方面的內容及數字化技術本身進行分析，以期為相關部門工作人員提供一定啟發。

1 數字化技術在飛機設計及制造中的應用

數字化技術在飛機設計和制造等工作中的應用便是把實物飛機內全部參數以統一比例集中于3d模型，其與傳統設計制造工作具有較大的差異。傳統飛機設計和制造工作借助2d圖紙繪制實現，若欲完成飛機的完整設計，應以不同方位對其進行繪制，工程量較大，同時因飛機制造工作涉及到的零件和零件相關參數眾多，成功的飛機制造需要確保所有參數的正確。數字化技術的應用能夠借助計算機技術完成上述工作，向計算機輸入全部的參數，這些參數能夠根據實際情況和位置進行標記，即三維標注技術，該技術對零件尺寸統一比例的標注具有較大的積極影響，各部分材料粗糙度等信息一目了然，并且在各類文字、數字以及語言的支持下，標記工作更加完善。

飛機制造和設計在模型精度方面具有較高的要求，為了對電子樣機協調進行滿足，使飛機設計及制造工作達到相應的工藝要求，需要對其精確度進行提升，部分零件達到完全真實的水平，其模型在零件尺寸、材料等方面還原度極高，甚至某些時候能夠將某型直接引入到飛機制造工作中。當然3d模型并不完美，例如在表面處理及熱處理技術方面目前的數字化技術無法更好實現，但依舊能夠通過3d標注技術對其設計和制造工作進行輔助。

2 數字化技術在飛機設計及制造中的應用價值

2.1 方案設計和決策工作中數字化技術的應用價值

飛機設計軟件工具能夠根據飛機運營需求、特點等對舒適性、經濟性、安全性等方面進行平衡，在先進軟件及系統的支持下，將更多數據提供給方案設計及決策方面的工作。在數字化技術支持下，飛機設計及制造人員能夠對飛機運營、技術需求、性能需求等方面進行掌握，進而對飛機設計和制造工作進行相應的調整和完善，對不同方案進行綜合分析或調研，進而對方案進行不斷提升和完善，為設計制造工作的開展提供更多支持。

2.2 預裝配相關工作中數字化技術的應用價值

數字化技術能夠對飛機設計、預裝配等方面工作提供支持，所謂預裝配即模擬裝配飛機的過程，飛機裝配工作對整體的制造工作而言至關重要，并且實際操作過程中容易出現各式各樣的問題，因此數字化技術對此項工作的開展具有較大的應用價值。預裝配工作的基礎為數樣機，在計算機技術和數字化技術的支持下，能夠根據工藝流程步驟開展產品組裝方面的工作，并且能夠完成材料的質量檢測工作，實際操作時誤差的出現幾率大幅度減少。

人們能夠從四方面入手開展預裝配仿真工作，例如人機工程、裝配干涉、裝配順序以及虛擬數字化方面的仿真。所謂裝配干涉仿真，即對報警裝置進行建立，預裝配環節存在諸多干擾因素，系統能夠對其進行識別和報警，同時能夠使工作人員在第一時間對問題進行處理和檢查。此方面工作多數在虛擬條件下進行，然而仍舊需要人的參與，工作人員無需進到虛擬環境內，人們可以將人體3d模型放入其中，為工作人員提供各個方位的視角，為操作提供更多便利。所謂數字化車間仿真，即在虛擬3d零件的基礎上對車間、起吊裝置、廠房等方面的模型進行完善，將待裝備的零件、半成品等投入虛擬車間。此外借助數字化技術能夠對裝配順序進行模擬，在保證其與實際裝配流程一致的情況下，能夠及時發現存在的隱患問題，在確保順序正確的情況下人們還能夠減少漏零件的問題，為預裝配乃至今后的實際裝配奠定堅實基礎。

2.3 飛機綜合設計制造及工程發展過程中數字化技術的應用價值

在數字化技術支持下，能夠為總體布置、設計等方面工作的開展提供更多支持，3d數字化模型和數字化設計分系統能夠對結構強度設計、動力推進系統設計等分系統的設計進行完善，為設計工作開展提供支持。此外，在試驗試飛、營運和制造、飛機設計及制造工作相關的知識管理工作等方面，數字化技術同樣具有較高的應用價值，飛機試驗試飛過程中產生較多的數據，在數字化技術支持下能夠對全部試驗數據進行有效的存儲及處理，為飛機設計及制造工作的進一步優化奠定堅實基礎。在營運制造過程中，通過對總裝環境、地面維護保障參數等方面的仿真和模擬，能夠以更低的代價達成設計及制造工作的各種要求，為飛機經濟性、安全性、舒適度等方面提供更多保障。

3 結束語

飛機設計、制造等方面的工作較為復雜，涉及到的數據眾多并且對數據精度和準確性具有極高的要求，通過傳統方法和技術開展設計、制造等方面的工作時需要消耗較多的人力物力和時間，獲取的數據精度較低，無法更好地滿足飛機設計、制造等方面工作要求，數字化技術的應用能夠對上述問題進行解決，并且在虛擬預裝配功能的支持下減少資源浪費，設計制造時間有所減少，可見其應用價值極大。

參考文獻

[1]高利軍.數字化技術在飛機設計與制造中的應用價值[J].探索科學，2016（4）：174-174.

[2]馬清.淺議數字化在民用飛機設計與制造中的應用[J].中國新技術新產品，2013（16）：14-14.

[3]謝劍，李正強，黃帥，等.淺析大飛機數字化設計與制造技術[J].航空制造技術，2016（5）：87-92.

作者簡介：李文杰（1983-），男，工程碩士，工程師，沈陽飛機工業（集團）有限公司產品研發部，總體室副組長，主要研究方向：飛機總體設計、市場分析、項目管理。