航空制造業(yè)計算機技術的應用

宋波

摘要：隨著我國經(jīng)濟技術的飛速發(fā)展，計算機技術等高新技術也得到了迅速的提高。計算機技術已廣泛應用于各個領域，特別是在航空制造業(yè)中發(fā)揮了重要作用，為航空工業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新帶來了新的動力。目前，航空制造業(yè)的特點是協(xié)同性強、裝備精度高、發(fā)展迅速等，計算機技術的應用給其帶來了很大的影響，極大地促進了航空工業(yè)的發(fā)展。本文主要探討了計算機技術在航空制造領域的應用技術，分析了計算機技術的應用，希望能為計算機技術在航空制造領域的更好應用做出貢獻。

關鍵詞：航空制造;計算機技術;應用

一、航空制造業(yè)的現(xiàn)狀

中國的航空航天業(yè)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，在國家的一貫關注下，它已經(jīng)建立了一支勇敢而科學先進的研究和生產(chǎn)團隊，同時建立有一個大型的、專業(yè)支持的研究和生產(chǎn)基地。航空制造部門在預研究、關鍵模型研究和新技術推廣方面取得了豐碩的成果。一些大型航空工廠通過模型轉(zhuǎn)換和分包引進了許多先進技術和加工廠。一些工廠擁有初步的先進技術，如本地計算機網(wǎng)絡、信息集成技術、無紙化遠程設計和制造以及并行工程。整個航空航天工業(yè)基本上都具有第三代戰(zhàn)斗機和第二代支線噴氣機以及它們的支撐設備的研究和生產(chǎn)能力，以及一定的制造實力。

二、計算機技術在航空制造業(yè)的應用

2.1、數(shù)字化設計技術。航空制造業(yè)中的數(shù)字化技術主要體現(xiàn)在裝配效率與精確程度的提升。例如，在飛機組裝過程中，傳統(tǒng)的組裝主要使用樣板或其它模擬量的傳遞方法，要先通過對組裝過程進行民間測試，但這種方式產(chǎn)出的效率較低，且容易出現(xiàn)誤差，十分不利于產(chǎn)品質(zhì)量的提升。但隨著計算機技術的應用，飛機的組裝方法具簡易性、效率性以及精密性。數(shù)字化技術的應用還體現(xiàn)在優(yōu)越的設計技術上，設計方案是設備制造的根本所在，是提高裝配質(zhì)量的必要前提，必須要協(xié)調(diào)一致地進行。而數(shù)字化設計技術依托于互聯(lián)網(wǎng)技術進行的，其運行需要強大的計算、儲存、整合技術的支持，主要從事對產(chǎn)品的數(shù)字化設計與模擬裝配等，其運行的主要目的在于對產(chǎn)品信息、關聯(lián)信息進行定位以及敘述數(shù)字化。

數(shù)字化技術可以最大程度上避免設計過程受到突發(fā)狀況的影響，減少了因環(huán)境等問題造成的重復作業(yè)，大大降低了裝配工作的錯誤率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并對發(fā)展數(shù)字化設計技術具有重要意義。

2.2仿真模擬技術。開發(fā)現(xiàn)代計算機仿真技術以在設計實際系統(tǒng)之前對各種假設的系統(tǒng)性能進行實驗研究。另外，現(xiàn)代計算機仿真技術的發(fā)展已經(jīng)超出了實驗技術的范圍，并已發(fā)展成為一種現(xiàn)代設計技術和方法。使用該技術可以在產(chǎn)品實現(xiàn)之前對設計理念、潛在產(chǎn)品性能、軍事價值、使用效率和適用性的程度進行研究和評估。這樣可以大大降低產(chǎn)品開發(fā)的風險和時間，并降低研發(fā)成本。隨著多媒體技術的應用，計算機仿真技術已經(jīng)從數(shù)據(jù)分析和圖像仿真發(fā)展到創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，以實現(xiàn)虛擬設計和虛擬生產(chǎn)。

虛擬現(xiàn)實技術（VR）是一種新型的人機界面。用戶可以使用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)沉浸在計算機生成的虛擬環(huán)境中并與之交互。VR 可以描述為將人與信息融合在一起的科學，它由三維空間和交互式計算機生成的環(huán)境組成。這些環(huán)境可以是真實的模型或虛構(gòu)的世界，其目的是通過虛構(gòu)的經(jīng)驗傳達信息。

在產(chǎn)品概念中，設計人員可以使用 VR 技術和巖土工具在稱為虛擬設計的虛擬環(huán)境中執(zhí)行數(shù)字化操作。虛擬設計技術可以使設計師以自然的人為行為與計算機系統(tǒng)進行直觀的交互，從而有助于加快設計過程并充分利用設計師的創(chuàng)造性思維。在設計中使用 VR 還可以最大程度地減少使用昂貴的物理樣本和過渡原型，并降低成本。在產(chǎn)品測試過程中，安裝和調(diào)試“軟模式”的虛擬設計和制造為測試創(chuàng)造了非常好的條件，并且避免了過去重復的物理樣品生產(chǎn)設計過程，這對于降低產(chǎn)品成本非常重要。

2.3集成技術。眾所周知，航空工業(yè)產(chǎn)品要求的產(chǎn)品工藝復雜且要求高強的精密度，其生產(chǎn)過程十分復雜必須要集合發(fā)展。另外，對于現(xiàn)今社會的航空領域，集成技術的發(fā)展應該得到重視。 集成技術主要是通過計算機技術將遠程控制、整體加工、 編程等步驟聯(lián)結(jié)為一個有機主體，從而極大地提高航天產(chǎn)業(yè)的進步。通過將具體步驟整合在一起，從而提高裝配工程效率，提高裝配產(chǎn)品的質(zhì)量，幫助減少成本。集成技術其具有極強的專業(yè)性和強大的網(wǎng)絡技術的支持，其能充分調(diào)動全球化資源來制造，實現(xiàn)從客戶下單到生產(chǎn)制造再到最后的交付階段的一體化，在此過程中出現(xiàn)的問題都由集成技術統(tǒng)一管理、協(xié)同處理，充分保障了生產(chǎn)過程中的信息安全，有效降低管理成本，促進航空制造業(yè)協(xié)同發(fā)展。

2.4數(shù)控加工技術。先進的數(shù)控加工技術是當代航空制造業(yè)中一個重要的組成部分，也是柔性制造技術的基礎。隨著我國近年來大量新機研制項目的開發(fā)，大量的業(yè)務都需要國際間合作，各航空企業(yè)所保有的數(shù)控機床總量已大幅度增加，通過數(shù)控機床加工的零件數(shù)量明顯增多。在航空制造所涉及的零部件主要特點是結(jié)構(gòu)復雜、零件數(shù)量多，表面形狀復雜。因此加工技術難度很大，在此需求背景下，對航空行業(yè)的數(shù)控加工技術水平有很高要求。為實現(xiàn)這一要求，以特征技術為基礎的針對飛機零部件和發(fā)動機機構(gòu)件的 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)技術，分布式的 DNC 技術，CAP 智能化技術，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫以及相應的數(shù)據(jù)管理技術，車間生產(chǎn)組織、管理調(diào)度技術有了很大的提高。

2.5虛擬制造技術。虛擬制造技術的出現(xiàn)的根本目的是為了實現(xiàn)航空航天飛機的準確制造，通過利用互聯(lián)網(wǎng)技術以及相關模擬軟件，實現(xiàn)對裝配全過程的模擬，通過在計算機上的展示，幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)問題并努力解決，減少裝配失誤對于整個制造過程的影響。通過計算機虛擬制造的方法還能最大程度上保證裝配工程的安全性能，不斷優(yōu)化升級制造生產(chǎn)技術，在保證人員安全、設備安全的前提下，提高航空制造的效率，減少生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)制造失誤，從而提高航空制造價值。

2.6計算機技術在常規(guī)成形領域中的應用。計算機技術在航空部件制造的三大傳統(tǒng)工藝（鈑金、機械加工、鉚裝）中的廣泛應用，航空制造技術水平有很大進步。飛機鈑金件往往具有結(jié)構(gòu)體積大，質(zhì)量輕的特點，而且大部分飛機結(jié)構(gòu)中的鈑金部分是保證飛機氣動外形的重要組成，其加工水平直接決定了飛機的氣動性能。然而以蒙皮加工為例，傳統(tǒng)的蒙皮拉形機往往以人工操作為主，加工質(zhì)量取決于操作員的熟練度與技術水平，導致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

三、結(jié)語

總而言之，隨著社會的進一步發(fā)展，航空制造業(yè)面臨著環(huán)保，節(jié)能，輕量，可靠等更高更多的要求，只有與各領域、各項先進的技術相結(jié)合，才能滿足社會需求。計算機技術的發(fā)展日新月異，航空制造業(yè)只要充分利用各項計算機新技術，就一定能提高技術水平和生產(chǎn)實力。

參考文獻：

[1]劉燕南.航空制造業(yè)計算機技術的應用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2020（03）：172-173.

[2]劉青和.計算機技術在航空制造業(yè)中的應用[J].山西青年，2020（03）：270.

（作者單位：沈陽沈飛集團鋁業(yè)幕墻工程有限公司）