基于數字孿生模型的可配置裝配偏差分析方法*

王安洋，王仲奇，夏 松，常正平，馬之凱

（西北工業大學，西安 710072）

由于飛機要滿足飛行速度、機動性、安全性及空氣動力學的要求，在整個飛機產品制造過程中對整機的制造和零部件裝配精度提出了嚴格要求。裝配偏差指飛機實際裝配完成后，關鍵測量尺寸或關鍵測量特征的實際值相對于理論值的偏移量，裝配偏差的大小是衡量裝配準確度的最直接和最重要的指標。研究飛機裝配過程中偏差的傳遞和累積，預測飛機裝配偏差對于保障飛機結構裝配準確度、提高飛機生產效率和使用壽命具有重要意義[1–5]。

傳統的偏差分析方法是基于尺寸和角度缺陷建立的偏差模型和理論，忽略了零件的形狀誤差，因此傳統的偏差分析技術無法達到飛機制造高精密乃至超精密的精度預測要求[6–8]。數字孿生（Digital twin）通過數字化的方式創建與物理實體完全一致的虛擬模型，其中孿生模型的虛體能夠反映對應產品的實際狀態，可用于描述真實產品的加工、裝配和使用維護等過程要素[9]，能有效提高裝配仿真結果的準確性。因此，運用孿生數據構建具有真實特征的零件和裝配孿生體，設計適應于數字孿生體的裝配偏差分析方法，對于準確預測產品裝配精度，指導現實零部件的裝配行為具有重要意義。

基于模型的仿真是計算機集成制造的重要內容，而孿生模型的應用意義在于高精度和真實的仿真預測，因此基于孿生模型的裝配偏差計算是數字孿生在飛機裝配領域的一項重要研究應用[10–13]?！?br>