第十三届产品创新数字化国际峰会：飞机三维数字化装配工艺设计与管理技术体系解析

随着信息化的全面建设，国内飞机制造企业在CAD、ERP、CAPP等系统建设方面，特别是在应用系统和管理平台的打造、集成应用的实现等方面都取得了较为理想的效果，基本实现了数字化管理的目标，在一定程度上促进了飞机型号的研制和生产。

1 飞机三维数字化装配工艺设计与管理技术体系分析

在飞机设计与制造的衔接中，装配工艺设计与管理是非常关键的环节，在一定程度上为飞机研制和批量生产提供了相应的工艺准备，同时又始终贯穿在飞机部件、零部件及总装的生产过程中。飞机三维数字化装配工艺设计与管理技术体系涉及的内容较多，包括产品数字化工艺定义技术、三维数字化工艺技术规范、数字化工艺设计与管理应用模型等。

在该系统中还需要构建相应的系统，相应的系统主要包括知识库管理、工艺设计、装配工艺策略、优化、指令发布等多个功能模块，下面将重点介绍飞机三维数字化装配工艺设计与管理系统中的关键技术。

2 飞机三维数字化装配工艺设计与管理关键技术研究

2.1工程数据集成管理技术

在业务流程驱动方面，工程数据集成发挥着关键作用，实现了产品、工装数字模型、仿真验证结果数据等信息内容在系统间的有效传递，具体方法包括：

首先，集成产品及工装数字模型、PBOM、EBOM。利用工程数据集成管理平台，可以导出整机或单机指定部件的EBOM结构信息、产品数字模型及工装信息，主要数据格式包括Excel或zip包等。其中，导出的产品数字模型及EBOM将用于飞机数字化装配工艺设计与管理系统。

第二，MBOM数据集成。顶层MBOM和底层MBOM都是MBOM数据的组成部分。对于单元数字化装配工艺设计管理系统，具有顶层MBOM导出功能，可以将系统已经完成的顶层结构文件以XML或Excel格式输出，同时需要将其导入到工程数据集成管理平台中，然后在平台上形成顶层MBOM结构。在通过工程数据集成管理平台对顶层MBOM结构进行管理的过程中，如果有任何变更，平台内部的编辑器要完全维护。而对于底层MBOM结构，在AO中完成部件匹配表后，在审核后可以在系统的作用下自动解析生成。

三、AO与仿真验证结果数据集成。在将三维数字化装配工艺设计管理系统与工程数据集成管理平台有效集成后，系统功能更加丰富，具体表现在三维AO输出功能上。在完成工艺设计和仿真验证后，将AO数据以zip包形式输出。

2.2 顶层流程规划与管理

首先，构建PBOM。PBOM是在EBOM的基础上形成的，充分考虑产品本身的特点和企业的实际制造能力，然后对产品结构进行重组，保证与企业自身的生产能力相适应，为车间生产组织或分工提供有利的依据，确保生产更加经济可行。针对飞机装配顶层工序，具体方案为：对产品设计形成的EBOM进行重组，形成PBOM，这样才能保证新工艺装配的实现和工艺路线的合理划分。由于PBOM具备EBOM的所有属性，在此基础上还具备工艺装配、工艺路线、注解等多项功能。其中，合理利用制造资源库，特别是各单元所含的设备，充分了解企业自身的生产能力。 同时，需要在立体环境背景下认真检查企业生产单元布局，注重工艺专业类型和制造经济性，有效生成工艺装配。然后要考虑零件类型，明确具体装配顺序，确定不同车间业务分工和任务量，确定零件，了解所需流通车间飞行器数字化装配技术，合理划分工艺路线。

二、构建顶层MBOM

顶层MBOM的构建主要包括AO编号和若干层级的装配单元。其中，所谓装配单元，具体是指装配零件的统称，即在飞机装配方面，能够独立装配且能够满足工程尺寸和工艺设计要求，最终作为独立部件和零件的装配组件。同时，构建顶层MBOM的最终目的是根据产品装配中存在的约束条件，划分具体的装配单元，按照从大部件到小部件的划分程序，将整个产品划分为装配单元。由于装配单元被认为是划分工序的重要前提和依据，因此在PBOM的基础上，需要合理地利用三维交互方式查看设计模型，对装配约束进行全面分析，合理划分分离面，最终将整个产品划分为装配单元。然后，需要再次对大部件的装配约束进行分析，进而明确并构建每个装配单元下对应的子装配单元。 最后，需要对子组件进行最终划分，并构建顶层MBOM。

3 飞机三维装配工艺设计与仿真结构

对于飞机三维装配工艺设计与仿真，具体内容是构建底层MBOM、合理规划装配顺序、实现工装关联与装配路径的综合优化，最终对工艺设计结果进行仿真优化。随后需要将工艺设计结果生成工艺数据和仿真文件，并及时传输至工程数据集成管理平台进行统一管理。

4。结论

在飞机数字化装配过程中，装配工艺的设计与管理十分关键，也是飞机制造企业未来发展的重要方向。本文对飞机三维数字化装配工艺设计与管理技术问题进行了探讨研究，创建了装配工艺设计管理系统，并基于PDM系统实现集成，最终进行了飞机装配工艺三维可视化AO编制与数据集成管理，在一定程度上提高了数字化装配工艺设计管理质量与效率，值得全面推广。