MBD技術(shù)在國(guó)內(nèi)外航空制造業(yè)的應(yīng)用對(duì)比淺析

2024年3月1日發(fā)(作者：老舍的簡(jiǎn)介)

MBD技術(shù)在國(guó)內(nèi)外航空制造業(yè)的應(yīng)用對(duì)比淺析

隨著全球航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷提升，飛機(jī)制造技術(shù)正向全數(shù)字化的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)一體化的方向發(fā)展，我國(guó)航空制造企業(yè)正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)制造技術(shù)是我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)試圖變革的關(guān)鍵技術(shù)之一，文章比較了飛機(jī)研制過程中的MBD（Model Bad Definition，基于模型定義）技術(shù)在國(guó)內(nèi)外航空企業(yè)數(shù)字化協(xié)同制造中的發(fā)展及應(yīng)用，指出了國(guó)內(nèi)航空企業(yè)實(shí)施該技術(shù)過程中存在的問題。

標(biāo)簽：數(shù)字化技術(shù)；MBD；航空制造

基于模型定義（MBD），也被稱為數(shù)字化產(chǎn)品定義（DPD，Digital Product

Definition），是用一個(gè)集成的三維實(shí)體模型來完整地表達(dá)產(chǎn)品定義信息的方法，其核心概念體現(xiàn)在三維的產(chǎn)品模型是傳遞所有產(chǎn)品細(xì)節(jié)信息的最適合的媒介。飛機(jī)產(chǎn)品制造數(shù)字化過程的實(shí)質(zhì)是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化建模定義、從上游到下游的數(shù)據(jù)傳遞、延拓和處理的過程。飛機(jī)產(chǎn)品的最終形成可以看作是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)到制造工藝的物質(zhì)體現(xiàn)。三維模型包含了二維圖紙所不具備的詳細(xì)形狀信息，而僅靠三維模型，往往難以進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)和檢驗(yàn)，也就是說，三維模型中沒有以讓技術(shù)人員立刻明白的方式，將生產(chǎn)技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)、部件加工、部件與產(chǎn)品檢驗(yàn)等添加進(jìn)來。MBD正是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化定義的技術(shù)手段，使三維模型作為生產(chǎn)制造過程中的唯一數(shù)據(jù)源，即用三維數(shù)字化定義工具定義出能夠?yàn)橄掠胃鲬?yīng)用環(huán)節(jié)所使用的準(zhǔn)確、完整、規(guī)范和有效的產(chǎn)品信息，改變了以工程圖紙為主三維實(shí)體模型為輔的傳統(tǒng)方法，是轉(zhuǎn)變產(chǎn)品研制體系的技術(shù)基礎(chǔ)，更是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化的必要手段。

2 國(guó)外發(fā)達(dá)航空企業(yè)MBD技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在國(guó)外，發(fā)達(dá)航空企業(yè)飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展已發(fā)生本質(zhì)的變化，波音、空客和洛·馬公司都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化裝配，在飛機(jī)制造數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域取得了巨大成功。波音公司于2003年制定MBD應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與此同時(shí)開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用軟件（把CAD軟件CATIA嵌入產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件LCA中），并與Delmia集成，立即應(yīng)用于波音787新型客機(jī)的研制過程中，全面采用了MBD技術(shù)，以三維實(shí)體模型作為唯一的制造依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建立了從產(chǎn)品數(shù)字化定義到數(shù)字化制造檢測(cè)裝配的一體化集成模式，縮短了研制周期并取得重大成功。MBD技術(shù)將新機(jī)型的研制帶入一個(gè)新的時(shí)代。

3 國(guó)內(nèi)航空制造產(chǎn)品數(shù)字化現(xiàn)狀

在國(guó)內(nèi)，大部分航空制造企業(yè)在研型號(hào)項(xiàng)目中，仍處于產(chǎn)品數(shù)字化定義的第三階段，采用“數(shù)字樣機(jī)+2D數(shù)字化圖紙+物料表”的制造管理模式，這種方式造成的諸多缺點(diǎn)導(dǎo)致數(shù)據(jù)從設(shè)計(jì)到制造的傳遞過程管理復(fù)雜、效率低。與國(guó)外航空企業(yè)MBD的應(yīng)用相比，國(guó)內(nèi)數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展迅速，但仍然存在根本的差距，主要表現(xiàn)在三維數(shù)字化技術(shù)并沒有貫穿于整個(gè)飛機(jī)研制過程中，基于MBD技術(shù)

的集成模式仍處于探索階段。

4 MBD技術(shù)實(shí)施的若干問題

4.1 設(shè)計(jì)與制造分離

國(guó)內(nèi)航空制造業(yè)大都是廠所分離的狀態(tài)，設(shè)計(jì)、工藝分屬不同單位，設(shè)計(jì)人員不干涉制造工藝，工藝人員自行編制生產(chǎn)流程，導(dǎo)致MBD在國(guó)內(nèi)應(yīng)用方面違背了其從設(shè)計(jì)到加工一體化流程的定義。

4.2 相關(guān)技術(shù)人員缺乏

基于MBD技術(shù)的流程一體化模式，需要相關(guān)技術(shù)人員也要具備飛機(jī)制造過程中的一體化管理水平和技術(shù)能力。目前來說，設(shè)計(jì)人員中欠缺起碼的工藝知識(shí)，工藝技術(shù)人員亦缺乏設(shè)計(jì)判斷能力，造成很大的不便。嚴(yán)重缺乏能夠應(yīng)用MBD技術(shù)的航空技術(shù)人員。

4.3 MBD產(chǎn)品檢驗(yàn)落后

基于MBD的產(chǎn)品檢測(cè)是三維數(shù)字圖形轉(zhuǎn)換為測(cè)量機(jī)等數(shù)字化設(shè)備能夠識(shí)別的數(shù)字信息的技術(shù)方法，并基于MBD的三維設(shè)計(jì)數(shù)模、工藝數(shù)模和檢測(cè)方案為依據(jù)的數(shù)字化產(chǎn)品檢驗(yàn)。國(guó)內(nèi)的檢測(cè)工藝相對(duì)落后導(dǎo)致MBD加工出的產(chǎn)品很難進(jìn)行尺寸公差測(cè)量，導(dǎo)致后期質(zhì)檢部門工作難度加大。

4.4 標(biāo)準(zhǔn)制定不一

目前國(guó)內(nèi)航空制造業(yè)沒有統(tǒng)一的MBD標(biāo)準(zhǔn)，在協(xié)同制造中普遍存在工藝設(shè)計(jì)目的不明、業(yè)務(wù)范圍劃分不清，主要原因是由于無相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)可依。

5 結(jié)束語

MBD是航空產(chǎn)業(yè)數(shù)字化技術(shù)發(fā)展的新階段和必然趨勢(shì)，通過與國(guó)外航空企業(yè)成功的應(yīng)用現(xiàn)狀相比較，我國(guó)航空制造業(yè)試圖改進(jìn)變革，還要有段艱難的路要走。

參考文獻(xiàn)

[1]周秋忠，范玉青.MBD技術(shù)在飛機(jī)制造中的應(yīng)用[J].航空維修與工程，2008（3）：55-57.