基于MBD的飞机装配技术发展及应用分析
基于MBD的飞机装配技术发展及应用分析
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摘要：随着我国航空事业的不断发展和中国制造2025的提出，飞机总体装配（以下简称为飞机总装）作为关键技术一直是大型航空制造企业的标志性核心问题。飞机总装作为飞机制造最重要的环节之一，装配技术质量的管控则是核心问题中的重中之重。基于此，本篇文章对基于MBD的飞机装配技术发展及应用进行研究，以供参考。
dxf关键词：基于MBD；飞机装配技术；发展；应用分析
一吨多少公斤1 MBD的概述
MBD是一种通过数据集来定义产品信息的方法，是波音公司最新先行的新一代产品定义方法，美国机械工程师协会ASME在此基础上把它发展成国际标准ASMEY14.41-2003，后修订为ASMEY14.41-2012，欧洲在借鉴美国标准的基础上也制定了相应的MBD标准ISO16792-2003，后修订为ISO16792-2015，美国军方、国防部为了加快企业数字化建设，建立基于模型的企业MBE，要求旗下的供应商采用MBD技术设计产品，并制定了相应的标准MIL-STD-31000A，我国参照ISO16792，结合国内制造业现状制定了GB/T24734-2009，而所有类似
标准的制定，其目的是想把企业从传统的图纸为中心转化到以模型为中心，实数字化、智能制造。
2基于MBD的飞机装配工艺协同设计方法
2.1成熟度驱动下的飞机装配工艺协同设计
现阶段，在开展飞机装配工作的过程中，相关工作人员可以通过应用并行协同研制模式的方式定义飞机MBD模型的成熟度和完整度，然后设置数据基线并标出其工作状态。通过这种方式不仅可以加快产品设计数据的发放时间，便于后续工装设计、装配工艺设计等工作提前进行，而且能使飞机产品设计、装配工装设计、装配工艺设计等工作同时进行，从而达到加快飞机装配工作速度的目的。
商业秘密的构成要件2.2装配工装设计人员的工作流程
在飞机并行协同研制过程中，装配工装设计人员的工作是从MBD模型的成熟度状态达到ML1后开始的。当MBD模型的状态成熟度达到ML1后，装配工装设计人员需要开展总体工装方案设计工作，同时成立工装设计项目。当模型状态成熟度达到ML2时，装配工装设计
人员可以对工装装配情况进行初步设计，并建立工装设计的初步结构方案。当模型的成熟度达到ML3时，装配工装设计人员需要确定工装设计的基准，并设计装配工装的骨架与定位结构。当模型的成熟度达到ML4时，装配工装设计人员在完成工装骨架与定位器设计完善工作后，需要进行协调问题检验。当模型的成熟度达到ML5时，装配工装设计人员需要建立工装MBD数字模型。浙江旅游景点
3相关技术优化策略探究
3.1完善设计体系
MBD在数字装配中的应用通常需要严格的装配指令。设计方案时，参与者应基于每个设计阶段的特征，不断推进设计路径，根据实际情况调整现有部件配置，并确保最大限度地利用数字装配的优势。现有软件平台面向三维装配系统。通过数字工艺工程师(DPE)和数字工艺制造(DPM)等技术，您可以根据顶层设计原则创建一个可视环境，以满足产品设计和装配阶段的实际需求，从而降低不必要问题的可能性。MBD主要用于改进规划过程和提高设计的可行性，以确保与数字装配有关的操作的有效性。
3.2 MBD装配数据集
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MBD技术将整个系统的所有技术信息集中到产品的数字三维模型中。这是一种使用集成三维模型(即产品的几何模型)完整表示产品定义信息的方法。根据在三维模型中表示各种设计信息的详细技术规范，制造行业通过完全集成的完整三维数字化模型详细描述了产品的形状、大小、公差和工艺，该模型通过三维模型描述了产品几何，该模型禁用了传统的产品定义方法，通过二维绘图模式定义尺寸、公差和工艺，并从逐步产品定义方法中导出。MBD记录包含产品设计、制造、装配等过程所需的信息。这是从每个生产区域获取产品信息的唯一来源。MBD记录是产品设计、制造、装配和维护的所有技术信息的集合。它根据飞机装配阶段的特点组织并提取MBD记录中的装配信息，为产品装配过程创建一组MBD记录。部件记录是设计数据的集合，例如制造产品时所需的组件模型、产品模型、工艺树、装配公差、序列、序列和路径。它是现场制造产品、组件工艺规范、组件模拟、公差分配模拟和组件管线的唯一基础。根据PPR（Product、Process、Resource，产品、工艺、资源）的组织，MBD记录中的信息可分为三类:“产品信息”(Product)、“工艺信息”(prozessinformationen)和“资源信息”(ressourceninformationen)。MBD记录可分为MBD组件模型和MBD零件模型。MBD组件模型是产品中由MBD零件模型组成的几何零件列表，以及文本表示的非几何信息，包括公差调整、BOM等。视模型内容而定，您可以将组
件记录分割成个别模型和多个模型。单一模型资料集是将产品的所有几何模型集中到一个模型中，而多重模型资料集则是透过每个分割记录中的共用参照来连接。波音是以MBD为基础的飞机装配施工技术为基础的，在新型飞机的研制过程中，飞机和墙壁在飞机坐标系中的空间位置被数字化，MBD组件模型作为飞机坐标的“参考面积”、“辅助面积”、“空间定向”等信息的工具，这些信息也是单个模型数据集和多模型数据集的重要分布密钥。
3.3基于MBD的三维模型数据读取和模型轻量化
工程研究允许对基于CATIA的3D模型数据(包括几何和标准信息)进行完整的读取操作，并允许标识CATIA模型中的组件特征、提取MBD数据，特别是装配产品制造信息(PMI)。将原始CATIA设计模型转换为轻量模型，为快速传输大型组件模型、组件运动定义、组件过程模拟和现场制造可视化提供基础。飞机的装配关系包括密切的关系、连接、连接等。这些关系包括实体和弹簧连接以及其他连接。接头包括铆钉、螺栓连接等。分析组件模型时，首先解析MBD模块的注解节点。它根据孔信息、制造信息等标识固定关系、连接关系特征、零件形状信息和基于“边界表示”(B-Representation)的组件特征标识参照基准关系，以便为组件设计理论提供基础数据。
3.4基于MBD的智能加工技术
直接在3D模型中定义诸如尺寸和公差、粗糙度等技术参数可减少3D模型到2D页面的转换，从而使设计模型和制造工艺之间实现无缝连接。由于飞机的气动要求，许多零件结构复杂，二维平面的尺寸和公差往往不能精确地适应技术要求，不能直接用于数值编程、仿真和测试，影响精度的实现。这些不足之处由基于三维模型定义的三维模型来弥补，这不仅在数字飞机设计中起着重要作用，而且在飞机的开发中也起着重要作用。制造技术更适合于飞机程控装配的零件特性。由于确定部件要求在零件加工阶段完成零件的所有装配面和装配孔，因此不会装配密封、优化或孔，从而提高了飞机零件的精度和智能加工水平。MBD技术通过使用定义的三维模型来支持这一要求，该模型直接生成由人工智能优化的处理过程和过程，并减少手动生成过程和过程时的错误率。由于模型已定义了组件特征的曲面和装配孔的最终尺寸要求和放置偏差，因此更易于精确地选取加工和装配机器、机床等。MBD模型包含经过验证的产品制造信息(PMI)，可直接用于诸如零件加工过程中的自动测量和分析等任务，以进一步提高智能性。基于MBD的智能实现了飞机零件的精确加工，为精确装配奠定了基础。
3.5关键装配特征的识别方法
因为在飞机装配过程中，从最初要求的装配要求到最终装配的加工，关键装配部件的选择不能中断。因此，关键装配特性的选择与飞机装配工作的质量直接相关。在飞机部件的初始阶段，可以从部件要求的角度过滤重要部件特征。但是，组件元件的复杂性、数量等随着组件设计的进展而增加，使得从零件的几何特征中识别重要组件元件变得非常困难。因为此时组合的关键组合特征不再符合组合工作的实际需求，所以需要进一步微调关键组合特征。但是，请注意，在飞机装配过程中，过多的关键部件可能会导致装配测量和控制方面的工作量显着增加，从而影响后续装配工作的顺利进行。
结语
随着基于MBD环境的三维设计、工艺和制造技术的发展，开展基于MBD环境下的飞机装配技术的探索和实施，是提高飞机装配技术和规范化的有效途径，是适应装备信息化建设发展的现实需要，能够推动装备的发展。
参考文献
[1]汪小雨,原蒙.基于MBD的飞机数字化装配技术研究[J].现代制造技术与装备,2020,57(07):143-144.
[2]林伟,罗,陈龑斌.集成环境下基于MBD的飞机零件数字化装配工艺[J].环境技术,2020,38(06):92-97+114.

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