【正文】 比還有很大差距。數(shù)字化制造技術(shù)的內(nèi)涵特征包括:要求制造時(shí)間縮短 66%，工裝減少90%，制造成本降低50%. 國(guó)際現(xiàn)狀波音777 全球第一個(gè)全機(jī)數(shù)字樣機(jī)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的里程碑。美國(guó)在80年代低成本技術(shù)開發(fā)的基礎(chǔ)上，規(guī)劃了一個(gè)10年的CAI計(jì)劃，現(xiàn)已完成了第2階段計(jì)劃，在F35飛機(jī)上驗(yàn)證的項(xiàng)目有:RTM整體尾翼,CORTM整體進(jìn)氣道、纖維鋪放進(jìn)氣道、RFI纖維縱向增強(qiáng)整體機(jī)翼蒙皮、前機(jī)身二型連接整體結(jié)構(gòu)及XCOR纖維增強(qiáng)泡沫夾層隱身結(jié)構(gòu)以及快速高效激光超聲檢測(cè)技術(shù)。 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀開展了SiC纖維的研制，對(duì)纖維涂層方法制備鈦基復(fù)合材料進(jìn)行了初步研究。(2)隨著新型可時(shí)效強(qiáng)化型鋁合金材料在機(jī)翼板結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，整體壁板時(shí)效成形技術(shù)由于具有形和時(shí)效強(qiáng)化同時(shí)完成、工藝重復(fù)性和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是下一代大型軍用和民用飛機(jī)制造特別重要金屬成形工藝之一，并已被廣泛用于成形可時(shí)效強(qiáng)型合金的整體帶筋和變厚度大曲率的整體壁板，如B1B的上下壁板、灣流IV和灣流V的復(fù)合曲面上翼面壁板、大力神IV和土星V型火箭正交格柵壁板以及MD82,A330/340,A380等大型民用飛機(jī)的整體壁板等(3)隨著鈦合金用量在新一代飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)上大幅度增加，超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)已經(jīng)成為制造鈦合金重要飯金結(jié)構(gòu)件的關(guān)鍵技術(shù)，并得到了廣泛的應(yīng)用，如 F22,EF2000,A300,A340,B1飛機(jī)以及F119EJ200發(fā)動(dòng)機(jī)等。另外，還可以采用鍛接法制造整體渦輪盤，將單晶精鑄葉片直接連接到鍛造渦輪盤的輪緣上。(3)寬弦風(fēng)扇葉片制造技術(shù)。大型飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)應(yīng)用綜述現(xiàn)代大型客機(jī)是先進(jìn)的噴氣技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)密切結(jié)合的高技術(shù)產(chǎn)物。大型民用運(yùn)輸機(jī)的研制階段大型客機(jī)產(chǎn)品極其復(fù)雜，具有氣動(dòng)外形要求嚴(yán)格、設(shè)計(jì)更改頻繁、產(chǎn)品構(gòu)型眾多、零件材料和形狀各異、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間緊湊、各類系統(tǒng)布置密集以及零組件數(shù)量巨大等特點(diǎn)。目前還有嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求，如污染排放要少、噪音要低以及燃油利用率要高。 在現(xiàn)代新機(jī)研制中，雖然其產(chǎn)品的研制階段沒有多大變化，但是，它的模線和物理樣機(jī)全都由產(chǎn)品的數(shù)字化定義或數(shù)字樣機(jī)所替代，而且其研制過(guò)程是并行的，便于實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的協(xié)同設(shè)計(jì)。從協(xié)同研制全局目標(biāo)看，產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同研制中有橫向（多學(xué)科協(xié)同研制MDO）和縱向（產(chǎn)品全生命周期的協(xié)同）2種模式?；谀Ｐ投x的波音787對(duì)接總裝仿真數(shù)字化技術(shù)不僅體現(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也體現(xiàn)在后續(xù)的制造環(huán)節(jié)中。 這樣僅依據(jù)三維幾何模型往往難以進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢驗(yàn)。 在此過(guò)程中其主導(dǎo)思想不能只是簡(jiǎn)單地將二維圖紙的信息反映到三維數(shù)據(jù)中，而要充分利用三維模型所具備的表現(xiàn)力，去探索便于用戶理解且更具效率的設(shè)計(jì)信息表達(dá)方式，其中包括大量的非幾何信息，如零件表、設(shè)計(jì)規(guī)范和工藝信息等。他們認(rèn)真地研究了怎樣使數(shù)字化技術(shù)與其他先進(jìn)理念（精益生產(chǎn)、并行工程）以及先進(jìn)技術(shù)（數(shù)控加工及成形技術(shù)、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)、飛機(jī)裝配技術(shù)和質(zhì)量保證技術(shù)等）相結(jié)合，使它們能集成在一起、融合在一起，發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)的整體效益，這樣才能充分發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)在飛機(jī)研制中的真正作用。LSSPD使波音787飛機(jī)不僅具有完整的幾何數(shù)字樣機(jī)，而且具有性能樣機(jī)、制造樣機(jī)和維護(hù)樣機(jī)，便于波音公司與分布在全球的合作者能順利地進(jìn)行產(chǎn)品各項(xiàng)功能的協(xié)同研制工作。從此可知，產(chǎn)品的定義數(shù)據(jù)能在整個(gè)制造過(guò)程下游的各個(gè)環(huán)節(jié)有效地利用起來(lái)，即用產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)直接來(lái)驅(qū)動(dòng)所有的數(shù)字化加工和測(cè)量設(shè)備，直至飛機(jī)的裝配。這可從我國(guó)目前數(shù)字化技術(shù)在新機(jī)研制或飛機(jī)生產(chǎn)中應(yīng)用的深度和廣度，并行協(xié)同的程度、系統(tǒng)集成水平、相應(yīng)規(guī)范的編寫、缺乏完整的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳輸不暢、數(shù)字化生產(chǎn)線中斷以及應(yīng)用的效果等方面明顯地看出。 特別在近幾年來(lái)飛機(jī)制造業(yè)數(shù)字化工程的推動(dòng)下，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)也很重視這一新技術(shù)的應(yīng)用與推廣工作，并且在飛機(jī)的數(shù)字化設(shè)計(jì)或制造方面，取得了卓有成效的進(jìn)展，尤其在新機(jī)的研制中，這一新技術(shù)優(yōu)勢(shì)已開始體現(xiàn)出來(lái)。最終形成的飛機(jī)產(chǎn)品可以看作是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)。因此，必須有基于能覆蓋全球的、完整的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，才能研制出現(xiàn)代的大型飛機(jī)，無(wú)論是波音還是空客公司，都無(wú)一例外。數(shù)字化技術(shù)的采用大幅度地提高了飛機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平，加快了現(xiàn)代飛機(jī)研制的整體進(jìn)程?；谶@些所面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)于1997年在波音公司的協(xié)助下開始進(jìn)行有關(guān)MBD(Model Based Definition) 標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作，于2003年成為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“ DIGITALPRODUCT DEFINITION DATAPRACTICES”（數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)的實(shí)施）。它從另一方面，體現(xiàn)了數(shù)字化技術(shù)貫穿了整個(gè)產(chǎn)品研制過(guò)程。 空客公司從2004～2007年，組織歐洲多個(gè)國(guó)家的63個(gè)公司參加了VIVACE（Value Improvement through a Virtual Aeronautical Collaborative Enterprise）系統(tǒng)研究項(xiàng)目，共經(jīng)歷了4年時(shí)間，構(gòu)建了多學(xué)科協(xié)同研制MDO的系統(tǒng)框架，并在3個(gè)航空領(lǐng)域——直升機(jī)、飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)，從可行性研究、概念設(shè)計(jì)直到詳細(xì)設(shè)計(jì)的全生命周期里進(jìn)行了應(yīng)用性研究。波音的這種設(shè)計(jì)模式也代表了今后飛機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方向。馬丁公司為例，原有的傳統(tǒng)研制過(guò)程和方法大體分3個(gè)階段：概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段。一架大型飛機(jī)研制，需要全球協(xié)同，零部件供應(yīng)商數(shù)千家，如A380客機(jī)的供應(yīng)商達(dá)1萬(wàn)多家，研制過(guò)程數(shù)據(jù)管理困難。還有一種較小的經(jīng)常飛行在國(guó)內(nèi)局部區(qū)域，從大城市到中小城市飛行，載客在120人以下，稱作支線客機(jī)，如龐巴迪CRJ系列機(jī)、巴西的ERJ系列機(jī)、中國(guó)的ARJ和俄羅斯的SSJ客機(jī)等，這類客機(jī)也是單通道的支線客機(jī)。用超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)完成了寬弦、空心鈦合金風(fēng)扇葉片的模擬件研究。由于采用復(fù)合材料，使得葉片減輕，采用線性摩擦焊技術(shù)將葉片直接固定在承力環(huán)上，可使其結(jié)構(gòu)重量減輕70%。4 新型整體結(jié)構(gòu)、輕量化結(jié)構(gòu)和冷卻結(jié)構(gòu)等新結(jié)構(gòu)制造技術(shù)得到迅速發(fā)展和應(yīng)用 國(guó)際現(xiàn)狀(1)整體葉盤制造技術(shù)。噴(拋)丸成形技術(shù)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)家被廣泛用于成形變厚度整體壁板，并且已經(jīng)能夠現(xiàn)對(duì)這類零件拋丸成形工藝過(guò)程的智能化、無(wú)紙化設(shè)計(jì)和制造。碳碳復(fù)合材料工作溫度達(dá)1500~2OOO176。在4代機(jī)上的用量占結(jié)構(gòu)重量的24%40%，干線機(jī)占10%15%,A380超過(guò)20%,B787超過(guò)50%，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷端部件風(fēng)扇葉片、進(jìn)氣機(jī)匣和螺旋槳也采用復(fù)合材料。對(duì)飯金、復(fù)材構(gòu)件、焊接、檢測(cè)等采用數(shù)字化技術(shù)手段和工藝。從總體上看，世界航空制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以歸納為以下幾個(gè)方面?！　〗Y(jié)束語(yǔ)　　綜上所述，我國(guó)的模具企業(yè)已經(jīng)開始將先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于模具制造，包括民用、航空航天等領(lǐng)域。應(yīng)用策略為定位加工開粗，聯(lián)動(dòng)精加工。要選擇具有毛坯殘留知識(shí)加工的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的干涉檢查更為合理，因?yàn)橄到y(tǒng)能將刀具信息與上次加工的殘留毛坯進(jìn)行校驗(yàn)。　　5 利用CAM 內(nèi)在的優(yōu)良功能　　許多C A M 系統(tǒng)都有很多高級(jí)的加工能力，充分利用和挖掘這些能力將極大地改善加工的效果。這種方法是較為高級(jí)的走拐角方式，就像駕駛高速行駛車在高速公路上跑時(shí)，要想在不損失速率的情況下轉(zhuǎn)彎和保證轉(zhuǎn)彎更平穩(wěn)以及沿著立交環(huán)島來(lái)轉(zhuǎn)彎一樣。該種移刀方法由于移刀在空間完成，避免了上述方法的弊端。 切向的移刀采用高爾夫球竿頭式移刀方式。 行切的移刀直接采用切圓弧連接。在實(shí)際加工中，用戶可以采用曲面的切向進(jìn)刀或更好的螺旋式進(jìn)刀，而且螺旋式進(jìn)刀切入材料時(shí)，如果加工區(qū)域是上大下小的，螺旋半徑會(huì)隨之減小以進(jìn)刀到指定深度，有些CAM 系統(tǒng)具有基于知識(shí)的加工功能，在檢查刀具信息后發(fā)現(xiàn)刀具存在盲區(qū)時(shí)，螺旋加工半徑不會(huì)無(wú)限制減小，以避免撞刀。在使用CAM 進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)，要盡一切可能保證刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的光滑與平穩(wěn)。在確定模具的型芯、型腔的同時(shí)便可以開始模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)控編程，不需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和模型的進(jìn)一步處理。以色列Cimatron 公司的CimatronE 軟件就是典型的模具一體化設(shè)計(jì)、制造軟件。—45—10 年來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，這要?dú)w功于國(guó)家對(duì)模具工業(yè)發(fā)展的高度重視以及模具工業(yè)人才培訓(xùn)、軟硬件工具的飛速發(fā)展。將三維數(shù)模數(shù)據(jù)(屬性)導(dǎo)入產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)，并將三維數(shù)模數(shù)圖形的路徑關(guān)聯(lián)到每個(gè)零件上，在編制工藝的任何時(shí)候都可預(yù)覽零件和組件的三維圖形，直觀地反映裝配狀態(tài)。（四）裝配現(xiàn)場(chǎng)三維工藝布局仿真在數(shù)字化環(huán)境下，建立廠房、地面、起吊設(shè)備等三維制造資源模型，將已經(jīng)建立的各裝配工藝模型和裝配型架、工作平臺(tái)、夾具等制造資源三維模型放入廠房中，按照確定的裝配流程進(jìn)行全面的工藝布局設(shè)計(jì)。（一）裝配干涉的仿真在虛擬環(huán)境中，依據(jù)設(shè)計(jì)好的裝配工藝流程，通過(guò)對(duì)每個(gè)零件、成品和組件的移動(dòng)、定位、夾緊和裝配過(guò)程等進(jìn)行產(chǎn)品與產(chǎn)品、產(chǎn)品與工裝的干涉檢查，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)存在干涉情況時(shí)報(bào)警，并示給出干涉區(qū)域和干涉量，以幫助工藝設(shè)計(jì)人員查找和分析干涉原因。MAZATROL 640系統(tǒng)將PC和CNC融合在一起，具有非常強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)化功能，可以方便地接入任何類型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這些功能都可以通過(guò)軟件和網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。智能監(jiān)控的應(yīng)用使管理者無(wú)論身在何處，都能夠清楚地了解工廠的生產(chǎn)狀況，從而對(duì)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)做出及時(shí)淮確的反應(yīng)。另外根據(jù)合同要求的交貨周期以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)單元、工位的現(xiàn)狀做出零件、部件的作業(yè)計(jì)劃和整機(jī)的裝配和出貨計(jì)劃，對(duì)臨時(shí)出現(xiàn)的緊急情況也可以方便快速地對(duì)計(jì)劃做出調(diào)整，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)將精確的日工作計(jì)劃發(fā)送到每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)終端和每臺(tái)機(jī)床的控制器上。虛擬加工、自動(dòng)加工過(guò)程中的干涉檢查，使得編程更加放心、快捷、簡(jiǎn)單。數(shù)控機(jī)床雖然經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，無(wú)論從功能還是從精度來(lái)講都已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)新的高度，但是長(zhǎng)久以來(lái)，數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用更多的還是停留在由計(jì)算機(jī)向機(jī)床傳輸程序、機(jī)床參數(shù)和加工參數(shù)等原始的應(yīng)用內(nèi)容方面，而機(jī)床的工作狀態(tài)如何我們無(wú)法知曉。當(dāng)一個(gè)任務(wù)結(jié)束后，為之所配置的資源將被釋放，隨著一個(gè)新任務(wù)的啟動(dòng)，新的資源配置也將完成。工程協(xié)同系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)數(shù)字樣機(jī)來(lái)進(jìn)行的；數(shù)字樣機(jī)系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不同要求，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)所管理的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾，生成相應(yīng)的數(shù)字樣機(jī)；工程協(xié)同系統(tǒng)可以從工程支持系統(tǒng)中得到質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)等信息。項(xiàng)目管理系統(tǒng)完成項(xiàng)目任務(wù)的計(jì)劃、資源調(diào)配、IPT組織管理、進(jìn)度和質(zhì)量監(jiān)控等管理控制過(guò)程。工程協(xié)同系統(tǒng)是工程數(shù)據(jù)的主要生成源，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。過(guò)程管理的內(nèi)涵是面向產(chǎn)品的管理，而不是面向企業(yè)（或組織）的管理。制造業(yè)企業(yè)急需從戰(zhàn)略的高度，構(gòu)造面向產(chǎn)品全生命周期的、支持跨企業(yè)聯(lián)合的數(shù)字化工程體系。關(guān)鍵詞：數(shù)字化 總體框架 智能化 網(wǎng)絡(luò)化 信息化 數(shù)字化裝配一、我國(guó)航空數(shù)字化現(xiàn)狀我國(guó)的航空制造業(yè)數(shù)字化經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，取得了一定的成效，在產(chǎn)品的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字樣機(jī)應(yīng)用、工裝數(shù)字化定義、預(yù)裝配、主要零件的數(shù)控加工，產(chǎn)品數(shù)字仿真與試驗(yàn)、工藝數(shù)值模擬與仿真、產(chǎn)品數(shù)據(jù)和制造過(guò)程管理等方面有了較深入的應(yīng)用，但是，我們也應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到，產(chǎn)品全生命周期的信息通道尚未打通，數(shù)字化工程體系還未形成，數(shù)字化技術(shù)的巨大效能遠(yuǎn)未發(fā)揮。制造業(yè)企業(yè)間既有競(jìng)爭(zhēng)又有聯(lián)合，只有發(fā)揮各自的技術(shù)和資源優(yōu)勢(shì)，才能降低成本，分?jǐn)傦L(fēng)險(xiǎn)，共享市場(chǎng)。（2） 數(shù)字化框架組成數(shù)字樣機(jī)是產(chǎn)品的數(shù)字化描述，貫穿于產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到售后服務(wù)的全生命周期，是工程設(shè)計(jì)、功能分析、試驗(yàn)仿真、加工制造、直至產(chǎn)品售后服務(wù)等的信息交換媒介。（3） 數(shù)字化制造系統(tǒng)：針對(duì)航空制造業(yè)業(yè)務(wù)需求，集成所需的專業(yè)制造系統(tǒng)，包括：數(shù)控加工系統(tǒng)、數(shù)字化復(fù)合材料生產(chǎn)線、數(shù)字化鈑金生產(chǎn)線、數(shù)字化切削生產(chǎn)線、數(shù)字化工裝生產(chǎn)線、數(shù)字化焊接生產(chǎn)線、數(shù)字化電纜管線生產(chǎn)線等制造業(yè)務(wù)系統(tǒng)。（3） 基礎(chǔ)環(huán)境基礎(chǔ)環(huán)境包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等，是企業(yè)內(nèi)部和企