【正文】 (。這可從我國目前數(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。 結(jié)束語 飛機(jī)制造業(yè)是國家的高技術(shù)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，尤其體現(xiàn)在高性能戰(zhàn)斗機(jī)和大型飛機(jī)的發(fā)展上，它對(duì)科技進(jìn)步具有廣泛、持久的牽引作用。馬丁公司所指出的那樣，數(shù)字化主線驅(qū)動(dòng)著J S F 任務(wù)的關(guān)鍵工程和檢驗(yàn)技術(shù)。從此可知，產(chǎn)品的定義數(shù)據(jù)能在整個(gè)制造過程下游的各個(gè)環(huán)節(jié)有效地利用起來，即用產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)直接來驅(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。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)。由于傳統(tǒng)方法的形狀和尺寸傳遞環(huán)節(jié)多，積累誤差大，造成飛機(jī)裝配的困難，極不適應(yīng)現(xiàn)代飛機(jī)產(chǎn)品制造的要求。這個(gè)方法是基于產(chǎn)品相互聯(lián)系制造的原則，借助具有特定形狀和尺寸的專門實(shí)物樣件，使飛機(jī)設(shè)計(jì)圖紙所描述的形狀和尺寸被傳遞到所制造的零件或產(chǎn)品上。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。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)，無論是波音還是空客公司，都無一例外。這樣基本上沒有中間的數(shù)據(jù)傳遞環(huán)節(jié)， 消除了形狀和尺寸的傳遞誤差，即所謂裝配過程中實(shí)現(xiàn)了“零誤差”，保證制造出高質(zhì)量的飛機(jī)產(chǎn)品。如精確的數(shù)控切邊和鉆孔技術(shù)、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)、激光投影技術(shù)、數(shù)字化復(fù)材鋪層技術(shù)、數(shù)字化裝配技術(shù)和數(shù)字化仿真技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。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。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。而這些信息都體現(xiàn)在MBD技術(shù)應(yīng)用規(guī)范BDS600系列中，并且波音在研制波音787客機(jī)中得到了很好的貫徹，已取得了十分明顯的進(jìn)展，而且也得到國際上的廣泛認(rèn)同。而在貫徹MBD思想時(shí)，最為艱難的是“要從二維圖紙文化這種現(xiàn)有概念中跳出來，從零開始研究新的信息表達(dá)方式”。 在此過程中其主導(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。基于這些所面臨的嚴(yán)重問題，美國機(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年成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)“ DIGITALPRODUCT DEFINITION DATAPRACTICES”（數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)的實(shí)施）。這在實(shí)際工程中就產(chǎn)生既用三維模型，又離不開二維圖紙的矛盾狀態(tài)。三維模型雖然包含了二維圖紙所不具備的詳細(xì)幾何形狀信息，但三維模型中卻不包括尺寸和公差的標(biāo)注、表面粗糙度、表面處理方法、熱處理方法、材質(zhì)、結(jié)合方式、間隙的設(shè)置、連接范圍、潤(rùn)滑油涂刷范圍、顏色、要求符合的規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)等僅靠幾何形狀而無法表達(dá)的( 非幾何) 信息。 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)。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)品研制過程。 在波音787客機(jī)的研制中，還構(gòu)建了飛機(jī)的物理模型、制造模型、性能模型和維護(hù)模型。在此過程中，為了便于產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理和構(gòu)型控制，把飛機(jī)產(chǎn)品分成了幾千個(gè)模塊，在構(gòu)型控制時(shí)，按照有效性使客戶飛機(jī)產(chǎn)品由不同的模塊組成，并相應(yīng)地對(duì)生產(chǎn)流程劃分成3個(gè)精簡(jiǎn)作業(yè)流程(TBS) ：TBSTBS2(A、B) 和TBS3，根據(jù)模塊性質(zhì)，不同模塊分屬到3個(gè)精簡(jiǎn)作業(yè)流程中?；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)過程中，也體現(xiàn)在后續(xù)的制造環(huán)節(jié)中。 空客公司從2004～2007年，組織歐洲多個(gè)國家的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。所有的模型必須參數(shù)化。首先，必須組建研制所涉及學(xué)科的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)（IPT）。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。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。但在研制波音787客機(jī)中波音做出重大變革，它僅負(fù)責(zé)飛機(jī)的總體設(shè)計(jì)，把工作量極其繁重的詳細(xì)設(shè)計(jì)工作交給了部件的制造單位（波音的合作方）進(jìn)行，最后波音僅負(fù)責(zé)十幾個(gè)大部件的對(duì)接總裝工作。波音在設(shè)計(jì)波音787客機(jī)中，就通過全球協(xié)同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（GCE），采用了這一最先進(jìn)的協(xié)同方式。 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，而且其研制過程是并行的，便于實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的協(xié)同設(shè)計(jì)。馬丁公司為例，原有的傳統(tǒng)研制過程和方法大體分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。傳統(tǒng)的飛機(jī)研制過程1 數(shù)字化技術(shù)從根本上改變了產(chǎn)品研制方法 現(xiàn)代飛機(jī)研制方法，從原有的基于物理( 實(shí)物) 樣機(jī)的串行方式演變成基于數(shù)字樣機(jī)的并行方式。 數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn) 在近年來的大型民用運(yùn)輸機(jī)的研制中，無論是空客A380客機(jī)，還是波音787客機(jī)的研制，都充分體現(xiàn)了數(shù)字化技術(shù)是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，是產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展的最有力工具。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。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)1萬多家，研制過程數(shù)據(jù)管理困難。大型客機(jī)的壽命長(zhǎng)，如波音777的設(shè)計(jì)壽命40年，以后還繼續(xù)服務(wù)20～30年，總壽命可達(dá)70年。其研制階段多、周期長(zhǎng)。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)。還有一種較小的經(jīng)常飛行在國內(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)。大型客機(jī)在民航運(yùn)輸中也稱作干線運(yùn)輸機(jī)，它一般指客座大于150、載重30～50t以上、滿載航程大于3000km的大中型客機(jī)，有時(shí)把客座大于400的稱作超大型客機(jī)，如波音747 客機(jī)和空客公司最新研制的A380客機(jī)。同時(shí)，A380和波音787飛機(jī)的研發(fā)使大型民用運(yùn)輸機(jī)的數(shù)字化技術(shù)又達(dá)到了一個(gè)新的高度。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。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。多孔復(fù)合層板冷卻結(jié)構(gòu)是推重比10以上發(fā)動(dòng)機(jī)采用的先進(jìn)冷卻結(jié)構(gòu)，多用于燃燒室和渦輪葉片，其關(guān)鍵制造技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和繪制復(fù)雜冷卻回路，采用照相一電解法制成冷卻回路，用擴(kuò)散連接工藝實(shí)現(xiàn)多孔層板的復(fù)合。F119,EJ200發(fā)動(dòng)機(jī)均采用鈦合金寬弦風(fēng)扇葉片，GE公司的GE90發(fā)動(dòng)機(jī)采用了復(fù)合材料寬弦風(fēng)扇葉片。(3)寬弦風(fēng)扇葉片制造技術(shù)。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%。(2)整體葉環(huán)(無盤轉(zhuǎn)子)制造技術(shù)。高溫合金整體葉盤采用熱等靜壓法將粉末高溫合金盤和精鑄葉片擴(kuò)散連接為整體葉盤。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。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 國際現(xiàn)狀(1)整體葉盤制造技術(shù)。超塑成形/擴(kuò)散連接的三層結(jié)構(gòu)、四層結(jié)構(gòu)已用于飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)零件。目前該技術(shù)在飛機(jī)上的應(yīng)用已經(jīng)從研制中小尺寸構(gòu)件發(fā)展到研制大型整體構(gòu)件。(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。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程的智能化、無紙化設(shè)計(jì)和制造。3 以鈦、鋁合金為代表的輕金屬構(gòu)件制造技術(shù)朝著制造大型化、整體化結(jié)構(gòu)方向發(fā)展 國際現(xiàn)狀(1)廣泛采用大型整體壁板已經(jīng)成為新一代飛提高結(jié)構(gòu)效率、減少零件數(shù)量、降低成本和縮短周期重要手段。在基體方面開展了致密化工藝研究和增韌技術(shù)研究，取得階段性成果，研制了陶瓷基復(fù)合材料浮壁瓦片。 國內(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。碳碳復(fù)合材料工作溫度達(dá)1500~2OOO176。 超高溫復(fù)合材料構(gòu)件關(guān)鍵制造技術(shù) 國際現(xiàn)狀SiC纖維增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料已用于低壓渦輪風(fēng)扇軸等發(fā)動(dòng)機(jī)部件，可減輕結(jié)構(gòu)重量20%40%.陶瓷基復(fù)合材料工作溫度可達(dá)1200~1650176。在制造技術(shù)方面，疊層板熱壓罐已用于生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)膠接共固化技術(shù)已用于型號(hào)生產(chǎn)，共固化整體成形技術(shù)已用于飛機(jī)前機(jī)身下壁板和發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道，蜂窩夾層膠接結(jié)構(gòu)已用于飛機(jī)水平尾翼及升降副翼。美國在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)。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20%,B787超過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。目前所開展的數(shù)字化工作，只是把數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有工作和環(huán)節(jié)中，簡(jiǎn)單地達(dá)到縮短周期和提高效率的目的，還沒有體現(xiàn)出它是一場(chǎng)新技術(shù)革命，沒有深入到系統(tǒng)內(nèi)部去改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和管理的模式、方法、手段、流程和生產(chǎn)組織，尚未形成數(shù)字化生產(chǎn)方式。 國內(nèi)現(xiàn)狀通過數(shù)字化技術(shù)的預(yù)研、產(chǎn)品型號(hào)研制和民機(jī)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)的應(yīng)用，數(shù)字化制造技術(shù)有了較大發(fā)展，已全面開展三維數(shù)字化設(shè)計(jì)和虛擬裝配，形成了全機(jī)級(jí)和部件級(jí)的數(shù)字樣機(jī)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、工藝設(shè)計(jì)和工裝設(shè)計(jì)制造基本上都采用了數(shù)字化技術(shù)，已開始研究數(shù)字化裝配技術(shù)，為數(shù)字化制造奠定了基礎(chǔ)。要求制造時(shí)間縮短 66%，工裝減少90%，制造成本降低50%. 國際現(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。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