文档介绍：MBD技术1研究背景随着数字化设计与制造技术在航空制造业的广泛应用,特别是三维CAD技术的日益普及,飞机研制模式正在发生根本性变化,传统的以数字量为主、模拟量为辅的协调工作法开始被全数字量传递的协调工作法代替,三维数模已经取代二维图纸,成为新机研制的唯一制造依据。当前,国外航空制造业的数字化技术发展迅猛,三维产品数字样机技术与工艺数字样机技术得到了深入应用。但在国内产品三维数字化模型没有贯穿于整个飞机数字化制造过程中,二维工程图纸依然是飞机制造过程的主要依据。因此,在制造过程中往往需要把三维数字化模型转化为二维工程图纸,作为工艺规划和指导生产的依据,致使工艺文件的编制也是二维形式。在飞机装配过程中,由于各种原因,不可避免地要进行工程设计更改,而在二维图纸作为主要数据传递手段的条件下,任何三维设计的变更,都将带来繁琐的二维更新与新数据发布。这种方式不仅效率低、周期长,还可能造成数据的不一致,带来现场生产错误,产品质量难以提高。另外,基于MBD(Model-BasedDefinition)技术的产品定义工作尚处于探索阶段,以MBD为核心的数字化工艺设计和产品制造模式尚不成熟,MBD的设计、制造和管理规范还有待完善,三维数字化设计制造一体化集成应用体系尚未贯通。可以看出,我国航空企业依据产品三维模型来设计工艺数字样机技术亟待提高。2MBD的发展历程随着计算机技术的发展和三维CAD技术的成熟和普及,数字化产品定义经历了二维到三维模型发展的如下三个阶段。图1MBD发展历程1997年1月,美国机械工程师协会发起关于三维模型标注标准的起草工作,以解决图纸与信息系统传输之间的矛盾。最终于2003年7月被美国机械工程师协会接纳为新标准。,为欧洲以及亚洲等国家的用户提供了支持。在日本,,2006年底出台日本汽车工业的相关行业标准。与这些标准相比,2003年颁布的相关国家标准以及2006年的英国军用标准,在数字化定义的内容上仍处在三维模型与工程图共存的状态。作为该项技术的发起者之一,波音公司的787项目推广使用该项技术,从设计开始,波音公司作为上游企业,全面在合作伙伴中推行基于模型的数字化定义技术MBD。该技术将三维制造信息PMI(3DProductManufacturingInformation)与三维设计信息共同定义到产品的三维数字化模型中,使产品加工、装配、测量、检验等实现高度集成,数字化技术的应用有了新的跨越式发展。3研究现状在国外,无论是波音还是空客都已经实现了数字化装配技术,缩短了飞机研制周期,降低了制造成本。近年来,国外著名航空公司在全机的生产过程中采用MBD技术,体现出产品面向制造与装配而设计(DFMA)的思想。如波音787,全机的工程信息都是通过MBD定义的,根据产品模型信息进行工艺设计与加工制造,不需要二维图纸,实现了产品设计(含工艺设计)、工装设计、零件加工、部件装配、零部件检测检验的高度集成、协同和融合,建立了三维数字化设计制造一体化集成应用体系,开创了飞机数字化设计制造的崭新模式,确保了波音787客机的研制周期和质量。在波音公司的先进制造体系中已经不存在装配大纲AO(AssemblyOutline),取而代之的为制造计划MP(ManufacturingPlan),它是产品开发过程中高度数字化和并行化的结果Error!Referencesourcenotfound.。波音公司选用了功能强大的CATIA软件系统,对全部零件进行三维数字化设计和数字化预装配。同时并行地进行结构的详细设计、系统安排、分析计算、工艺规划和工装设计等工作,彻底改变传统用图纸设计制造的方法。利用达索公司提供的Delmia软件包,波音公司与其合作伙伴建立了制造工艺仿真环境,从而在真正实施制造计划前可进行仿真和确定完善的787制造工艺,有效降低了787实际生产中的错误Error!Referencesourcenotfound.。同时应用装配仿真大大减少了在实际装配中的干涉情况的出现,优化了装配路线,减少了工作量,避免了由于设计变化造成高昂的返工成本。波音公司已经实现了MBD技术从设计到制造整个流程的应用,主要体现在以下几个方面:1)在三维模型设计方面,波音公司给出了一套产品MBD数据集的建模规范;2)在工艺设计方面,波音公司根据以前的建模规范以及经验创建出完善的装配工艺设计规范,通过用工艺设计软件以及根据自己实际需要开发出新的系统以实现对工艺规划的设计,同时他们已经将Delmia仿真技术应用到实际的装配过程中去;3)在工装关联设计方面,波音公司已经可以实现工装随产品改变而做相应调整的参数化设计,这很大程度上缓解了因为模型改变