飞机装配工艺设计及其BOM重构过程磋商

作者：中航西安飞机工业集团株式会社 齐鹏斌 | 来源：科学与技能【2020年第33期】

数字化技能运用使飞机设计制造模式产生巨大变革，美国波音公司在787新型客机研制过程中，全面采取了将三维产品制造信息与三维设计信息共同定义到产品的三维数模型中，建立了三维数字化设计制造一体化集成运用体系，首创了飞机数字化设计制造的崭新模式，担保了波音787客机的研制周期和质量。

经由多年的努力，飞机数字化三维装置工艺设计技能研究也取得较快进展，实现的紧张技能路子可以概括为二类：一类因此DELMIA软件为主进行定制开拓，结合三维轻量化软件实现基于轻量化模型的工艺设计及现场可视化妆配；另一类是基于协同平台开拓以模型为核心的三维数字化工艺设计。

构型是产品某特定构型在产品生命周期中不断演化的动态过程，并以不同的视图展现出来，不管是EBOM，PBOM还是MBOM，它们均是同一产品构型的不同的视图表示形式，BOM重构与三维数字化工艺设计密切干系。

1 总装置工艺设计

1.1 内容

飞机总装置是把已制成的飞机构造部件进行对接，在机上进行各种功能装置和功能系统的安装、调度、实验及检测，使飞机成为具有翱翔功能和利用功能的完全的整体。

1）飞机构造部件的对接及对接后整流部分的安装，功能装置的安装、调度，各功能系统的安装；

2）各功能系统和装置的调度试验及检测。

1.2 特点

飞机总装置的特点是：

1）手工操作是飞机总装置作业基本方法，工厂已采取机器人进行机翼和机身对接事情，但自动化、智能化仍是努力的方向；

2）飞机总装置涉及的工种多、专业性强，而且专业间接口多、交叉多、综合程度高、技能繁芜，要有不同专业的人共同完成系统的安装、调试、检测和联试事情；

3）折衷关系繁芜是飞机总装置的技能难点，可采取三维仿真办理空间折衷问题；

4）功能调试是总装置事情的重点；

5）高完全性哀求是飞机总装置的基本任务。
不能漏装或错装任何一个装置组件，不能漏测、漏检、错检任何一个性能参数；

6）严格考验、严格操作是确保飞机高质量、高可靠性哀求的主要依据，要严格掌握多余物；

7）缩短飞机总装置周期是缩短产品总周期的主要路子。

2 部件装置工艺设计

2.1 内容

部件装置工艺设计是为部件装置供应工艺技能准备，它贯穿于飞机设计、试制及批生产的全过程。
紧张内容包括以下几个方面：

1）装置单元的划分；

2）确定装置基准和装置定位方法；

3）选择担保准确度、互换折衷装置工艺方法；

4）确定各装置元素的技能状态；

5）确定装置过程的工序、工步的装置顺序；

6）选定所需的工具、设备和工艺装备；

7）零件、标准件、材料的配套。

2.2 部件装置工艺设计的紧张事情

1）装置折衷方案；

2）装置折衷图表；

3）指令性状态表；

4）互换更换技能条件；

5）工艺装置设计技能条件；

6）零件交卸状态表；

7）装置指令；

8）装置厂房平面工艺支配图。

2.3 部件装置工艺设计的事情程序

部件装置工艺设计从产品设计阶段开始，并经历研制试制前的工艺准备、研制试制生产、小批生产、大批生产的全过程。
它的事情既有阶段性，又有连续性。
既有先后次序，又有平行交叉。

3 飞机部件对接及其关键技能

飞机部件对接是把构成飞机基本构造的各部件连接在一起，形玉成部机身、机翼或全体飞机部件。
对接事情视各种机型的详细构造和任务分工不同，可以作为部件的连续，也可以作为总装置事情的一项主要内容。

3.1 部件对接包括：

1）机身各段的对接；

2）机翼各段的对接；

3）机身与机翼的对接；

4）机身与垂直尾翼及水平尾翼的对接；

5）各操纵面与定翼面的对接；

6）各种承力整流罩对接。

3.2 部件对接方案的紧张内容

1）基准部件的选择；

2）对接顺序的确定；

3）对接定位基准及定位方法。

常用对接定位基准为：水平丈量点、对接面（含孔）或接头连接孔及定位导销孔、部件或部段件的形状。

常用对接定位方法为：分离面上的高精度孔和连接孔用导销定位；水平丈量法，通过水平丈量点将基准部件调平，通过丈量将待对接的部件或部段件调度到精确位置后，与基准部件连接；采取对接型架定位；用固定到基准部件对接面、接头孔等构造上的安装量规或安装夹具来定位对接部件或部段件；上述各种定位方法综合利用。

采取柔性对接系统进行精加工及对合。
飞机柔性装置:它与数字化技能、信息技能相结合，形成了自动化妆配技能一个新领域。
采取激光丈量技能、柔性托架自动掌握技能、移动式高速加工技能、协同掌握技能、精度场和准确度剖析等前辈技能的采取柔性对接系统，可实现飞机部件自动校准、柔性对合装置以及机身、翼面类部件的精加工等事情。

4）工装的选择和哀求

对接用的紧张工装有对接型架、对接平板、对接车、托架、悬挂、对接安装量规、夹具、模型和工艺接头。

3.3 飞机部件精准对接关键技能

飞机部件精准对接紧张事情是部件定位、部件连接,它是决定飞机整体质量的关键环节。
飞机对接过程中部件的定位精度，是决定飞机形状、整体气念头能的关键。
传统对接工艺已经不能知足飞机的哀求，必须运用新的工艺方法和技能来提高部件对接定位的精度。

1）丈量赞助装置工艺方法

丈量赞助装置法便是依赖丈量系统来赞助部件的定位，基于装置工具的数字模型，同时在装置过程中对装置工具进行实时丈量，由得到的数字量位置信息来辅导定位和调度，担保对接工艺。

该工艺方法紧张包括两点内容：

a)丈量、定位的基准体系。
与传统的刚性基准体系完备不同,它采取虚拟的基准体系，丈量、定位的基准体系是数字量、柔性化的基准体系。

b)部件对接工艺过程的数字化掌握。
运用丈量赞助装置工艺部件的定位、移动都是可调度的，在数字量的丈量、定位基准体系下，丈量到定位为数字量通报，因此，进行定位、移动调度要采取数字量输入、输出掌握，详细是采取模块化设计的机器传动装置、运用打算机掌握、数字伺服等办法，实现定位的数字化掌握。

2)飞机部件精准对接系统的组成

该系统紧张由3部分：即机器传动装置(定位器)、丈量系统、掌握系统组成。

4 以模型为核心的装置工艺方案

4.1 EBOM、PBOM和MBOM的转换

数字化条件下制造部门技能职员在EBOM（Engineering Bill Of Material，工程物料清单）根本上，结合工艺操持部门给出的工艺组合件而形成的构造树称为PBOM（Planning Bill Of Material，工艺物料清单），在PBOM根本上，依据工艺分离面划分原则，重新定义产品零组件构造关系，建立以装置为主线的工艺树形关系构造，形成MBOM（Manufacturing Bill Of Material，制造物料清单）。
MBOM重构流程，见图1所示。

图1 MBOM重构流程

4.2 以模型为核心的装置工艺方案

在系统中BOM划分由顶向下进行，前辈行总体方案，再进行详细设计。
按照工厂的生产实际和工艺哀求对设计BOM进行适当调度，形成新的BOM构造的过程，个中包括PBOM划分与MBOM划分。

5 结论

通过剖析飞机总装置工艺设计、部件装置工艺设计的内容和事情程序、部件对接各种形式的特点、装置工艺方案，旨在研究和优化数字化条件下的装置流程，基于统一的协同研制平台，更好适应飞机装置数字化生产模式和构型数据组织管理。

参 考 文 献

[1] 余志强, 陈嵩, 孙炜等． 基于MBD 的三维数模在飞机制造过程中的运用[J].航空制造技能，2009(25)：82-85.

[2] 于勇，范玉青.飞机构型管理研究与运用[J].北京航空航天算夜学学报,2005，31(3)