MBD技术在国内外航空制造业的应用对比浅析

更新时间:2024-03-01 10:01:04 阅读：评论：0

2024年3月1日发(作者：老舍的简介)

随着全球航空产业技术的不断提升，飞机制造技术正向全数字化的设计、制造、试验一体化的方向发展，我国航空制造企业正面临着前所未有的挑战。数字化协同设计制造技术是我国航空产业试图变革的关键技术之一，文章比较了飞机研制过程中的MBD（Model Bad Definition，基于模型定义）技术在国内外航空企业数字化协同制造中的发展及应用，指出了国内航空企业实施该技术过程中存在的问题。

标签：数字化技术；MBD；航空制造

基于模型定义（MBD），也被称为数字化产品定义（DPD，Digital Product

Definition），是用一个集成的三维实体模型来完整地表达产品定义信息的方法，其核心概念体现在三维的产品模型是传递所有产品细节信息的最适合的媒介。飞机产品制造数字化过程的实质是对产品进行数字化建模定义、从上游到下游的数据传递、延拓和处理的过程。飞机产品的最终形成可以看作是设计数据到制造工艺的物质体现。三维模型包含了二维图纸所不具备的详细形状信息，而仅靠三维模型，往往难以进行产品生产和检验，也就是说，三维模型中没有以让技术人员立刻明白的方式，将生产技术、模具设计与生产、部件加工、部件与产品检验等添加进来。MBD正是实现产品数字化定义的技术手段，使三维模型作为生产制造过程中的唯一数据源，即用三维数字化定义工具定义出能够为下游各应用环节所使用的准确、完整、规范和有效的产品信息，改变了以工程图纸为主三维实体模型为辅的传统方法，是转变产品研制体系的技术基础，更是实现产品数字化的必要手段。

2 国外发达航空企业MBD技术的应用现状

在国外，发达航空企业飞机制造技术的发展已发生本质的变化，波音、空客和洛·马公司都已经实现了数字化装配，在飞机制造数字化技术应用领域取得了巨大成功。波音公司于2003年制定MBD应用标准规范与此同时开发相应的应用软件（把CAD软件CATIA嵌入产品数据管理软件LCA中），并与Delmia集成，立即应用于波音787新型客机的研制过程中，全面采用了MBD技术，以三维实体模型作为唯一的制造依据标准，建立了从产品数字化定义到数字化制造检测装配的一体化集成模式，缩短了研制周期并取得重大成功。MBD技术将新机型的研制带入一个新的时代。

3 国内航空制造产品数字化现状

在国内，大部分航空制造企业在研型号项目中，仍处于产品数字化定义的第三阶段，采用“数字样机+2D数字化图纸+物料表”的制造管理模式，这种方式造成的诸多缺点导致数据从设计到制造的传递过程管理复杂、效率低。与国外航空企业MBD的应用相比，国内数字化制造技术发展迅速，但仍然存在根本的差距，主要表现在三维数字化技术并没有贯穿于整个飞机研制过程中，基于MBD技术

的集成模式仍处于探索阶段。

4 MBD技术实施的若干问题

4.1 设计与制造分离

国内航空制造业大都是厂所分离的状态，设计、工艺分属不同单位，设计人员不干涉制造工艺，工艺人员自行编制生产流程，导致MBD在国内应用方面违背了其从设计到加工一体化流程的定义。

4.2 相关技术人员缺乏

基于MBD技术的流程一体化模式，需要相关技术人员也要具备飞机制造过程中的一体化管理水平和技术能力。目前来说，设计人员中欠缺起码的工艺知识，工艺技术人员亦缺乏设计判断能力，造成很大的不便。严重缺乏能够应用MBD技术的航空技术人员。

4.3 MBD产品检验落后

基于MBD的产品检测是三维数字图形转换为测量机等数字化设备能够识别的数字信息的技术方法，并基于MBD的三维设计数模、工艺数模和检测方案为依据的数字化产品检验。国内的检测工艺相对落后导致MBD加工出的产品很难进行尺寸公差测量，导致后期质检部门工作难度加大。

4.4 标准制定不一

目前国内航空制造业没有统一的MBD标准，在协同制造中普遍存在工艺设计目的不明、业务范围划分不清，主要原因是由于无相应的标准可依。

5 结束语

MBD是航空产业数字化技术发展的新阶段和必然趋势，通过与国外航空企业成功的应用现状相比较，我国航空制造业试图改进变革，还要有段艰难的路要走。