飛機結構數(shù)字化協(xié)同設計

第1 章　引言…………………………………………………………………………… （ 1 ） 　1﹒1　國外飛機數(shù)字化并行協(xié)同研制的發(fā)展歷程…………………………………… （ 1 ） 　　1﹒1﹒1　段歷程———數(shù)字化產(chǎn)品定義階段…………………………………………… （ 1 ） 　　1﹒1﹒2　第二段歷程———數(shù)字化過程管理階段…………………………………………… （ 3 ） 　　1﹒1﹒3　第三段歷程———優(yōu)勢企業(yè)中心聯(lián)合階段………………………………………… （ 5 ） 　　1﹒1﹒4　小結…………………………………………………………………………… （ 10 ） 　　1﹒1﹒5　波音787———ＭＢＤ 技術的成功應用與實踐……………………………………… （ 11 ） 　1﹒2　國內飛機數(shù)字化并行協(xié)同研制的發(fā)展狀況…………………………………… （ 14 ） 　1﹒3　數(shù)字化并行協(xié)同是飛機制造業(yè)發(fā)展的必由之路……………………………… （ 14 ） 　1﹒4　國內存在的主要問題…………………………………………………………… （ 16 ） 第2 章　飛機數(shù)字化研制基本體系…………………………………………………… （ 19 ） 　2﹒1　飛機數(shù)字化研制基本體系構建及基本要求…………………………………… （ 19 ） 　　2﹒1﹒1　飛機數(shù)字化研制基本體系……………………………………………………… （ 19 ） 　　2﹒1﹒2　飛機數(shù)字化研制基本體系要素構成…………………………………………… （ 23 ） 　　2﹒1﹒3　飛機數(shù)字化研制基本體系集成關系…………………………………………… （ 26 ） 　2﹒2　飛機數(shù)字化研制基本體系構建具體方法……………………………………… （ 32 ） 　　2﹒2﹒1　并行協(xié)同的數(shù)字化研制流程…………………………………………………… （ 32 ） 　　2﹒2﹒2　實現(xiàn)飛機全機產(chǎn)品數(shù)字化定義………………………………………………… （ 36 ） 　　2﹒2﹒3　數(shù)字樣機協(xié)調取代實物樣機協(xié)調……………………………………………… （ 39 ） 　　2﹒2﹒4　物理試驗向功能、性能數(shù)字化仿真試驗轉變…………………………………… （ 39 ） 　　2﹒2﹒5　型號研制全過程產(chǎn)品數(shù)據(jù)單源管理…………………………………………… （ 41 ） 　　2﹒2﹒6　打通數(shù)字化生產(chǎn)線， 實現(xiàn)數(shù)字化制造…………………………………………… （ 43 ） 　　2﹒2﹒7　提升數(shù)字化生產(chǎn)管控能力……………………………………………………… （ 47 ） 　2﹒3　飛機數(shù)字化研制基本體系的保障條件與應用模式…………………………… （ 48 ） 　　2﹒3﹒1　飛機設計所的“一個平臺， 三個中心” 建設模式……………………………… （ 48 ） 　　2﹒3﹒2　飛機制造廠的“兩個平臺， 多條數(shù)字化生產(chǎn)線” 建設模式……………………… （ 52 ） 　2﹒4　飛機數(shù)字化研制基本體系的管理要求………………………………………… （ 69 ） 　　2﹒4﹒1　構建飛機數(shù)字化研制基本體系要實現(xiàn)體制和文化的變革………………………… （ 69 ） 　　2﹒4﹒2　要基于對專業(yè)的深入分析基礎上進行流程再造………………………………… （ 70 ） 　　2﹒4﹒3　構建飛機數(shù)字化研制基本體系是“一把手” 工程……………………………… （ 70 ） 第3 章　數(shù)字化設計階段劃分………………………………………………………… （ 72 ） 　3﹒1　前言……………………………………………………………………………… （ 72 ） 　3﹒2　傳統(tǒng)飛機研制程序……………………………………………………………… （ 73 ） 　3﹒3　飛機數(shù)字化設計流程優(yōu)化的基本思路………………………………………… （ 74 ） 3﹒3﹒1　傳統(tǒng)飛機串行研制流程的問題………………………………………………… （ 74 ） 　　3﹒3﹒2　在飛機設計過程中引入并行工程……………………………………………… （ 75 ） 　　3﹒3﹒3　產(chǎn)品數(shù)字化定義技術為并行工程有效開展提供技術可能………………………… （ 77 ） 　　3﹒3﹒4　產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術是實施并行工程的基礎……………………………………… （ 77 ） 　　3﹒3﹒5　協(xié)同工作平臺為實施并行工程提供必要支持環(huán)境……………………………… （ 77 ） 　　3﹒3﹒6　數(shù)字化功能性能仿真技術為并行工程提供技術手段…………………………… （ 78 ） 　3﹒4　民用飛機數(shù)字化設計階段、流程定義………………………………………… （ 78 ） 　　3﹒4﹒1　民用飛數(shù)字化研制階段劃分…………………………………………………… （ 78 ） 　　3﹒4﹒2　立項論證階段………………………………………………………………… （ 79 ） 　　3﹒4﹒3　可行性論證階段……………………………………………………………… （ 80 ） 　　3﹒4﹒4　預發(fā)展階段…………………………………………………………………… （ 81 ） 　　3﹒4﹒5　工程發(fā)展階段………………………………………………………………… （ 83 ） 　　3﹒4﹒6　產(chǎn)業(yè)化階段…………………………………………………………………… （ 85 ） 　3﹒5　軍用飛機數(shù)字化設計階段、流程定義………………………………………… （ 86 ） 　　3﹒5﹒1　軍用飛機數(shù)字化研制階段劃分………………………………………………… （ 86 ） 　　3﹒5﹒2　立項論證階段………………………………………………………………… （ 86 ） 　　3﹒5﹒3　方案設計階段………………………………………………………………… （ 90 ） 　　3﹒5﹒4　工程研制階段………………………………………………………………… （ 98 ） 　　3﹒5﹒5　設計定型階段………………………………………………………………… （108） 　　3﹒5﹒6　生產(chǎn)定型階段………………………………………………………………… （114） 　　3﹒5﹒7　批量生產(chǎn)階段………………………………………………………………… （117） 　3﹒6　數(shù)字化和并行工程帶來飛機研制流程的變化………………………………… （120） 　　3﹒6﹒1　初步總體方案論證階段工作內容的變化………………………………………… （121） 　　3﹒6﹒2　初步設計階段工作內容的變化………………………………………………… （121） 　　3﹒6﹒3　詳細初步設計工作內容的變化………………………………………………… （124） 　　3﹒6﹒4　詳細設計（工程研制階段） 工作內容的變化…………………………………… （124） 　　3﹒6﹒5　數(shù)字化帶來飛機研制主要工作模式的變化……………………………………… （124） 　　3﹒6﹒6　飛機數(shù)字化研制各階段工作內容變化匯總……………………………………… （128） 第4 章　并行協(xié)同研制主流程………………………………………………………… （131） 　4﹒1　實現(xiàn)飛機的并行協(xié)同研制……………………………………………………… （133） 　4﹒2　協(xié)同組織———ＩＰＴ 項目團隊…………………………………………………… （136） 　　4﹒2﹒1?。桑校?工作目標和技術目標……………………………………………………… （137） 　　4﹒2﹒2?。桑校?主要工作內容……………………………………………………………… （138） 　　4﹒2﹒3　組織方式……………………………………………………………………… （139） 　　4﹒2﹒4?。桑校?的工作要求………………………………………………………………… （143） 　　4﹒2﹒5?。桑校?組織工作辦公形式………………………………………………………… （148） 　　4﹒2﹒6?。桑校?的技術審批………………………………………………………………… （148） 　　4﹒2﹒7?。桑校?組織的總體協(xié)調規(guī)則……………………………………………………… （148） 　4﹒3　并行協(xié)同機制———產(chǎn)品成熟度分級定義與管理……………………………… （151） 　4﹒3﹒1　并行工作的技術風險…………………………………………………………… （151） 　　4﹒3﹒2　產(chǎn)品數(shù)據(jù)成熟度的概念和原理………………………………………………… （153） 　　4﹒3﹒3　產(chǎn)品數(shù)據(jù)成熟度分級定義規(guī)范………………………………………………… （154） 　　4﹒3﹒4　成熟度狀態(tài)的標識和管理……………………………………………………… （157） 　　4﹒3﹒5　成熟度的提升與降級規(guī)則……………………………………………………… （158） 　　4﹒3﹒6　飛機數(shù)字化研制階段劃分與產(chǎn)品數(shù)據(jù)成熟度定義的關系………………………… （161） 　4﹒4　并行協(xié)同環(huán)境———單源產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理………………………………………… （161） 　　4﹒4﹒1　產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方式的變革……………………………………………………… （161） 　　4﹒4﹒2　產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基本應用與定制開發(fā)……………………………………… （163） 　　4﹒4﹒3　飛機技術狀態(tài)管理系統(tǒng)開發(fā)…………………………………………………… （165） 　　4﹒4﹒4　產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)打包…………………………………………………………… （168） 　　4﹒4﹒5　產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與項目管理的集成……………………………………………… （169） 　4﹒5　數(shù)字化的設計基準的定義與管理……………………………………………… （170） 　　4﹒5﹒1　設計基準的主要內容…………………………………………………………… （171） 　　4﹒5﹒2　設計基準管理要求…………………………………………………………… （171） 　　4﹒5﹒3　設計基準的發(fā)放、使用及更改………………………………………………… （171） 　4﹒6　面向制造的并行產(chǎn)品數(shù)字化定義……………………………………………… （173） 　　4﹒6﹒1　面向制造簡化建模的理論分析………………………………………………… （174） 　　4﹒6﹒2　面向制造的零件數(shù)模曲面簡化原則…………………………………………… （176） 　　4﹒6﹒3　圓角、倒角、孔和螺紋的簡化原則…………………………………………… （178） 　　4﹒6﹒4　緊固件的數(shù)字化表達方法……………………………………………………… （180） 　　4﹒6﹒5　數(shù)字化預裝配及干涉檢查的問題處理…………………………………………… （181） 　4﹒7　數(shù)字樣機構建與裝配檢查……………………………………………………… （183） 　　4﹒7﹒1　數(shù)字樣機為核心的虛擬產(chǎn)品開發(fā)……………………………………………… （183） 　　4﹒7﹒2　數(shù)字樣機裝配仿真中心………………………………………………………… （184） 　　4﹒7﹒3　各研制階段數(shù)字樣機基本要求………………………………………………… （185） 　　4﹒7﹒4　詳細設計階段部件數(shù)字樣機設計、建模和裝配要求…………………………… （186） 　　4﹒7﹒5　數(shù)字樣機裝配檢查…………………………………………………………… （191） 　4﹒8　基于模型的全三維數(shù)字化設計及制造協(xié)同…………………………………… （204） 　　4﹒8﹒1　二維／三維混合模式向全三維數(shù)字化設計模型的轉變…………………………… （204） 　　4﹒8﹒2　基于模型的全三維產(chǎn)品數(shù)字化設計方法和設計工具…………………………… （205） 　　4﹒8﹒3　全三維數(shù)字化模型信息的管理………………………………………………… （230） 第5 章　輔流程………………………………………………………………………… （238） 　5﹒1　典型流程………………………………………………………………………… （238） 　　5﹒1﹒1　結構設計輔流程要解決的問題………………………………………………… （238） 　　5﹒1﹒2　數(shù)字化環(huán)境為結構設計輔流程帶來的新機遇…………………………………… （239） 　　5﹒1﹒3　典型的結構設計輔流程………………………………………………………… （241） 　5﹒2　與主流程的集成………………………………………………………………… （242） 5﹒2﹒1　在主輔流程間建立數(shù)據(jù)交換的橋梁…………………………………………… （242） 5﹒2﹒2　構件及構件庫………………………………………………………………… （243） 　　5﹒2﹒3　典型構件屬性設計…………………………………………………………… （245） 　　5﹒2﹒4　構件庫系統(tǒng)的功能、主要應用及使用范圍……………………………………… （254） 　　5﹒2﹒5　模型統(tǒng)一關聯(lián)………………………………………………………………… （257） 　　5﹒2﹒6　小結…………………………………………………………………………… （258） 　5﹒3　數(shù)據(jù)流…………………………………………………………………………… （259） 　　5﹒3﹒1　從主流程獲取基礎數(shù)據(jù)………………………………………………………… （259） 　　5﹒3﹒2　建立數(shù)據(jù)定義模板定義功能、性能仿真數(shù)據(jù)…………………………………… （259） 　　5﹒3﹒3　模型輸出———從統(tǒng)一模型中獲取數(shù)據(jù)…………………………………………… （260） 　　5﹒3﹒4　數(shù)據(jù)更新……………………………………………………………………… （260） 　　5﹒3﹒5　小結…………………………………………………………………………… （260） 　5﹒4　數(shù)據(jù)接口………………………………………………………………………… （261） 　　5﹒4﹒1　主輔流程的數(shù)據(jù)交換…………………………………………………………… （261） 　　5﹒4﹒2　統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式———專業(yè)間數(shù)據(jù)交換標準………………………………………… （261） 　　5﹒4﹒3　與基礎數(shù)據(jù)庫和ＣＡＥ 應用系統(tǒng)的銜接………………………………………… （263） 第6 章　實例…………………………………………………………………………… （264） 　6﹒1　主流程數(shù)據(jù)流…………………………………………………………………… （264） 　　6﹒1﹒1　某型飛機全機數(shù)字化并行協(xié)同研制…………………………………………… （264） 　　6﹒1﹒2　產(chǎn)品數(shù)據(jù)成熟度分級定義與管理應用實例……………………………………… （271） 　6﹒2　輔流程數(shù)據(jù)流…………………………………………………………………… （282） 　　6﹒2﹒1　專業(yè)間輔流程的數(shù)據(jù)交換……………………………………………………… （282） 　　6﹒2﹒2　專業(yè)內輔流程的數(shù)據(jù)交換……………………………………………………… （287） 　　6﹒2﹒3　典型輔流程數(shù)據(jù)流———結構方案設計…………………………………………… （287） 　6﹒3　主輔流程協(xié)同數(shù)據(jù)流…………………………………………………………… （289） 　　6﹒3﹒1　主流程數(shù)據(jù)定義的擴充———構件庫系統(tǒng)………………………………………… （289） 　　6﹒3﹒2　主輔流程的數(shù)據(jù)加工、定義及管理———模型統(tǒng)一關聯(lián)系統(tǒng)……………………… （301） 　　6﹒3﹒3　主輔流程數(shù)據(jù)的協(xié)同———雙向更新…………………………………………… （317） 　6﹒4　知識重用………………………………………………………………………… （324） 　　6﹒4﹒1　伴隨知識的使用……………………………………………………………… （325） 　　6﹒4﹒2　關于工程算法及其實現(xiàn)………………………………………………………… （327） 　6﹒5　應用示例———基礎有限元模型自動生成……………………………………… （328） 　　6﹒5﹒1　利用構件庫建立全機方案階段數(shù)字樣機………………………………………… （328） 　　6﹒5﹒2　利用模型統(tǒng)一關聯(lián)系統(tǒng)建立基礎有限元模型…………………………………… （332） 　　6﹒5﹒3　模型輸出……………………………………………………………………… （332） 　　6﹒5﹒4　其他實例———大展弦比特征…………………………………………………… （332） 　　6﹒5﹒5　小結…………………………………………………………………………… （333） 第7 章　發(fā)展與展望…………………………………………………………………… （334） 參考文獻……………………………………………………………………………… （336）