航空制造领域中三维工艺技术的应用

    随着信息化技术的不断发展，发达国家的飞机制造企业通过三维数字化技术的应用有效提升了工艺设计水平，解决了在航空产品数字化工艺设计、制造方面的标准统一和系统整合等问题，保证了业务应用系统基础数据的一致性和规范性。国内飞机制造企业经过长期的三维工艺设计与仿真、CAX/CAPP/MES系统集成等技术的研究，突破了基于模型的定义（MBD）、三维工艺设计可视化、三维装配过程仿真验证及优化、三维工作指令的创建、发放及浏览、多系统集成和业务流程优化等关键技术瓶颈，构建了体系完整的、能支撑装配、机加、钣金、冶金等各类工艺设计业务需求的三维化、系统化、集成化的企业级数字化工艺设计平台，实现了传统二维工艺设计制造体系向三维数字化工艺设计制造体系的成功转型。

二维工艺设计

    工艺设计是连接设计和生产的桥梁，传统二维环境下，工艺设计工作是依托于设计发放的二维工程图，在CAPP系统中开展工艺设计、配套表及工艺卡片编制及流程签审等工作，再以纸质工艺卡片形式下发至生产单位，加上生产现场配套的操作说明、安全规程等纸质文件，最终指导生产人员加工制造的工艺体系。其核心还未跳出二维平面工艺设计的束缚，缺乏形象化的、三维空间化进行工艺设计的功能。

    在整个产品设计制造的信息传递过程中，由于设计人员、工艺人员、生产人员不断进行着二维、三维的重构，造成了巨大的时间浪费和诸多的理解歧义；设计人员以三维方式完成产品设计，将其转化为二维图纸，作为合法文件发放给制造部门；工艺人员拿到二维图纸后，首先必须理解原始设计意图，将二维设计图纸在思维中还原为三维模型，再编制出指导生产作业的二维工艺指令，生产人员拿到二维工程指令之后，需再次将二维图纸及工艺指令还原为三维模型及三维工艺过程，以理解产品和工艺人员的设计意图，这个从设计到工艺再到生产的过程数据传递量大、周期长（如图1所示），极易出现由于设计、工艺及生产人员对于二维、三维信息理解不同而导致意图表达不清，甚至理解完全错误的危险。

图1 产品描述信息传递与转化过程

三维工艺设计

    三维工艺设计面向飞机工艺研制全过程，包括工艺方案策划与三维工艺详细设计各个阶段中相关的业务工作。

    1.工艺方案策划

    飞机总体设计阶段，制造企业已开始进行工艺总方案设计，并通过采用基于成熟度的协同工艺审查的方法，依据设计成果，同步展开后续工艺策划工作，包括装配协调、零件制造技术、工艺分离面、部件装配图表等一系列工艺指导性文件的定义与编制。