以数字化设计制造技术为核心,重点突破三维数字化产品定义(DPD)、虚拟装配、产品数据管理(PDM)、并行工程(CE)等四个方面的技术在航空工业飞机研制中的应用,并探讨建立新型号飞机多厂所联合研制系统相应的运行机制和管理制度。解决型号研制中信息集成和过程集成的关键,最终使我国飞机研制的水平和能力有一个较大的提高。
以国际标准为模板,建立科学的数字化技术应用体系。学习贯彻国标、国军标和航标中有关计算机应用的规范、标准,进而结合飞机设计所的特点建立自己的规范体系。编写、补充、完善所内有关计算机和CAD技术应用的规章制度和技术标准。
应用VPM(虚拟产品管理软件)实施贯穿飞机设计周期的PDM产品数据管理,实现分布式、异地飞机产品的数字化构型控制,数字化产品定义的审批、发放和更改流程控制。
数字化技术培训,采用自己培训、国内委托培训和送国外培训等多种方式,全面多层次培训各类CAD、CAE、PDM等应用技术人员。组织飞机设计专业人员学习软件工程理论。
全面推广应用数字化管理技术,提升办公自动化应用水平,最终将型号管理、数据管理、OA、资源共享、应用服务等纳入同一个平台体系。
我国从“六五”“七五”开始到现在,已经走过了数字化技术研究、数字化技术中关键应用软件开发和数字化技术推广应用几个阶段,我所在军、民用飞机研制中技术的应用也遵从了这个规律。在飞豹飞机的研制中,我所主要是通过课题研究推动数字化技术应用,并注重于技术的先进性和实用性,注重于采用国内外先进技术为型号研制服务。
4.数字化技术的最新发展与对策
现代集成制造系统(CIMS)将是新时代航空工业技术的发展方向,新一代航空器都是采用一体化、信息化、综合化和智能化的设计。美国波音777飞机是民用飞机研制首次使用并行工程和无纸设计技术的典范。由于采用了数字化设计制造技术,大大缩短了研制周期,大幅度降低生产成本,其产品质量也是传统方式难以达到的,被认为是“最先进、最舒适和维护使用性能最好”的飞机。
美国联合攻击战斗机(JSF)是20世纪最后一个重大的军用飞机研制和采购项目。在波音公司和洛克希德•马丁公司的竞争中,洛克希德•马丁公司最终胜出并取得了这笔价值1890亿美元的巨额合同。
JSF不仅是多年来第一种满足多军种使用需要(既通用性)的战斗机,还是第一种在一条生产线上生产的具有多种配置(既多变性)的战斗机。JSF包括三种类型的飞机,一种是空军常规起落型(CTOL),另一钟是美国海军的舰载型(CV),最后是美国海军陆战队和英国皇家海军用的短距起飞垂直着陆型(STOVL)。
为使洛克西德-马丁公司为主的全球50家企业可以协同设计、制造、测试、部署以及跟踪JSF整个项目的开发,从而按时完成JSF合同。洛克西德-马丁公司没有采用SAP的ERP系统,重新改组公司的流程,而采用了EDS公司的全生命周期管理(PLM)软件为集成平台,构建了全球性的虚拟企业。

图2 JSF信息技术体系结构
如上图所示。由于JSF产品的复杂性,只有采用数字化生产方式才能作到。它是以数字化为基础,以项目为龙头,构建全球性虚拟企业,组成最优能力中心,以此来增强项目和企业的灵活性和敏捷性。
上图中,JSF的数字化技术包括以下几个方面:基于Web的数据交换和共享,它的数字化体系由四个平台组成,既集成平台,网络平台,业务平台和商务平台。
集成平台采用TEAMCENTER产品全生命周期管理软件(PLM);
网络平台采用VPN、LAN、WAN 、Internet和各种应用系统组成的应用平台。
业务平台由各种应用软件构成,如:文档管理,虚拟现实,材料管理,零件管理,CAD设计软件及相关接口,数字化工厂的设计仿真软件包,企业资源计划和工厂管理软件。
商务平台包括为用户提供访问其他系统数据的各类接口。
另外,整个JSF项目本身的软件数量也是前所未有的,估计有一千五百万行代码将对飞机提供支持,其中机载软件约六百万行,九百万行用于地面部分。要启动这个软件体系需要准备好35个软件进程和大约400个软件工具。从这个意义上讲,JSF飞机是一个“会飞的计算机”。
从JSF飞机的数字化发展来看,数字化从根本上改变了现行的设计制造管理的方式、方法和手段,必将推动制造业的技术革命。它的思路对中国航空工业的数字化有一定程度的参考价值。