飛機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)

第1 章　引言…………………………………………………………………………… （ 1 ） 　1﹒1　國外飛機(jī)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(jié)…………………………………………………………………………… （ 10 ） 　　1﹒1﹒5　波音787———ＭＢＤ 技術(shù)的成功應(yīng)用與實(shí)踐……………………………………… （ 11 ） 　1﹒2　國內(nèi)飛機(jī)數(shù)字化并行協(xié)同研制的發(fā)展?fàn)顩r…………………………………… （ 14 ） 　1﹒3　數(shù)字化并行協(xié)同是飛機(jī)制造業(yè)發(fā)展的必由之路……………………………… （ 14 ） 　1﹒4　國內(nèi)存在的主要問題…………………………………………………………… （ 16 ） 第2 章　飛機(jī)數(shù)字化研制基本體系…………………………………………………… （ 19 ） 　2﹒1　飛機(jī)數(shù)字化研制基本體系構(gòu)建及基本要求…………………………………… （ 19 ） 　　2﹒1﹒1　飛機(jī)數(shù)字化研制基本體系……………………………………………………… （ 19 ） 　　2﹒1﹒2　飛機(jī)數(shù)字化研制基本體系要素構(gòu)成…………………………………………… （ 23 ） 　　2﹒1﹒3　飛機(jī)數(shù)字化研制基本體系集成關(guān)系…………………………………………… （ 26 ） 　2﹒2　飛機(jī)數(shù)字化研制基本體系構(gòu)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(shí)現(xiàn)飛機(jī)全機(jī)產(chǎn)品數(shù)字化定義………………………………………………… （ 36 ） 　　2﹒2﹒3　數(shù)字樣機(jī)協(xié)調(diào)取代實(shí)物樣機(jī)協(xié)調(diào)……………………………………………… （ 39 ） 　　2﹒2﹒4　物理試驗(yàn)向功能、性能數(shù)字化仿真試驗(yàn)轉(zhuǎn)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(shí)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(jī)數(shù)字化研制基本體系的保障條件與應(yīng)用模式…………………………… （ 48 ） 　　2﹒3﹒1　飛機(jī)設(shè)計(jì)所的“一個平臺， 三個中心” 建設(shè)模式……………………………… （ 48 ） 　　2﹒3﹒2　飛機(jī)制造廠的“兩個平臺， 多條數(shù)字化生產(chǎn)線” 建設(shè)模式……………………… （ 52 ） 　2﹒4　飛機(jī)數(shù)字化研制基本體系的管理要求………………………………………… （ 69 ） 　　2﹒4﹒1　構(gòu)建飛機(jī)數(shù)字化研制基本體系要實(shí)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(chǔ)上進(jìn)行流程再造………………………………… （ 70 ） 　　2﹒4﹒3　構(gòu)建飛機(jī)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(shè)計(jì)階段劃分………………………………………………………… （ 72 ） 　3﹒1　前言……………………………………………………………………………… （ 72 ） 　3﹒2　傳統(tǒng)飛機(jī)研制程序……………………………………………………………… （ 73 ） 　3﹒3　飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)流程優(yōu)化的基本思路………………………………………… （ 74 ） 3﹒3﹒1　傳統(tǒng)飛機(jī)串行研制流程的問題………………………………………………… （ 74 ） 　　3﹒3﹒2　在飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中引入并行工程……………………………………………… （ 75 ） 　　3﹒3﹒3　產(chǎn)品數(shù)字化定義技術(shù)為并行工程有效開展提供技術(shù)可能………………………… （ 77 ） 　　3﹒3﹒4　產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)是實(shí)施并行工程的基礎(chǔ)……………………………………… （ 77 ） 　　3﹒3﹒5　協(xié)同工作平臺為實(shí)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(shù)為并行工程提供技術(shù)手段…………………………… （ 78 ） 　3﹒4　民用飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)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(xiàng)論證階段………………………………………………………………… （ 79 ） 　　3﹒4﹒3　可行性論證階段……………………………………………………………… （ 80 ） 　　3﹒4﹒4　預(yù)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(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)階段、流程定義………………………………………… （ 86 ） 　　3﹒5﹒1　軍用飛機(jī)數(shù)字化研制階段劃分………………………………………………… （ 86 ） 　　3﹒5﹒2　立項(xiàng)論證階段………………………………………………………………… （ 86 ） 　　3﹒5﹒3　方案設(shè)計(jì)階段………………………………………………………………… （ 90 ） 　　3﹒5﹒4　工程研制階段………………………………………………………………… （ 98 ） 　　3﹒5﹒5　設(shè)計(jì)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(jī)研制流程的變化………………………………… （120） 　　3﹒6﹒1　初步總體方案論證階段工作內(nèi)容的變化………………………………………… （121） 　　3﹒6﹒2　初步設(shè)計(jì)階段工作內(nèi)容的變化………………………………………………… （121） 　　3﹒6﹒3　詳細(xì)初步設(shè)計(jì)工作內(nèi)容的變化………………………………………………… （124） 　　3﹒6﹒4　詳細(xì)設(shè)計(jì)（工程研制階段） 工作內(nèi)容的變化…………………………………… （124） 　　3﹒6﹒5　數(shù)字化帶來飛機(jī)研制主要工作模式的變化……………………………………… （124） 　　3﹒6﹒6　飛機(jī)數(shù)字化研制各階段工作內(nèi)容變化匯總……………………………………… （128） 第4 章　并行協(xié)同研制主流程………………………………………………………… （131） 　4﹒1　實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的并行協(xié)同研制……………………………………………………… （133） 　4﹒2　協(xié)同組織———ＩＰＴ 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)…………………………………………………… （136） 　　4﹒2﹒1　ＩＰＴ 工作目標(biāo)和技術(shù)目標(biāo)……………………………………………………… （137） 　　4﹒2﹒2?。桑校?主要工作內(nèi)容……………………………………………………………… （138） 　　4﹒2﹒3　組織方式……………………………………………………………………… （139） 　　4﹒2﹒4?。桑校?的工作要求………………………………………………………………… （143） 　　4﹒2﹒5　ＩＰＴ 組織工作辦公形式………………………………………………………… （148） 　　4﹒2﹒6?。桑校?的技術(shù)審批………………………………………………………………… （148） 　　4﹒2﹒7　ＩＰＴ 組織的總體協(xié)調(diào)規(guī)則……………………………………………………… （148） 　4﹒3　并行協(xié)同機(jī)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(shù)風(fēng)險(xiǎn)…………………………………………………………… （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(biāo)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(jī)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(guān)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(yīng)用與定制開發(fā)……………………………………… （163） 　　4﹒4﹒3　飛機(jī)技術(shù)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(xiàng)目管理的集成……………………………………………… （169） 　4﹒5　數(shù)字化的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的定義與管理……………………………………………… （170） 　　4﹒5﹒1　設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的主要內(nèi)容…………………………………………………………… （171） 　　4﹒5﹒2　設(shè)計(jì)基準(zhǔn)管理要求…………………………………………………………… （171） 　　4﹒5﹒3　設(shè)計(jì)基準(zhǔn)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(dá)方法……………………………………………………… （180） 　　4﹒6﹒5　數(shù)字化預(yù)裝配及干涉檢查的問題處理…………………………………………… （181） 　4﹒7　數(shù)字樣機(jī)構(gòu)建與裝配檢查……………………………………………………… （183） 　　4﹒7﹒1　數(shù)字樣機(jī)為核心的虛擬產(chǎn)品開發(fā)……………………………………………… （183） 　　4﹒7﹒2　數(shù)字樣機(jī)裝配仿真中心………………………………………………………… （184） 　　4﹒7﹒3　各研制階段數(shù)字樣機(jī)基本要求………………………………………………… （185） 　　4﹒7﹒4　詳細(xì)設(shè)計(jì)階段部件數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)、建模和裝配要求…………………………… （186） 　　4﹒7﹒5　數(shù)字樣機(jī)裝配檢查…………………………………………………………… （191） 　4﹒8　基于模型的全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)模型的轉(zhuǎn)變…………………………… （204） 　　4﹒8﹒2　基于模型的全三維產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輔流程要解決的問題………………………………………………… （238） 　　5﹒1﹒2　數(shù)字化環(huán)境為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輔流程帶來的新機(jī)遇…………………………………… （239） 　　5﹒1﹒3　典型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(gòu)件及構(gòu)件庫………………………………………………………………… （243） 　　5﹒2﹒3　典型構(gòu)件屬性設(shè)計(jì)…………………………………………………………… （245） 　　5﹒2﹒4　構(gòu)件庫系統(tǒng)的功能、主要應(yīng)用及使用范圍……………………………………… （254） 　　5﹒2﹒5　模型統(tǒng)一關(guān)聯(lián)………………………………………………………………… （257） 　　5﹒2﹒6　小結(jié)…………………………………………………………………………… （258） 　5﹒3　數(shù)據(jù)流…………………………………………………………………………… （259） 　　5﹒3﹒1　從主流程獲取基礎(chǔ)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(jié)…………………………………………………………………………… （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(biāo)準(zhǔn)………………………………………… （261） 　　5﹒4﹒3　與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和ＣＡＥ 應(yīng)用系統(tǒng)的銜接………………………………………… （263） 第6 章　實(shí)例…………………………………………………………………………… （264） 　6﹒1　主流程數(shù)據(jù)流…………………………………………………………………… （264） 　　6﹒1﹒1　某型飛機(jī)全機(jī)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(yīng)用實(shí)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(nèi)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(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)…………………………………………… （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(kuò)充———構(gòu)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(guān)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(guān)于工程算法及其實(shí)現(xiàn)………………………………………………………… （327） 　6﹒5　應(yīng)用示例———基礎(chǔ)有限元模型自動生成……………………………………… （328） 　　6﹒5﹒1　利用構(gòu)件庫建立全機(jī)方案階段數(shù)字樣機(jī)………………………………………… （328） 　　6﹒5﹒2　利用模型統(tǒng)一關(guān)聯(lián)系統(tǒng)建立基礎(chǔ)有限元模型…………………………………… （332） 　　6﹒5﹒3　模型輸出……………………………………………………………………… （332） 　　6﹒5﹒4　其他實(shí)例———大展弦比特征…………………………………………………… （332） 　　6﹒5﹒5　小結(jié)…………………………………………………………………………… （333） 第7 章　發(fā)展與展望…………………………………………………………………… （334） 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… （336）