发展趋势：5.1.3版的航天航空数字设计制造技术

航天航空制造业，尤其体现在高性能运载火箭和航天器等大项目的发展上，其产品非常复杂，它具有涉及专业面广、设计更改频繁、对重量要求苛刻、空间十分紧凑、零部件数量巨大、系统布置密集、外形要求严格、内部结构复杂等特点。迫切需要应用数字化制造技术从根本上来改变传统的产品研制模式、方法和过程，大幅度地提高航天型号产品的研制质量、缩短研制周期和降低成本，对科技进步和创新具有广泛、持久的牵引作用。需要各种单项制造技术的精通应用，还需要从制造的全过程出发，对制造的协同、工艺能力、制造能力、质量管控能力等提出了更高要求。近十余年来，以波音、洛·马和ATK公司为代表的航天制造业数字化技术应用有了飞速的发展，航天航空制造业的数字化发展方向体现在以下几个方面。

1）跨地域协同创新研发模式

基于视频与网络的跨地域协同研制已经成为国际航天航空行业产品开发与生产的主要模式。以空客为例，其在多国进行异地专业化联合设计，采用跨国异地设计/制造/管理的信息平台，进行长期、复杂、庞大、异地的项目协同，大大提高了产品的设计与制造效率。

航天型号产品研制是协同发展的大型科研生产联合体，新机研制的航天器设计、制造、装配、试验和管理等过程所涉及的行业多、业务面广、流程长、数据量大、协同要求高，同时需要充分利用了设计制造之间的资源优势，进行能力互补。异地间的协同工作模式对协同工作环境提出了新的要求，特别是新型号全面采用三维设计，电子数据生效后，如何异地管理和应用三维设计数据，充分利用这些数据进行工艺准备、提前进行加工和仿真，需要成熟可靠的异地协同解决方案。

2）基于模型定义的制造技术

基于模型定义的内容包括功能模型（性能模型）、空间模型（几何模型）、制造模型（工艺模型）和支持模型（维护模型）等，基于模型定义的制造技术，它仅涉及产品的几何模型和制造模型的并行数字化定义的内容，它是产品设计、制造和维护的纵向协同数字化设计结果。

新的MBD技术体系使CAD系统与产品数据管理系统高度集成，使产品数据集和它相应的零件表的管理融为一体。这样，MBD技术体系无论从产品定义内容上到数据组织管理与控制上都有着质的飞跃。(www.xing528.com)

3）建立基于三维的全过程数字化制造系统

数字化工厂将数字技术应用于航天航空产品的工艺规划和实际的制造过程中，通过信息建模、仿真分析和信息处理来改进制造工艺，提高产品制造技术优势和生产能力，提高制造效率和质量、降低制造成本。

例如，在航天器总装过程中，零部件的装配作业和部件对接总装配一直是航天器生产过程中最费时费力的一个重要环节。据统计，航天器装配成本在产品总成本中的比重可达40 %，装配工作量一般约占产品工作量的一半。通过数字化互换协调方法、大尺度数字化测量系统、装配型架结构的简化、多种数字化自动钻铆系统、装配过程的数字化仿真技术等先进技术综合应用到航天器装配中，相应地形成了航天器数字化装配技术体系，并且已经在波音、ATK和洛·马等公司中得到了很好的应用，提高制造效率和质量、降低制造成本。

4）提升制造知识的积累和质量追溯

目前，航天航空企业都先后开展和实施了数字化制造平台的建设。但由于起步较晚、缺少经验，PDM、工艺设计管理、ERP、 MES等系统之间的集成度很低，使得工艺、生产、质量等领域信息相互独立，数据格式没有统一标准，造成型号产品研制各阶段信息流通不畅，无法打通设计、工艺、制造、试验和质量数据链路的协同环境。需要实现制造数据的集中管理，从三维设计领域应用向三维设计、工艺、制造、装配一体化的应用范围扩展，支持与其他制造平台的有效数据集成，实现单一数据源，形成数字化制造体系框架，建立全闭环的尺寸质量管理体系，实现提高产品质量，缩短研制周期的目的。