[摘 要] 虛擬裝配技術(shù)是在虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境下，完成對(duì)產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)進(jìn)程控制并進(jìn)行具體模型定義與分析的過(guò)程。它可有效支持自頂向下的并行產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及與Master Model相關(guān)的可制造性設(shè)計(jì)和可裝配性設(shè)計(jì)，以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。本文在分析了虛擬裝配技術(shù)基本思想后，提出了在飛機(jī)設(shè)計(jì)中實(shí)施虛擬裝配技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)環(huán)境以及具體的實(shí)施方法和途徑。
一、引言
近年來(lái)，世界航空制造業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，為了適應(yīng)變化迅速的市場(chǎng)需求，產(chǎn)品研制周期、質(zhì)量、成本、服務(wù)是每一個(gè)現(xiàn)代企業(yè)必須面對(duì)的問(wèn)題。近20年來(lái)的實(shí)踐證明，將信息技術(shù)應(yīng)用于新產(chǎn)品研制以及實(shí)施途徑的改造，是現(xiàn)代化企業(yè)生存、發(fā)展的必由之路。同時(shí)，人們逐步認(rèn)識(shí)到先進(jìn)的產(chǎn)品研制方法、手段以及實(shí)施途徑，實(shí)際上是產(chǎn)品研制質(zhì)量、成本、設(shè)計(jì)周期等方面最有利的保證。以波音公司為例，在數(shù)字化代表產(chǎn)品——波音777的展示中，不像以往那樣重點(diǎn)宣傳新型飛機(jī)本身性能如何優(yōu)越，而是強(qiáng)調(diào)他們充分利用數(shù)字化研制技術(shù)以及產(chǎn)品研發(fā)人員的重新編隊(duì)等方面。波音777飛機(jī)項(xiàng)目順利完成的關(guān)鍵是依賴三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與綜合設(shè)計(jì)隊(duì)伍（238個(gè)Team）的有效實(shí)施，保證飛機(jī)設(shè)計(jì)、裝配、測(cè)試以及試飛均在計(jì)算機(jī)上完成。研制周期從過(guò)去的8年時(shí)間縮減到5年，其中虛擬裝配的工程設(shè)計(jì)思想在研制過(guò)程中發(fā)揮了巨大的作用。
“虛擬裝配”（Virtual Assembly）是產(chǎn)品數(shù)字化定義中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在虛擬技術(shù)領(lǐng)域和仿真領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用研究。到底什么是虛擬裝配？它的內(nèi)涵是什么？這些至今仍然是人們討論的問(wèn)題。很多人曾經(jīng)為虛擬裝配進(jìn)行定義，比較有代表性的有兩個(gè)。
(1) 虛擬裝配是一種零件模型按約束關(guān)系進(jìn)行重新定位的過(guò)程，是有效分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理性的一種手段。該定義強(qiáng)調(diào)虛擬裝配技術(shù)是一種模型重新進(jìn)行定位、分析過(guò)程。
(2) 虛擬裝配是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的形狀特性、精度特性，真實(shí)地模擬產(chǎn)品三維裝配過(guò)程，并允許用戶以交互方式控制產(chǎn)品的三維真實(shí)模擬裝配過(guò)程，以檢驗(yàn)產(chǎn)品的可裝配性。該定義著眼于產(chǎn)品物理裝配過(guò)程的仿真過(guò)程，體現(xiàn)的思想也是一種分析過(guò)程。
顯然，上述定義強(qiáng)調(diào)的方面是不同的，但是作為一項(xiàng)新概念、新技術(shù)的提出與實(shí)施，必須與具體的行業(yè)設(shè)計(jì)特性相結(jié)合才具有實(shí)際的意義，才能具有真正的內(nèi)涵。因此，本文結(jié)合飛機(jī)研制的特點(diǎn)，給出如下的定義：虛擬裝配是在計(jì)算機(jī)上完成飛機(jī)零部件的實(shí)體造型，進(jìn)行計(jì)算機(jī)裝配、干涉分析等多次協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并通過(guò)統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)三維設(shè)計(jì)過(guò)程與飛機(jī)零部件制造、裝配過(guò)程的高度統(tǒng)一。虛擬裝配技術(shù)在飛機(jī)的應(yīng)用研究中，是一種全新的設(shè)計(jì)概念，它為飛機(jī)研制提供了一種新的設(shè)計(jì)方法與實(shí)施途徑，它的成功依賴于對(duì)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)進(jìn)程的控制。同時(shí)，飛機(jī)零部件模型數(shù)據(jù)的合理流動(dòng)與彼此共享是實(shí)現(xiàn)虛擬裝配技術(shù)的基礎(chǔ)。
