在飛機(jī)研制中,虛擬裝配包括設(shè)計過程、過程控制和裝配仿真三部分。
二、虛擬裝配基本設(shè)計思想及內(nèi)涵
1. 以設(shè)計為中心的虛擬裝配
以設(shè)計行牡男檳庾芭洌―esign—Centered Virtual Assembly)是指在產(chǎn)品三維數(shù)字化定義應(yīng)用于產(chǎn)品研制過程中,結(jié)合產(chǎn)品研制的具體情況,突出以設(shè)計為核心的應(yīng)用思想,這表現(xiàn)在以下三個層次。
(1)面向裝配設(shè)計(DFA) 產(chǎn)品研制過程是一項復(fù)雜的跨學(xué)科、跨部門的系統(tǒng)工程,需要在產(chǎn)品研制初期即設(shè)計階段進(jìn)行總體的協(xié)調(diào),主要是對產(chǎn)品協(xié)同工作進(jìn)程的可行性與合理性分析,并且進(jìn)行產(chǎn)品主體結(jié)構(gòu)物理裝配方案評價。傳統(tǒng)的設(shè)計過程與裝配過程嚴(yán)重脫節(jié),需要采用面向裝配設(shè)計(DFA)方法,即在設(shè)計初期把產(chǎn)品設(shè)計過程與制造裝配過程有機(jī)結(jié)合,從設(shè)計的角度來保證產(chǎn)品的可裝配性。引入面向產(chǎn)品裝配過程的設(shè)計思想,使設(shè)計的產(chǎn)品具有良好的結(jié)構(gòu),能高效地進(jìn)行物理裝配,能在產(chǎn)品研制初期使設(shè)計部門與制造部門之間更有效地協(xié)同工作。
(2)自頂向下(Top—Down)的并行產(chǎn)品設(shè)計(CPD) 基于并行產(chǎn)品設(shè)計的裝配技術(shù)支持自頂向下的設(shè)計方法,通過自頂向下的并行產(chǎn)品設(shè)計可以分層次地建立統(tǒng)一的產(chǎn)品動態(tài)電子樣機(jī)。
并行產(chǎn)品設(shè)計是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程集成、并行地進(jìn)行設(shè)計,強(qiáng)調(diào)開發(fā)人員從一開始就考慮產(chǎn)品從概念設(shè)計直至消亡的整個生命周期里的所有相關(guān)因素的影響,把一切可能產(chǎn)生的錯誤和矛盾盡可能及早發(fā)現(xiàn),以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,降低產(chǎn)品成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。并行產(chǎn)品設(shè)計的重點是多個產(chǎn)品開發(fā)組(Integrated Product Team,簡稱IPT)協(xié)同地并行設(shè)計,要求分布在不同地點、不同部門的產(chǎn)品設(shè)計工程師突出以產(chǎn)品為核心的設(shè)計思想,從不同角度、不同需求出發(fā)進(jìn)行并行設(shè)計。
(3)與Master Model相關(guān)的可制造性設(shè)計和可裝配性設(shè)計 產(chǎn)品研制不同階段的主模型(Master Model)提供了一個面向設(shè)計群體的裝配設(shè)計環(huán)境,使得設(shè)計群體中每個成員的設(shè)計從產(chǎn)品設(shè)計的開始就被有效地控制在最終產(chǎn)品可裝配的范圍之內(nèi),并且實現(xiàn)突出以產(chǎn)品為核心的設(shè)計思想,保證產(chǎn)品設(shè)計工程師的工作與整個產(chǎn)品的進(jìn)展過程相關(guān)聯(lián),部件模型的變化將只反映到相應(yīng)的裝配部件上,從而保證了模型數(shù)據(jù)的集成性,避免了設(shè)計工作的重復(fù)。同時,產(chǎn)品研制是多部門的協(xié)同工作過程,主機(jī)廠與輔機(jī)廠的合作往往受到各個企業(yè)的生產(chǎn)條件等方面的限制,結(jié)合各個企業(yè)的可生產(chǎn)能力和生產(chǎn)特性,改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計模型的可制造性、可裝配性,減少零部件模型的數(shù)量和特殊類型,減少材料種類,使用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的零部件,是非常必要的。以不同階段的Master Model為核心,可以保證產(chǎn)品研制的不同階段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完整一致,保證產(chǎn)品研制的各個部門協(xié)同工作,實現(xiàn)CAD/CAM/CAE系統(tǒng)的高度集成,有效地提高產(chǎn)品可制造性和可裝配性。