飞机数字化设计的质量控制要求

　　摘要：数字化技术在飞机制造设计中的应用，进一步提升了飞机装配制造的科学性与精准性，但同时也在其质量控制方面提出了更为严格的要求，需要于产品设计之时对整个设计过程进行规范，明确具体的行为准则，在行为准则的约束下确保产品数字化设计的科学性。同时还应通过设计过程及结果检测准则的制定，为质量控制提供依据，并确保检测评估及审批程序与规定标准的一致性。为此，文章围绕数字化产品的设计质量、产品数据管理质量、数字化设计环境三方面的质量控制要求展开本文的论述。

　　数字化设计是将数字化技术融合于设计环节，此种设计方式诞生于上世纪90 年代的美国。可在CAD 以及CAM 系统支持下，通过数字化的三维立体设计及预装配方式设计完成飞机零件的结构设计，可完成系统协调及数据分析、工艺及工装设计等环节，不仅可提高飞机研制效率，减少劳动量，也可提升设计科学性，避免二次返工，可打造出更加优质与精密的飞机零件。因数字化技术涵盖技术类别众多，因而加强质量控制是数字化设计有效实现的重要保障。

　　一、飞机数字化产品设计方面的质量控制要求

　　（一）控制好产品定义的质量

　　模型定义是数字化产品制造各环节信息的主要提供来源，是产品设计、工装及装配的基础所在。产品定义质量控制时，一要以数字化产品定义的设计要求作为设计依据，根据CAD 建模要求构建三维数据模型，要精准展示产品零件尺寸，直观展现其外表，且应结合装配及制造各个环节实现科学设计。二要以相应要求为依据明确三维数据模型标识，根据命名规则确定模型名称，利用多种颜色标识不同的模型元素，确保颜色应用符合模型标识规定。三要保障模型信息的完整性，确保其中既涵盖几何信息，也包含必要的非几何信息。四要严格审查数据模型构建质量，应以规定要求作为三维模型技术及标准的审查依据，且应于审查完成后详细填写审签记录单。以三维模型技术内容为依据进行二维图样的生成，且要保证其与设计图样管理规定相一致。四要强化数据管理，加强设计中的三维模型控制，结合产品数据管理要求实现数据的科学控制。

　　（二）加强产品预装配的质量控制

　　三维预装配是数据模型发放前的必经环节，既要协调好设计，也要采取必要的干涉性检测，从而提升数据模型与三维模型检查要求的一致性。首先要详细分析功能及装配间的内在关联，并以此为依据完成三维模型的预装配分析。设计好三维模型后，还要装配组件及部件级，从而明确预定功能及装配间的关系。其次，要严格检测零件协调性，确保与预装配协调要求及干涉检查标准相一致。此外，还要严谨分析零件的装配性及工艺性，并要加强产品维修性及可拆装性的检查。

　　（三）强化数字样机质量控制力度

　　应结合飞机数字样机定义要求明确不同阶段、不同类型数字样机的具体功能，确定其结构组成，且要基于软件环境状态完成数字样机设计，确保其与设计要求相一致，从而提升装配时的质量可控性。应结合数据管理规定实施数管理，强化产品数据管理效果。此外，应结合飞机设计工程需求，对整个飞机及不同阶段的数字样机展开空间分析，检查其人机功效。明确系统及结构之间是否存在相互影响。应于飞机设计的同时完成数字样机评审工作，以评审要求为依据进行评审，评审后要出具全机及各阶段数字样机的模型评审报告。

　　二、飞机数字化产品的数据管理质量控制要求

　　（一）严格控制产品结构树及数据属性

　　应以产品数据管理环境要求为基准，结合产品结构建设要求，根据设计图样及技术文件制作完成产品结构树的建立，需要明确项目及相关对象间的具体关联，了解环境及节点及与其有关的对象之间的层次关系，确保各节点数据都完整收集，从而明确各节点的几何位置。以产品数据管理属性为基础，综合分析版次管理要求，明确设计更改要求，结合产品寿命周期内的数据，根据管理要求进行数据属性的确定。既要明确设计对象版本，确定修订版本，也要做好其更改单编号的定义，确定设计对象的成熟度。并要对节点的阶段标识属性值及其所属研制阶段进行明确。应以节点为依据、按照二维图样、参照三维模型，结合更改单及文档标识确定数据属性对象的标识，且要确保此标识的唯一性。此外，还应提升数据属性定义与产品更改控制需求的契合度，对更改控制中的属性及变化情况进行明确。

　　（二）提升产品数据控制的有效性

　　以产品构型管理要求作为产品数据有效性的衡量标准，且要确保产品数据与飞机零件寿命周期内的使用要求始终保持一致。此外，确认与更改控制产品数据时，可利用系统工程方法，以增强其有效性，且要做好标识与控制工作，详细记录并严格审核相关数据。

　　（三）严谨开展产品数据模型更改控制

　　申请与审批更改过程中，应以更新类型作为依据，注明更改原因，详述与之有关的情况，确定更改审批路线。应按照数据管理审批发放管理标准作为数据模型更改的实施准则，需于关联对象产品中定义关联节点，更改三维数据模型时，需在规定时限内完成，且要契合二维图样的技术状态。以产品数据审批发放管理要求为基准更新二维图样，要使二维模型及二维图样保持一致。要保证完成更改的数据模型版本变化与产品数据管理属性定义相契合，且要与版次管理要求相统一，使三维模型及与之相匹配的文件及节点之间存在有效关联。

　　（四）做好数据预发放及发放控制

　　在设计审批三维模型及二维图样之后，应对数据文件相匹配的节点成熟情况进行检查，若高于95%方可预发放或发放数据。要确保所发放数据时节点与关联模型及图样的一致性，保证其与更改单及设计文档的内容相符。控制数据成熟度时，应以产品数据管理审批发放管理要求为依据，从节点、几何数据、设计文档三方面进行控制。通过检查EBOM 是否正确与完整来验证MBOM 的这两方面特性，还要结合数据管理人员、根据其角色及权限定义，综合考量其申请及审批记录，从而完成用户权限的管控，并要以备份管理要求为依据做好产品数据备份存储，做好备份记录，根据电子档案管理要求归档处理已发放完成的产品数据，并对产品数据技术状态进行查验，了解数据是否全面与统一。

　　三、飞机数字化设计环境的质量控制要求

　　数生字化设计需要两方面环境，一是计算机硬件环境，二是软件环境，其中，软件环境涵盖系统及应用两类软件，数字化设计质量控制中软件管理是重中之重。系统软件担负着计算机及应用程序管理职责，是资源控制与管理的主体。为此，应设置两个系统管理员，并引入相互监督机制，以软件备份管理要求为依据做好软件备份工作，以便在系统出现变化时可通过备份恢复系统，且应于备份后详细记录备份情况，按照相应流程升级软件，并要及时安装补丁程序，并严谨开展升级后测试，以了解软件运行的稳定性。详细记录系统操作情况，根据系统恢复流程进行故障发生后的恢复，并记录系统故障问题及处理方法。根据软件需求功能、结合网络技术构建项目管理机制，确保可实现跨区工作，保障工作协调性。可通过软件配置及版本管理的有效统一，构建软件开发规范，在其约束下完成各阶段文档的建立。

　　结语

　　得益于网络及计算机技术的发展，飞机制造领域数字化技术的融合得到了促进，转变了传统的飞机设计制造模式，原有的串行模式逐渐被并行模式所取代，推动了飞机研制流程的变革进程，并进一步优化了飞机制造技术。但飞机数字化设计实现后，必然要加强产品设计、数据管理、设计环境三方面的质量控制，方能保障飞机产品制造的精密性与优质性。

　　参考文献：

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