PLM基于3D产品模型的数字化工艺模型

PLM基于3D产品模型的数字化工艺模型

    在航空产品的研制和生产中，工艺准备过程负责 确定产品制造过程以及制造所需的制造资源、制造时间等，是连接产品设计与制造的桥梁，航空产品的研发和生产过程中产生的工艺数据是产品数字化制造、计量、检验与管理的基础数据，对产品研制周期、质量和 制造成本具有重要影响，它是航空产品研制和生产的关键基础技术之一。
 
    由于航空产品结构复杂、数据量大、工程更改频繁、工艺类型复杂、专业种类繁多，有严格的工艺过程控制管理体系。我国航空制造企业在工艺设计和管理上基本都实现了基于2D—CAPP应用和面向数据的信息集成，解决了企业的工艺编制、工艺数据管理和信息共享等基础的工艺信息化问题，提高了工艺系统的工作效率。
 
    但是随着以3D模型为基础的产品数字化设计与制造 技术的推广和应用，在工艺准备中需要直接利用产品 3D产品设计模型来支持快速工艺设计与管理。目前的数字化工艺系统多为基于2D—CAD图形的工艺设计与管理，在工艺业务领域对设计产生的3D模型未 能有效使用，没有有效地使用3D设计结果来支持产 品的快速工艺设计，工艺系统数据表示表示手段单一。
 
    因此，随着PLM和3D技术应用的不断深入，需面向 PLM充分利用先进的信息技术，有效地继承和重用丰富的产品3D模型资源及3D设计结果来支持产品的快建工艺设计，实现基于产品3D模型的工艺准备过程与设计、生产的协同和集成，建立面向PLM基于3D 产品模型的协同建立数宁化工艺技术体系。
 
    解决产品 研制过程中的设计、工艺、质量、检验、计量、工装的协 同工作需求和数字化工艺的需求，主要包括：
    ①充分利用已有产品数字化数据(二三维设计模型、数字化工艺信息)尽早开始基于制造能力知识的 快速工艺规划．实现装配工艺、机加工艺以等专业工 的规划、设计和编制。

    ②基于3D产品模型进行可视化工艺规划和仿真，克服传统工艺设计中依靠工艺人员的经验来保证工艺可行性的弊端，并采用协同技术面向PLM从基于产品三维模型从设计至工艺确保制造过程中的装配、装夹等可行，最大限度减少更改。

    ③建立以3D数字化工艺主模型为依据的工艺， 制造、计量，检验、上装等数字化协同和集成。

    ④突破传统的二维静态的制造工艺指令模式，克服其无法将复杂的装配、加工等过程直观的表达出来． 也无法提供交互的手段，无法表达详细、直实，全面的制造指令信息和制造过程细节的弊端。采用具有真实感和更加直观的三维数字化工艺指令的发布，同时使 之具有交互的能力，能够快捷、清晰的指导制造过程或者维修以及使用。

    ⑤面向产品的整个生命周期进行3D工艺指令信息的共享和协同工作，使工艺指令支持并确保工艺指令的精确性和完整性。基于3D产品模型实现二维工艺设计．输出二维工艺指令，支持面向车间和维护现场的无纸化二维工艺浏览及三维工艺过程仿真示教。

    ⑥数字化工艺系统能够无缝接企业PLM系统平台，建立基于产品生命周期协同平台的单一产品工艺数据源，保证与其它业务系统的协同工作：提供符合标准的协同数字化工艺数据转换(如XML)，在数字化工艺系统种产生的MBOM数据提交到协同平台 进行统一管理。

    ⑦基于PLM协同平台，实现数字化工艺信息(模型数据、指令等)的浏览、审签、出版等。实现数字化工艺信息的协同共享与可视化浏览。
 
    航空产品面向PLM基于3D产品模型的数字化工艺模型分别围绕虚拟产品和物理产品两条主线，实现 PLM内基于信息驱动的产品物料协同控制。虚拟产品以3D产品模型为核心，覆盖产品生命周期所有信息，虚拟产品的数据集演化阶段分刺以设计、工艺、制造、服务、回收为主要视图；物理产品以实际生产中物料的变化为核心。覆盖产品生命周期的所有业务。在整个航空产品面向PLM基于3D产品模型协同的数字化工艺模型中，3D产品设计模型是在PLM及供应链推动的支撑下，实现产品的交付和生命周期使用。如例1所示。

    通过对航空产品面向PLM基于3D产品模型的数字化工艺技术的研究，面向PLM基于3D产品模型的数字化工艺应用以3D产品模型的使用、贯穿和传递为核心，分别围绕虚拟产品和物理产品两条主线，实现 PLM内基于信息驱动的产品物料协同工艺控制。虚拟产品以3D产品模型为核心，覆盖工艺规划、工艺详细设计、工艺仿真、工艺验证、工艺优化。物理产品以实际生产中物料的变化为核心，覆盖产品生命周期的工艺执行过程。
 
    借鉴国外航空制造企业的成功经验，根据我国航空制造企业的实际情况，采用先进成熟的协同平台框架技术，定制自己的数字化工艺平台开发构件库和工具集，建立三维数字化工艺技术标准规范 应用体系，形成面向PLM基于3D产品模型的数字化工艺系统，实现基于三维模型的数字化工艺规划与仿真，并基于协同平台实现了产品生命周期和供应链上的产品数据协同与集成，是解决航空产品研制中工艺业务和数据的协同和集成的基础，也是提升我国航空制造业的整体制造水平的必由之路。