航空工业西飞民机与转包项目部 陕西省西安市 710089
摘要：MBD是一种新的产品定义技术，在飞机结构检验规划技术的研究中占有重要地位。飞机是一种高精度、高度复杂的工业产品，在制造和检验过程中对飞机部件的尺寸和公差计算有严格的要求。本文介绍了MBD技术在飞机结构检测中的应用。
关键词：MBD；飞机结构件；检验规划技术
国家航空工业也致力于推广MBD技术，并在设计、制造等领域取得了进展。但总体而言，基于MBD的数字化设计与制造模式尚处于探索阶段，产品信息的数字化定义、设计管理标准等有待进一步完善，尤其是在飞机零部件检测方面。国航继续依靠二维图纸来表达产品检测过程的信息，而设计过程实现了三维数字化，这直接导致了产品检测信息的双数据源，导致产品检测过程的二义性、检验规划和产品设计变更的不同步骤，以及信息管理和信息丢失的潜在问题信息传递不通畅等。
1 MBD技术的概述
MBD技术允许使用三维实体模型来充分表达产品定义信息，并在三维实体模型中开发产品定义和宽度标签标准以及用于表达产品信息的方法。对MBD技术的三维实体模型进行加工，不仅改变了传统的二维图形表达方式，而且改变了生产系统。自1997年起，美国工程师学会开始制定MBD标准，并于2003年成为国家标准。充分利用三维模型的特点，为用户提供高效、易懂的信息表达用户MBD技术，利用三维模型定义产品尺寸。宽度标注规则和工艺信息表达规则，并作为制造过程中移动的基础，该技术的三维数据模型直接或间接地描述了材料构件在使用图像和文本时的物理和功能需求。从那时起在飞机制造中使用MBD技术，一方面可以实现图像和3D字符的表达，另一方面可以提供唯一、真实的数据源，保证设计数据的唯一性，另一方面可以消除两个数据源之间可能存在的不一致性，通过促进和管理数据，可以提高数据安全性。保持三维实体模型和统一的数据定义，减少了零件设计的时间，降低了成本，提高了工程质量。
2 基于MBD的飞机结构件检验规划意义
飞机结构部件检验的规划是飞机制造过程中非常重要的组成部分，是确保飞机在飞行中取得良好性能和确保飞行安全的重要措施。在检测、少数部件和特殊结构要求时，从测量机的坐标点采集飞机和其他工具部件的表面原理，或者如果有一定数量的测量点，如果采样点的丰度和每次偏差采样点在公差范围内的位置允许飞机进行质量转换，则理论与实际坐标点之间的偏差。为了保证结果的可信度的飞机保护形式通常为特点,分层抽样检验,检验安排都必须贴上标签后很少和公差的检测和测量不需要来分析和处理数据时,需要计算每个点的差距,但是,由于大多数计算机监控系统没有识别能力的形式,导致需要分层抽样检验,标准差检测规划实践中消耗大量的人力资源管理规划,检测效率低。此外,检测的是昂贵的,而且也不能保证结果的可信度。飞机结构测试计划,根据MBD的技术,三维模型用于产品设计信息载体的定义、表达与传统二维图纸检验计划,MBD技术在飞机结构检查计划是结构的几何信息和几何测试检测信息融合,通过建立三维实体模型,作为飞机结构检测的唯一依据和数据源，不仅可以保证检测规划数据的正确性和完整性，还可以实现平面结构在设计和制造中，改变设计信息和检测规划信息的一致性。模型基于MBD,可以生成测量程序,测试任务通过数字测量技术,实现同步的数字检测和设计、制造、和通过测量路径优化和干涉检查计算机辅助方法,不但能帮助企业提高考试效率的过程,也能确保飞机结构的准确性测试计划的结果。
3 基于MBD的检验规划体系应用
3.1 MBD验证编程过程模型的定义。MBD测试计划过程模型是以设计模型或过程模型为基础的。除了设计模型或工艺模型外，还需要包含完整的非几何信息，如尺寸公差、几何公差、材料、加工工艺等。在测试计划过程模型中，不能修改或删除设计模型或过程模型的原始信息，只能添加容差、测试计划等相关信息。检测过程中包含检测过程编号和检测名称信息，还包含对产品过程进行检测时对应加工过程的关联信息，即在某一过程处理完毕后进行检测过程。检查对象通常指用于指导检查人员现场操作的几何曲面。检测工具分为手动和自动两大类，测点位置信息是测点规划的结果，记录测点的测点笛卡尔三坐标值标值和零件几何表面上的法矢向量值。测量路径描述了三坐标测量中探头的运行轨迹，以折线连接的形式在三维模型中给出。检验要求记录了用于判断检验结果是否合格的信息，如尺寸公差值、形状和位置公差值、按BAC5946标准进行硬度检验等。
3.2 MBD检验规划工艺模型数据的组织。MBD数据的组织与管理两种管理方法可以用来控制辅助设计系统应用对象的不同方法：一种是基于特征树的管理方法，另一种是基于层及层表过滤器的管理方法。特征树法是指在建模过程中，采用不同特征描述的产品特征对应，并利用隐藏开关显示和读取产品信息。层及层表过滤法包括在建模过程中为不同层次的不同产品类别提供信息分布。产品信息按层空间关联组合控制进行分类，由于CATIA使用特征树来管理模型数据，因此本文使用特征树来管理检验规划信息，并将检验规划信息融入到数字模拟的设计或处理中。特征树管理的关键是检查规划信息的特征模型和树的显示。导航根据“测试规划过程模型”的定义，总结了根特征原型，并给出了其他特征原型，如存储测试过程信息的过程特征原型和测量点信息的测量点特征原型，以及用于测量路径信息的测量路径特征的原型。根据固有逻辑与关联关系，组织将各个特征原型按照检验规划信息，实现原型的标准化和信息的模拟。显示导航树是管理特征树的另一个关键元素，它具有以下特点：其目的是在实现后以结构树的形式构造特征的原型，以便用户可以查看和利用特征的示例。对应图1显示了组织和信息管理的效率。
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图1检验规划信息导航树显示的结构示意图
3.3 MBD检验数据的管理和应用。MBD根据检验计划系统融合了各种各样的信息,为了有效地管理和应用检验数据,建立统一的模型检验计划基于MBD:流程模型,轻量级模型将测试计划,测试程序、测量过程、测试报告和其他综合信息框架在一个统一的整体,统一、标准化管理;同时作为基于MBD的检测数据和业务管理系统的内部集成信息交换源，实现三维检测流程、检测数据等信息检验计划系统向检验数据和业务管理信息系统的转换。通过对检验计划的过程模型、检验过程、测量过程、检验报告等信息进行分析，得到了内部关联，并基于信息包含和聚集关系建立了统一的基于MBD的检验计划模型。基于MBD的统一检验规划模型信息包括3部分:原始数值模型、检验规划过程模型、轻量化模型。原始数字模型通常是三维设计模型或三维工艺模型。在三维检测规划系统中打开原始数字模型，在完成相应的检测规划后，即可生成检测规划过程的数字模型。检测规划过程的数字模型不仅包含了原数字模型中已有的产品名称、产品编码、几何信息等信息，还存储了测量路径、坐标系统等检测信息。检测过程信息与检测计划过程的数值模型相关，该数值模型从三维检测计划系统中导出，并将存储在模型文档中的信息转换为文本文档。在检验数据和业务管理信息系统功能下，通过对检验过程信息的分析，自动生成检验过程的定义和检验计划信息。
因此，基于MBD定义的三维数字化生产和检测无二维图纸方案和无纸质工作指令不仅改善了工作环境，同时提高了产品检测结果的准确性。希望本文能对MBD检验计划过程模型在飞机结构检验计划中的应用提供一些参考。
参考文献：
[1]孙季.基于MBD的飞机结构件检验规划技术研究[J].工业,2018(24):83.
[2]段娜.基于MBD的飞机结构件检验规划技术研究[J].航空制造技术,2018,489(19):62-67.