运20研制（数字化设计数字化装配）

运20研制（数字化设计数字化装配）某型作动器液压壳体加工要求在4个月时间里完成首件交付，这对承制单位来说几乎是不可能完成的任务。在此之前，加工过最难的Trim壳体试制耗时一年多，而大运作动器上的液压壳体比Trim壳体还要复杂，尺寸1400余个，交叉孔、斜孔繁多，使用原先的制造工艺无法按时满足客户需求。工艺人员在工艺编制过程中直接调用设计人员的三维模型，使设计与工艺资讯资源共用，减少了数控编程人员的三维造型时间。同时，数控技术工人参与程式的编制，有效减少了错误并降低风险。这种将产品设计、工艺、制造资源分享的方法，减少了设计、工艺、管理的重复劳动，大大提高了效率，最终达到了零件加工预期的周期。大运研制全面铺开之际，“两总”系统发出一道命令：不再发二维图样，型号全线转到数字化三维设计制造上来大运研制全面铺开之际，“两总”系统（总设计师系统和总制造师系统）发出一道命令：不再发二维图样，型号全线转到数字化三维设计制造上来。为了提升设

近日，央视《大国工匠》节目首次公开报道了我国运-20飞机机身数字化装配的领军人胡洋的事迹，再一次见证了我国大运研制的非凡历程和航空人的智慧。运-20在设计研制过程中，采用了各种先进的设计制造技术，如数字化设计、数字化装配等，打造了运-20三年设计，五年首飞，八年交付的中国速度。

运-20在设计研制过程中，采用了各种先进的设计制造技术，如数字化设计、数字化装配等

推行数字化设计

运-20研制的最大压力源于没有基础、没有规范、没有标准，很多单位技术水平参差不齐。如何把各场所的水平提升到满足飞机研制需求这个基础上来？以唐长红为代表的总师系统提出“填平补齐”与“基础提升”二者同步的方案。

如今的飞机设计数字化不再停留在单纯的产品几何数字化定义阶段，而是普遍采用基于模型的全三维设计（MBD）。三维设计是国际上新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。这是一个从认识上更为直观、交流上更为方便、协调上更为精确、分析上精度更高的一个设计方法。为了全面提高设计的质量和效率，并为后续数字化制造奠定良好的基础，三维设计成为大运设计的重要手段。数字化的设计，就是甩开了图板，在计算机上建立数字模型，需要协同的时候，大家在网络连成的计算机平台上进行协同设计。

大运研制全面铺开之际，“两总”系统（总设计师系统和总制造师系统）发出一道命令：不再发二维图样，型号全线转到数字化三维设计制造上来。为了提升设计人员的水平，“两总”系统做了很多的技术培训，仅推动关联设计和全三维技术，培训的人次不下两万人次。万人培训计划，把航空工业几大主机厂的制造水平，数字化制造水平，一下子提高了一个非常大的台阶。从观念的彻底转变到各大主机厂完成培训，历时三年半。至此，全三维设计制造技术真正实现了大运研制全范围设计、制造和检验的“一条龙”。

总师系统牵头组织航空工业西飞、成飞、沈飞等单位开展了技术攻关，首先在机头和尾翼两大部件上争取突破。成飞、沈飞率先打通了从设计到制造的全数字化体系流程，很快拿出了按照全三维设计、生产规范加工出来的样件，质疑者被数字化先进技术的事实完全折服。

面对国内装机成品参差不齐的现状，总师系统提前启动了近百项成品研制，并对关键技术、关键设备的研究工作进行重点扶持，加大技术和经费投入力度。运-20是国内第一个运用MBD技术的型号，也是国内首个通过协同平台全线使用，建立了面向型号研制的数字化多厂所研制环境的型号。

大运研制全面铺开之际，“两总”系统发出一道命令：不再发二维图样，型号全线转到数字化三维设计制造上来

某型作动器液压壳体加工要求在4个月时间里完成首件交付，这对承制单位来说几乎是不可能完成的任务。在此之前，加工过最难的Trim壳体试制耗时一年多，而大运作动器上的液压壳体比Trim壳体还要复杂，尺寸1400余个，交叉孔、斜孔繁多，使用原先的制造工艺无法按时满足客户需求。工艺人员在工艺编制过程中直接调用设计人员的三维模型，使设计与工艺资讯资源共用，减少了数控编程人员的三维造型时间。同时，数控技术工人参与程式的编制，有效减少了错误并降低风险。这种将产品设计、工艺、制造资源分享的方法，减少了设计、工艺、管理的重复劳动，大大提高了效率，最终达到了零件加工预期的周期。

另外，第一次研制这么大、这么复杂、技术要求这么高的飞机，团队积累不够，出现反复不可避免。设计初期，唐长红召集副总师冯军、刘看旺共同商议，提出了必须使用先进设计工具——在线关联设计技术。为了加快设计迭代速度，抢回一些时间，唐长红和他的战友们大胆创新，通过技术攻关，将当时仅在波音787上应用过的关联设计技术应用到型号研制中，不仅确保了设计信息传递的准确性，而且大大缩短了研制周期。

在线关联设计技术、基于MBD的全三维设计制造技术、数字化异地研制平台，坚定了大运研制的数字化、信息化之路。让信息化带动工业化、工业化促进信息化，实现“两化融合”，大运项目正是沿着这条路走向成功。大运的信息化建设和数字化技术创新，有力保证了型号研制的节点。

数字化装配技术

2011年5月10日，大型运输机001架机开铆。开铆，标志着大运制造全线打响了第一枪。

为了确保运-20的建造速度，设计、建造人员采用了先进的数字化装配技术。数字化装配技术融合了整个设计、制造的数字化过程，它以产品数据集为中心，以数字量传递为基础，利用数字化装配工艺规划、数控设备的自动钻铆、数字化测量设备的测量定位等技术，使产品在装配过程中真正得到有效控制，从而建立起一套有效的产品发放过程控制机制以及相关的工作规范和制度，以保证生产效率和产品质量。

在线关联设计技术、基于MBD的全三维设计制造技术、数字化异地研制平台，坚定大运研制的数字化、信息化之路

飞机大了以后，跟小飞机的做法是不一样的，所以在整个零件制造，飞机的装配，尤其是大部件对接的过程中间，遇到的问题非常多。像垂尾跟后机身的对接，大飞机采用了复合材料结构的垂尾，飞机大了以后它的变形往往就超过了想象，变形以及装配的控制要求上，精度也非常高，一般说对孔的精度要求是0.05毫米，什么概念呢？就是头发丝的1/10左右，这样的精度才能把它对上，最后还是通过采用数字化的方法、自动化的工具来保证实现。同时大飞机不仅是尺寸大的问题，它所带来的各种各样的问题，比如装配协调互换，这就要求我们的制造工艺方法必须要进行重大的创新和改进，否则高精度装配的要求靠人工是无法实现的。

大十字对接，是大飞机研制中数字化装配的核心环节，也是最困难的环节，需要完成从传统修配式装配到自动化装配生产方式的跨越性转变。五年前，在大飞机项目正在争取国家立项时，西飞的领导层就达成了共识，一定要走数字化、信息化的道路，在大飞机研制中实现以信息化平台为基础的数字化装配。没有启动资金，西飞决定自己垫资，与浙江大学联合进行数字化装配和对接系统的研究。浙江大学在学校内部成立了大型飞机自动化装配的科研团队，发挥浙江大学多学科交叉、多专业交叉的优势。把设计、制造、测量、控制、计算机网络和计算机的有关系统工程的专业人员组织在一个大团队内，攻克了很多过去人工装配、传统的装配协调方法不能够适应大型飞机研制的一些关键技术难点，包括测量技术、定位技术，还有一些其他的装配现场的加工技术等，用自身的技术积累，构建了飞机数字化装配的实验室，架构了基本的试验装置。

为了确保运-20的建造速度，设计、建造人员采用了先进的数字化装配技术

几年来，围绕着数字化装配，他们突破了共性关键基础技术，构建起数字化装配仿真平台，开发了数字化装配专业单元，一步步实现了组件、部件数字化装配应用示范，前期至少用了三四年的时间做理论研究，做文件的准备。浙江大学的数字化装配技术被应用到大运的研制之中，通过跨学科、跨领域自主创新，研制了飞机数字化装配成套工艺装备及系统，逐步实现了组件、部件数字化装配应用，整个运-20的装配，从机头装配、前机身装配、后机身装配、三轮对接装配、翼身对接装配、机翼翼盒装配、机翼和中央翼的对接装配，以及移动生产线，实现了全线的数字化装配，架构了大型飞机装配技术自动化、数字装配化的技术体系，为大十字对接打下了坚实的技术基础，使今天这一切成为了现实。

2011年12月6日，至关重要的大十字对接正式开始。大十字对接，一次成功，耗时仅仅40分钟，在场的一位老师傅感叹道：“真没想到，相比以往运7这样的中小型飞机，机翼机身的对接最快也要一天的时间。”这是一次脱胎换骨的质变，标志着中国航空制造业实现了由修配式装配到自动化、数字化柔性装配的飞跃，一举跃入世界先进水平。

大运全线对加工、装配、工艺、检测等飞机制造的各个流程进行全面数字化制造技术的改造，组建了一整套与数字化设计有机衔接的数字化制造技术体系，全过程采用统一的数模控制，极大提高了飞机零部件制造的精度和质量，机翼、机身及全机结构数字化装配集成技术在国内飞机制造史上实现了零的突破。

运-20大十字对接，一次成功，耗时仅仅40分钟

大运制造过程中，乌克兰和俄罗斯的专家曾应邀来到现场评估我们的制造水平，他们机翼专业的总设计师拿了个手电筒，钻到机翼里面，一点点地抠，想知道我们飞机的制造水平，因为飞机主要的难点都在机翼翼盒里面。20多分钟，他出来后就说了一句话：“你这是个精品！”尤其是看到大飞机装配的时候，也只说了一句话：“我们造不了，我们达不到。”因为我们采用数字化的手段方法在他们国家没有实现，他们还是传统的装配方式。

结语

大运团队以高度的创新能力攻克了一系列难关，让中国制造达到了新的高度，确保了大运的顺利首飞。同时，大运研制创造的不只是一型大飞机，更重要的是为国家成功探索了打造大型工程的组织模式和路径，并且通过实践检验了其可靠性和可行性。