数字化环境下的模线样板并行设计

为促进飞机制造企业的发展，使其能够在市场竞争中取得竞争优势，技术人员应在飞机制造阶段使用模线和样板并行设计技术，便于缩减飞机的开发周期、减少重复样本的使用，符合数字化环境下飞机的制造要求，便于优化飞机制造效果，为人们出行提供安全保障。

1. 模线和样板并行设计技术的应用

1.1 三维建模技术

在数字化时代背景下，技术人员在进行飞机模线和样板并行设计工作时，借助三维建模技术的支持，可以简化工作流程，减轻技术人员的工作负担，使其较为清晰地了解模线和样板并行设计需求。为充分发挥三维建模技术的应用优势，技术人员应收集和整合设计信息，为开展三维建模工作提供充足的资料储备，便于技术人员生成理论模线和结构模线，提升模线和样板并行设计的精准度和可靠性，尽可能降低模线和样板并行设计误差，便于削减飞机的制造成本，得以为飞机制造企业争取更多的经济收益。同时，借助三维建模，使技术人员更加直观了解飞机模线和样板的设计情况，及时找到设计工作中存在的不足，优化飞机的整体建设效果。

1.2 三维数模改进技术

因为三维建模技术受技术人员专业能力、使用方法的影响，较易在精细化零部件处理时产生误差，会影响飞机的设计质量，所以为减少误差，技术人员应使用三维数模改进技术，并联合使用 MBD 技术，适应数字化环境下飞机模线和样板并行设计要求。第一，为满足飞机设计和制造的全流程管理需求，技术人员应利用三维数模改进技术，收集模线和样板并行设计阶段工艺孔和装配孔等相关信息，利用三维数字模型体现出来，便于技术人员控制飞机结构的设计精度，为后续进行工装设计奠定基础。第二，为了解飞机各零部件的关联性情况，提升飞机模线和样板并行设计的适应性效果，管理人员应进行二维设计图和三维立体模型的联合应用，使二维设计图能够为完善三维立体模型提供数据支撑，提高数据展开精度，增强飞机制造品控管理水平。

2. 开展模线和样板并行设计工作

2.1 构建设计框架

为确保飞机模线和样板并行设计的合理性和可靠性，技术人员应在设计开始前构建设计框架，便于优化飞机模线和样板并行设计结构。首先，技术人员应做好资料收集和整合工作，了解飞机模线和样板并行设计实际需求，并选择先进的数字化技术，便于加强飞机设计阶段和制造阶段之间的联系，为提升飞机质量、延长飞机使用寿命奠定基础。其次，技术人员应知晓并行设计的应用优势，便于加强飞机各部件之间的联系，实现对飞机制造全流程的质量管理目标。要求技术人员调整飞机制作工作流程，既要确保模线和样板设计符合飞机制造的质量需求，又应减少飞机制造的成本消耗，降低质量风险。最后，在构建飞机模线和样板并行设计模型前，技术人员应统一飞机模线和样板并行设计标准，为构建完善的飞机设计方案做铺垫，使制作完成后的飞机效果符合图纸的设计要求。

2.2 开展跨部门交流合作

在并行设计模式下，技术人员要想完成飞机的设计制造工作，需要加强与企业其他部门的沟通和交流，并通过开展跨部门合作，确保飞机模线和样板并行设计工作的顺利开展进行。第一，由于传统的线性生产模式已经不适用于飞机模线和样板并行设计需求，会降低飞机设计生产效率，因此，需要管理人员组建新的飞机制造团队，通过跨部门的沟通交流，便于在飞机初期设计阶段，综合考虑飞机制造、使用和维修、保养等需求，从而实现对飞机制造流程的全流程管理，不仅可以节约飞机生产成本，为企业争取更多的经济收益；还能够全面增强飞机制造质量，确保飞机的实用性功能，有助于缩减飞机设计、飞机制造、飞机投入市场的时间，从而增强企业的市场竞争力。

2.3 确定模线和样板设计方案

为落实飞机模线和样板并行设计工作，技术人员应确定模线和样板设计方案，并做好零件数模库、公用数据库和零件工艺库的数据同步更新工作，使模线设计、样板设计、虚拟装配设计和工艺设计并行推进，加快飞机生产速度，符合航空航天行业的市场竞争需求。为满足数字化时代背景的技术要求，技术人员应根据外部环境变化，及时调整飞机的模线和样板设计。同时，因为模线和样板设计方案的制作效果会直接影响飞机的整体建设质量，所以需要技术人员借助三维数模改进技术的支持，确定飞机各参数数值、选择制造工艺、规划制造顺序，使飞机制造工作顺利推进。

2.4 构建三维模型

在确定飞机模线和样板并行设计方案后，技术人员应借助 MBD 技术的帮助，构建完善的三维模型。为确保三维模型的精准性，技术人员应确定飞机工艺设计要求，对比参数数据，并运用大数据技术进行数据验算分析，确保飞机预留接口、定位孔等位置准确，能够为后续进行零部件安装施工做准备。同时，技术人员在构建三维模型时，应严格遵循设计标准要求，运用先进的工艺技术，便于为完成飞机模线和样板并行设计工作提供技术支持。技术人员应将设计完成后的三维零件数据存储在零件数模库中，确保所设计的零件结构符合飞机制造需求，能够为后续进行工艺调整奠定基础，减轻技术人员的工作负担。技术人员应将常用的模线和样板的非几何信息存储在公用信息库中，便于为后续进行零部件装配工作提供参考。此外，为满足飞机制作迭代的需求，技术人员应使用CATIA 软件添加材料，为优化零部件设计效果提供多种设计方案选择。

2.5 模线和样板设计流程

为确保飞机模线和样板并行设计的合理性和实用性，技术人员应在飞机规划和设计阶段较早介入进去，并开展模线设计工作，在并行设计模式下，技术人员无需进行飞机整体模线的规划，可以直接按照飞机零部件绘制模线，从而降低模线设计的难度。通常情况下，在飞机模线和样板并行设计模式中，应细化飞机制造分控，例如，在单一零部件制作时，3 个技术人员可以一同进行施工，同步开展模线绘制、草图绘制和数控程序操作工作，既提升工作效率，减少等待时间；又使三个技术人员相互协作、相互补充，确保飞机模线和样板并行设计的准确性。同时，因为在飞机模线和样板并行设计中，确定统一的设计标准，可以起到对技术人员的约束管理作用，避免因技术人员专业能力较差，影响模线和样板设计效果。此外，技术人员应构建飞机模线和样板并行设计平台，将涉及信息存储在平台中，为技术人员进行飞机结构优化调整奠定基础，并为技术人员确定飞机各部分的制造工艺提供参考。

结语：在数字化时代中，传统的飞机模线和样板串行设计已经不能满足飞机的制造需求，较难增强飞机制造企业的市场竞争力。需要技术人员积极开展飞机模线和样板并行设计流程的研究工作，借助 CATIA 软件、三维数模改进技术和 MBD 技术等先进技术的支持，构建飞机模线和样板并行设计平台，便于技术人员存储设计数据资料，为后续开展设计工作提供数据、资料储备。

参考文献：

[1] 李凡 . 数字化环境下的模线样板并行设计分析 [J]. 经济技术协作信息 ,2020(19):112-112.

[2] 段云云, 孟翔鹏. 浅谈数字化对飞机模线样板的影响[J]. 中国周刊：英文版 ,2020,000(012):P.1-1.

[3] 李红卫 , 黄淳亮 , 汪俊 . 基于三维激光扫描的金属基航空模线样板自动检测算法 [J]. 航空制造技术 ,2023,66(4):96-103.