法国ESI-航空钣金虚拟制造系统先锋

张国耀

法国ESI-航空钣金虚拟制造系统先锋

　　虚拟制造是指利用虚拟现实技术和计算机仿真技术，在计算机上通过仿真产品的综合性能和制造过程，用于分析提高产品设计制造过程中各层次的决策与控制能力的一种方法。这一技术概念在20世纪90年代初才提出，但其革命性影响却很快显现。如波音777飞机的研制，其设计、测试，装配及试飞均是在计算机上完成的。
　　根据参与活动范围的不同，虚拟制造系统可分为3类：以设计为中心的虚拟制造系统、以生产工艺为中心的虚拟制造系统和以控制为中心的虚拟制造系统。
       成立于1973年的法国ESI集团（以下简称ESI），是集软件销售、工程咨询、集成开发、技术支持与服务于一体的国际化公司，其虚拟解决方案以集成化、专业化的突出特点享誉世界。ESI的明星产品包括碰撞安全性软件PAM-CRASH（已发展成为VP Solutions下的碰撞和NVH），铸造软件Pro CAST，板材成形软件PAM-STAMP，焊接软件SYSWELD，振动噪声软件VA One，空气动力学软件CFD-FASTRAN，多物理场软件CFD-ACE+等。产品涉及虚拟制造、虚拟原型、虚拟环境三大类，并集成于协同平台VDSS之中。产品应用范围广泛分布于汽车、航空、航天、机车、能源、冶金、机械、国防、电子、船舶、科研教育等行业。经过近四十年的不断发展，ESI已经成为虚拟原型和虚拟制造的世界领先企业。
　　ESI Group根据自身产品线，针对飞机钣金工艺，为各主机厂、研究所推出了以生产工艺为中心的虚拟制造系统解决方案。其中，功能独到的航空钣金虚拟制造系统(Aero-Stamping Virtual Manufacturing System)非常吸引眼球，并已在国内一些主机厂分阶段实施。
　　作为ESI推出的全工艺虚拟制造系统中的一环，航空钣金虚拟制造系统是当之无愧的专家系统。
$ b, j" d3 I$ M& H　　工艺分类与集成封装

  K/ ~7 k# z  X7 e        ESI的航空钣金虚拟制造系统包含了8种典型钣金工艺：橡皮囊成形、蒙皮拉形、型材拉弯、热成形、超塑成形、导管弯曲、落压成形和旋压成形。系统以ESI旗舰产品PAM—STAMP 2G(钣金成形有限元分析软件)与PAM—OPT产品(多学科优化软件)为基石，在Visual Environment集成环境下，按上述8种工艺进行分类封装,规范地定义工作流程，有效的衔接了与各种资源、数据库的相互关系。做到了设计、仿真分析工作流程化、标准化。实现了工具的集成，使用简便，使制造的效率得到了提高，同时大幅提高了冲压工程师的培训效率。
6 z8 @# W9 v+ u* Q6 Q  N+ T8 d　　流程定义与接口串联
7 L- }  [7 z( ?' E6 c$ F0 h8 M: C　　要实现流程定义，首先必须遵循行业的标准和规范，这样系统才符合主机厂(所)人员的使用习惯;其次，要保证仿真信息具有可重复性、易用性、可追溯性等特征，从而町作为统一的平台来支持主机厂(所)进行快速而高效的研制。系统以PAM—STAMP 2G软件为基石，规范地定义了工作流程，有效地衔接了与各种资源、数据库的相互关系。航空钣金虚拟制造系统分别针对8种典型工艺定制出了8类固定流程及软件操作界面。
/ K* f& v% z' A: @　　项目管理与数据库管理
　　(1)项目管理。系统的项目管理，即设计项目流程控制和管理，它主要包括工作流定义、过程驱动和过程监控功能。其中：
　　·工作流定义是预定义项目的工作分解、工作流、人员分工以及工作进度安排;
　　·工程驱动是在系统中根据工作流的定义，在合适的时间以合适的过程将合适的数据和任务派送给合适的工艺设计与仿真技术人员;
　　·过程监控是对系统工作流和工作结点状态进行实时的跟踪、反馈、显示和统计分析，以确保整个工程项目处于受控状态。
# k4 \3 c- f0 H* L3 ?3 p　　(2)数据库管理。系统提供仿真数据库、材料库、工艺知识库、基本元件库和制造设备库等。其架构为B/S(浏览器/服务器)模式，用户终端用IE等Web浏览器即可进行管理。
$ p5 {$ ~" b6 [) y$ `& T' {/ O; Y& m' e　　航空钣金虚拟制造系统分阶段实施规划
　　根据ESI集团与国内各主机厂(所)的合作经验。航空钣金虚拟制造系统建设完成之后，将对航空钣金制造相关的工作带来以下几点帮助。
　　(1)设计、仿真分析工作流程化、标准化;
5 k; k) a$ H& q; L, e; V9 {# ?　　(2)实现工具的集成，降低其使用难度，提高应用效率;
　　(3)保证多专业数据同源，协同工作;
3 X: b- G! F% d8 G( P5 l8 l　　(4)构建方案、分析和算法数据库，增强技术积累;
　　(5)设计过程中实现按需优化。
, p, Y% ^; y- Y* q4 h- Y　　采用航空钣金虚拟制造系统的效果是：根据先进的航空钣金工艺流程，充分运用系统工程的思想，在集成现代CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM技术的基础上，高效率、高质量完成航空钣金工艺设计、仿真、分析、优化，大幅度提高各航空企业自主设计和创新设计的能力。毫不夸张地说，该系统就是国内各主机厂(所)值得倚重的航空钣金专家系统。