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摘要：本文研究了现场可视化装配技术在飞机制造领域的应用情况，从文中可以看出现场可视化装配是一种符合当代数字化革命的新的制造模式、方法和技术。利用计算机集成技术和网络技术将产品装配制造过程中所需的各类信息集成并转换为可视化形式，传递到操作者手中，实现网络化的信息交流与共享，提高操作的准确性和工作效率，减少不增值时间，缩短研制时间，降低研制成本。
关键词：现场可视化技术；飞机制造；生产现场
引言
现场可视化装配是一种符合当代数字化革命的新的制造模式、方法和技术。利用计算机集成技术和网络技术将产品装配制造过程中所需的各类信息（零部件属性、制造工艺、装配工艺、仿真动画、技术状态、质量控制要求、工装和工具等资源配套清单）进行集成并转换为可视化形式，传递到操作者手中，实现网络化的信息交流与共享，使工人在生产现场就能够准确、迅速地查阅需要的信息，处理制造过程控制和制造过程中各环节的信息交流，提高操作的准确性和工作效率，减少不增值时间，缩短研制时间，降低研制成本。
1现场可视化装配的意义
现场可视化装配的内涵在于可以充分实现装配信息的资源共享和数据源的唯一有效，使技术文件、工艺文件的更改贯彻及时准确，将工艺人员从长期的现场服务中解放出来。操作者可以通过可视化系统屏幕的提示信息，方便直观的浏览所有相关信息，直接通过视频指导操作，有效的避免识图错误导致的返修，节省操作者借阅文件、查找图样的等待时间，处理制造过程控制和制造过程中各环节的信息交流，实现无纸制造。
现场可视化装配技术为解决飞机装配车间依靠纸介质二维数据传递和实物验证等传统的装配技术瓶颈提供了很大的可能性；实现了基于飞机三维CAD模型的装配过程的可视化，并建立飞机装配仿真技术应用体系，构建飞机装配车间的可视化系统平台，直接应用于飞机装配现场指导生产，实现了飞机数字化装配车间的工作模式，为全面打通数字化生产线，实现无图制造提供技术途径和保障。
2现场可视化装配的核心技术
2.1模型轻量化显示与自动重构技术
产品信息模型中往往包括了产品结构形状、建模过程、工程约束、特征属性等信息，导致产品数据文件非常庞大，因此，网络环境下的复杂产品模型数据交换、传输是制约企业全面信息化的瓶颈问题。而针对现场可视化装配系统的需求对三维模型进行轻量化则可有效的解决这一瓶颈问题。
产品信息模型中的数据包括几何信息和非几何信息，但生产现场更为关注模型的形体几何信息，因此在现场可视化装配系统的轻量化模型中可以通过过滤掉产品模型中的非几何信息，以达到简化产品模型，降低模型数据量的目的。
2.2大数据量三维模型信息网络传输技术
经过轻量化后的三维模型相比传统数据而言仍然存在数据量偏大的特点，尤其是大型装配体，轻量化后的模型文件仍能达到几十甚至几百兆，因此如何提高模型的网络传输效率仍然是现场可视化装配系统需要解决的问题之一。
应用于提高大数据量网络传输的技术之一是数据压缩技术，也就是在模型轻量化的基础上，通过编码代替与整合等数据处理技术对数据本身进行进一步的“瘦身”，因采用的数据压缩算法不同，一般可以把普通文件的数据压缩到原来的1/2～1/4。针对结合C\S的系统结构模式，我们把模型信息与现场需要的工艺信息进行了分离化处理，这样做的好处是在首次进行整体文件下载的时候可能需要的时间较长，但在接受工艺修改信息或者重复打开一个文件的时候，将大大提高信息的传输效率，有效的保证了大数据量三维模型信息网络传输的高效性。
3基于现场可视化装配的工艺设计
对于装配工艺设计，采用VPM平台为装配现场提供基于实例的产品结构管理。利用VPM向VPMNavigator、ENOVIAVPM和数据库操作等方式方法完成VPM对象的创建，完成设计数据导入，实现EBOM的获取。该过程中，设计数据源与拷贝生成的EBOM保存于同一数据库，操作都在VPM平台上进行。设计数据源更改时，拷贝生成的EBOM可同步更改，确保与设计数据源时刻保持一致。
工艺分离面划分是在可视化环境中进行的，通过完成工艺组合件的调整（包括标准件调整），形成PBOM，逐步过渡为MBOM。MBOM调整是通过创建新的MBOM装配节点，对被划入M-BOM的零件进行特定技术处理来进行的。
基于工艺知识库，在可视化环境中进行AO编制。为工艺规程创建专门的工艺特征，并能够关联制造数据，包括工艺模型、标准件、附注、旗注、尺寸和形位公差等工艺信息；通过扩展支持关联焊接数据等，满足平台可扩展性的要求，以及关联工装、刀量具和其它工艺资源。工艺特征创建过程能够通过拾取、过滤等操作与相关特征关联。MBOM和制造资源数据从VPM中读取，完成设计后工艺文件保存在VPM中。
4基于现场可视化装配的数据传递
数模信息是通过DB进行管理的，所有数据采用数据库形式进行管理，包括：产品结构、节点属性信息、关联文档信息、访问权限控制。通过与设计部门共同使用VPM服务器可选择将部分产品结构及相关文档进行输出，这种VPM数据库的同步性，最大限度的保证了数据的一致性。另外，CATIA文件直接存入数据库，基于EBOM数据添加工艺组合件形成PBOM。
添加工艺特征及附注后的工艺数模，进行标准件与非标准件的划分，从而完成从EBOM到PBOM的节点映射。工艺规程（AO）的编制使用PPR概念，完成工序工步的规划，关联产品模型、工装模型、技术要求，形成AO数据包。根据AO数据包完成AO输出以及可视化显示。工艺规程审核是通过确认装配顺序正确后的AO数据包完成的，审核完的AO能够反馈到企业PDM上，以数据包的形式进行归档然后发放，现场可视化装配系统通过访问AO进行相应数据资源的下载工作。
在飞机装配现场，工艺信息后处理以轻量化后的模型为基础。根据要求创建装配工艺卡片，然后以装配信息模型为信息源头，从中提取出相关信息进行处理，进而生成装配工艺文件。现场工人可以激活三维模型动画并对三维模型动画、特写视图、相关工序步骤及零件明细表等进行关联操作，这就是现场可视化装配系统的三维模型交互式操作。
5现场可视化装配系统
现场可视化装配系统的界面设置通常都比较简洁，操作流程简单易懂，以确保装配现场工人能够迅速的掌握操作技巧，根据实际需要获取相应的工艺信息。
现场可视化装配系统主要具有以下功能：
1）三维模型的动态观察与多视图浏览；
2）关键装配的分析、注释、尺寸测量；
3）工艺过程的仿真与再现；
4）生产任务的分配情况及生产资源配比检查；
5）附加工艺信息表达的三维浏览；
6）生产工艺信息的实时查询与反馈。
现场可视化装配系统和装配MES都是服务装配生产的，为了减轻工人的操作负担，应该将两个系统进行一定程度的整合。可视化系统和MES系统共用一套用户和权限系统。用户登录后，进入系统列表页，可选择进入可视化系统还是MES系统。两个系统在整合时，既有独立性又有重用性。独立性在于保证了两个系统互不干扰，重用性在于能够减少装配现场的重复操作，这种整合有效地减轻了装配现场工人的工作量，从而保证了生产的顺利平稳进行。
结论
总之，现场可视化技术的应用很大程度上减轻了装配现场工人的工作量，提高了飞机装配效率。另外，本文在探究了现场可视化技术的工艺设计与数据传递情况后，对现场可视化装配系统的应用进行了详细的讲解，从而起到了指导装配现场工人使用现场可视化装配系统的实际作用。
参考文献：
[1]喻懋林，侯伟，黎昱.现场可视化虚拟装配技术在卫星塔式产品装配中的应用[J].航空制造技术，2011（22）：67-85.