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波音787下线 虚拟制造让“梦想”变现实 |
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| http://cn.newmaker.com
3/6/2007 1:57:00 PM
佳工机电网
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在位于美国西雅图北郊的波音制造工厂里，一场史无前例的庆典正在隆重举行。这就是波音公司的划时代产品——787“梦想飞机”的下线仪式。就如同10年前的波音777飞机一样，787所引起的期待和兴奋早已超出了波音制造工厂。尽管它在2008年年中才有可能制造完成，但全球37家客户已经下了461架飞机的定单。其中，中国订购的60架787中有12架将在北京奥运会开幕前交付使用。
3D仿真：虚拟制造的“集大成者”
787梦想飞机的设计工作早已完成，年底前即可开始组装生产。当人们看到787飞机时，也许会说：“它不过是又一架飞机而已。”但实际上，它绝不仅仅那么简单。科罗拉多州的航空业分析家迈克尔·博伊德认为，787飞机能够载入史册得益于前沿科技的应用，而虚拟设计技术就是其中的代表。
在787“梦想飞机”的下线仪式上，并没有出现真正的飞机。这是一场虚拟的下线仪式，它以虚拟的方式标志着787的成功研制。“我们的设计师和工程师们已经在电脑屏幕上创造出飞机模型，并解决了电脑设计程序的所有漏洞。”波音公司的设计工程师西蒙·库克（Simon Cook）说：“即使没有真正的机翼和轮子我们也可以完成制造过程。”
波音787下线仪式上所展示的并不是实际存在的机器部件，而这恰恰是虚拟设计软件的神奇之处——西蒙·库克说：“它可以在我们实际制造机器之前就完成对整个飞机的生产。也就是说，当我们生产成品之前，我们就一直在‘制造’它了。”
波音公司过去就曾用动画的方式设计过飞机结构，但直到工人在工厂中生产出部件，并把它们组装到一起时，才发现许多令人烦恼的问题：要么是部件大小不合适，要么是维修工没有足够的空间完成安装。“到了全部部件制造出来的时候才发现问题，对我们来说已经太晚了。我们不得不进行大规模的返工，生产速度也因此而迟滞，这严重影响了交付客户使用的承诺日期。”
波音787飞机的首席工程师汤姆·科根（Tom Cogan）表示，新一代3D动画技术的出现彻底改变了现实。“这是所有技术的集大成者，它和我们以往所做的有着根本不同。”科根说，“想想我们以往的做法，那的确太陈旧了。”
法国Dassault Systemes（达索）公司制作的3D模型让科根属下的工程师们在全部部件生产出来之前，就能准确地看到它们对于787飞机是否合适，以及有没有足够的空间让工人们进行安装。例如，工程师们发现了计划中的货舱门并不适合于组装，他们还看到电子仪器架也存在相同的问题。否则，波音公司将要付出很高昂的代价。因为如果事先不知道要做调整，公司不仅要重新设计仪器架，而且要重新调整架子周围的结构，或者重新设计组装工具。这些工作的成本是非常高的，光是修理部件也许就得花上一星期。
3D仿真技术代表着未来的制造趋势，而且这不仅仅限于飞机制造业。达索公司CEO伯纳德·查尔斯说：“想想你每天接触到的电话、汽车、咖啡机……不管是什么东西，如今的制造业都已经变得越来越虚拟化了，这是一场革命。对影像技术的发展而言，3D仿真的确是一个前景广阔、充满活力的平台。”
新材料和减重设计带来“梦幻”体验
787梦想飞机的机舱入口不再是拥挤的狭小过道，而是一间20平方米左右、装修豪华的客厅。一进机舱门，头顶即是一个高高的穹形天棚，散发出淡淡的蓝色光辉。而全机的舱顶采用整体弧形设计，整个机舱被营造出头顶即是天空的奇妙感觉。平视看去，左手是一个酒吧台，人们可以从座位上站起来走动、饮酒读报或说笑聊天，不必一坐下去就无处再活动腰身和腿脚；左手则为公务舱，六排银色外壳内包着沙发式活动座椅，看上去明快而舒适。
迈克尔·博伊德说，自从1955年第一架波音707飞机面世以来，技术突破是一点一滴积累而成的，而所有这一切努力都是为了推动航空运输业的发展。随着航线上飞机的逐渐老化，业内分析家认为，在未来的20年里，航空市场对新飞机的需求量将接近20000架。
由于在机身和机翼采用了最新型的碳纤维复合材料，787梦想飞机的舷窗比现在的飞机大1倍以上，机内所有人都能看到窗外；整个飞机只用了20%的铝材，总面积50%以上改用复合材料，它比钢还坚固耐久，却比铝更轻盈；这种材料不会腐蚀，而且与现在通常用于飞机制造的铝金属相比更不易报废；因此，787飞机的航行维修费用就会下降，客票价格也将随之降低。
“787比以往的飞机使旅客更加舒服。坚固的机身保证了飞机可以安装更多的窗户，机舱内也得以保持更高、更舒适的气压。飞行结束后，旅客们会带着完美的感觉走下飞机。”波音公司的职员说。
尽管如此，针对787仍然存在许多质疑的声音。早先曾有人估计，787飞机会超重5000磅。“它像人们说的那样是一种又轻又快的飞机吗？或者说当它下线时是否比标准重量多了30吨？当然，如果制造者们能够尽可能地减小机身重量误差，那没有问题；但是如果它明显地超重，就会极大破坏平衡。迈克尔·博伊德说。
据787飞机项目主管迈克·拜尔（Mike Bair）介绍，飞机上的座椅轨道将座位固定在机舱地板上。“我们有非常棒的设计，可以减少几百磅的重量。”他说，“飞机上有许多地方都经过设计而减轻了重量。”
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