飞机工装是大飞机研制的关键设备，飞机工装研制约占飞机研制周期的 60%～70%，飞机工装设计是大飞机研制的关键技术之一。传统依赖于经验的逐项绘制设计模式与新机研制周期愈来愈短的矛盾愈发突出，这种耗时长、劳动强度大且重复性劳动多、不规范和质量缺陷的传统设计模式已不能满足现代飞机高质量、快节奏的研制需求。工业软件是现代工业的灵魂，是工业智慧的沉淀和结晶，航空工业软件是航空产品高效、高质量的关键技术。以飞机工装研制技术为载体，凝炼工装设计经验知识，自主开发飞机工装自动化设计工业软件，对于提升飞机工装设计效率、保障飞机研制质量、提升工装核心设计能力、缩短飞机研制周期有着重要的战略意义。

本项目以CATIA软件为平台进行二次开发，将飞机工装设计知识形成具体的设计规范，以规范推动软件的算法研究，以算法支撑软件开发，攻克了基于知识驱动的飞机工装一键快速设计、工装输入元素矢量判定和自动调整算法、基于超级副本的轻代码编程技术、基于MBD的工装模型结构树创建及属性赋值等关键技术，自主研发了基于知识驱动的飞机工装自动化设计技术及系统。基于飞机工装自动化设计系统实现了基于少量输入元素的复杂工装模型的一键自动生成和大型工装的自动分段建模，并已经成功运用于军民机型号飞机工装设计设计研制中， 保证了飞机产品质量，有效缩短了工装研制周期，解决了新机研制与传统逐项绘制的突出矛盾，满足了型号研制中工装高质量快节奏的研制需求，保障了新机型的高效研制。其主要创新点：

1.提出了一种基于知识驱动的飞机工装快速设计方法，解决了飞机工装自动化设计难题，实现了基于最少化输入元素的工装模型一键自动生成。通过对飞机工装设计知识总结归纳，形成设计规范，以规范推动飞机工装设计中大型飞机工装的结构排布、自动编号、自动装配、自动分段等软件算法研究,实现了基于少量输入元素的自动分类自动匹配，大型复杂飞机工装模型设计参数的自主决策和复杂工装模型的自动设计建模。一种基于飞机工装设计知识驱动的快速设计方法的提出，为基于飞机设计知识的飞机模型的快速设计、工艺模型快速设计、飞机检测模型的快速建立等提供了一种新的解决思路和设计方法。

2.发明了一种飞机工装矢量夹角余弦值曲面正侧判定方法，解决了飞机工装输入元素矢量自动判别技术难题，保证了飞机工装快速设计软件的唯一精准高效运行。矢量方向是三维CAD中建模元素的模型属性，矢量方向直接影响建模结果，同一数据在程序建模过程中不同的矢量方向会产生截然相反的结果。利用判定对输入曲面元素与原指定元素的位置关系和角度关系，形成一套在三维设计环境下基于指定元素方向的输入元素矢量方向判定算法和重构方法，并将该方法拓展至平面、曲线、直线工装输入元素基于制定放大的矢量自主判定和程序自动调整。解决了元素矢量自动判别技术难题，通过软件开发实现了工装输入元素的自主判别和自动调整，避免了人为判定和调整和程序运行报错，保证了程序的准确运行。

3.提出了一种基于“超级副本”的轻代码编程方法，实现了相似结构模型的快速拷贝复制及差异化自动建模，相比传统纯代码开发编程代码减少75%，程序运行时间缩短50%。工装模型中存在大量的相似结构，常规利用程序逐项特征编程的方式具有重代码、程序复杂、执行效率低等特点。通过建立副本三维模型，编写程序代码实现副本模型的自动复制调用、位置调整、引用参数自动更改等无限次的相似结构模型重构，达到基于典型副本模型单元的相似结构模型的快速差异化结构复制更新重用，解决了相似结构的逐代码编程，有效的降低程序代码的开发难度，利用少量代码实现了相似结构模型的快速实例化重用，缩减编程代码，相比传统纯代码开发编程代码减少了75%以上、缩短程序运行时间50%以上。

4.基于工装MBD设计规范装配模型结构树，提出了一种自动创建和属性赋值方法，解决了工装模型自动逻辑编号、结构树创建、不同机型差异化零件模型信息和属性参数化赋值技术难题，实现了飞机工装基于MBD设计规范的自动标准化设计。工装MBD是基于飞机工装数模为中心的设计信息、制造信息、产品管理信息的集成，通过创建模型参数和基于本地EXCEL表单的参数自动赋值更改，实现基于不同机型和专业的零组件制造信息、设计信息、管理信息的零组件结构树创建和属性自动赋值。

本项目成果授权软件著作权8项，申请发明专利1项，开发了复材T型长桁类零件成形工装快速设计软件等自动化设计软件10项，形成企业技术规范10项。基于知识驱动的飞机工装自动化设计技术及系统已运用于军民机型号研制生产中，实现了基于飞机工装MBD设计规范的大型飞机工装一键高质量规范化自动建模，平均设计效率提升了3倍以上。由西北工业大学、西安交通大学等单位专家组成的鉴定委员会认为：“项目技术难点大、复杂程度高，取得了多项技术创新和突破，工程应用成效显著，整体技术达到国际先进水平”。