数字化技术是以数字电子计算机硬软件、周边设备、协议和网络为基础的信息离散化表述、定量、感知、传递、存储、处理、控制、联网的集成技术。其用于制造业可包括数字化制造技术与数字化产品两部分。数字化制造技术是将数字化技术用于支持部件全生命周期航空复合材料维修数字化技术的展望。
1.1 航空复合材料维修数字化技术在国际维修领域的应用国外一些知名的飞机维修企业，在基于对产品数模、装配技术保密以及适航要求的前提下使用维修手册，而在研究发展方面实施全数字化设计维修技术、运用数字化技术对修理方案的结构性能进行力学分析、对维修过程产品航材的准确定位以及航材订购的管控，以保证修理的可靠性和维修过程管控性，而对于国内维修企业，这些数字化技术被牢牢控制在 OEM 手中。
2 国内现状
目前国内复合材料维修的主要难点在于维修方案的设计，现阶段复合材料修理标准方法仅止步于次要表面的修复。大多航空公司只能利用 EASA DOA（欧洲航空安全局设计机构批准书）给出的方案进行施工。大型维修企业根据多年的维修经验以及 OEM 维修手册进行维修工作 , 但超过手册限度的方案仍受到 OEM 的制约 ,OEM 严格控制着飞机部件的三维电子数模。相关维修手册虽然规定了维修标准和工作细则，但不具有完备的数字化信息库平台，无法获得复合材料部件材料信息、铺层信息、装配信息，我国的复合材料部件维修无法实现突破式的飞跃。
(1) 利用维修工作的便利条件，采用逆向工程制作相关维修部件的三维电子数模。通过多个批次的部件进行试验、测绘和分析，提取出逆向建模的关键条件。其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质、精度等多方面的逆向，建立高还原度的三维电子数模，并对复合材料部件的材料信息、外形轮廓、连接件等信息进行详细的标注。（2）在已建立完备三维电子数模的基础上，将 SRM、CMM 维修手册的相关标准、施工程序按照部件划分至相应的三维电子数模 NOTE 文件中作为参考数据，形成直观的技术文件，并配备若干移动客户端，便于工程师和工作者维修现场的参考使用，从而减少人为因素的潜在风险。（3）由于建立三维电子数模只能作为参考使用数据，所以在与维修手册中的信息进行对接时一定要保证其数据的一致性，并及时监控手册的改版信息，使三维电子数模与手册的保持一致。（4）采用计算机辅助工艺过程设计（CAPP）结合三维电子数模，形成规范的维修工卡体系，同时对维修过程复杂繁多的维修航材进行有效管控。省去了大量的查找手册寻找相应航材以及替代航材时间，节省时间成本，提高效率。（5）基于三维电子数模及材料信息，开展复合材料部件修理性能虚拟仿真，验证修理方案的可靠性。在具备修理复合材料部件施工能力的同时，加强部件修理的设计能力，最终建成产研一体化的先进的复合材料维修企业。（6）建立以部件数据库、航材数据库、维修工装数据库、维修方案数据库等为核心的航空复合材料部件维修大数据技术平台，并进一步升级为云数据技术平台。通过该平台保证部件维修全流程中数据文件的唯一性，达到数据与复合材料部件维修诸多环节间的有效集成，确保数据流在复合材料部件维修全流程中的真实有效传递，实现大数据与云数据技术平台和数字化生产线的有效衔接，实现航空复合材料部件维修的数字化集成，达到缩短周期和提升产品维修质量的效果。V2500 发动机风扇罩主体结构是由碳纤维和铝蜂窝组成的三明治结构，实际是由 2～7 层不等碳纤维和两种不同密度的蜂窝组成（如图 1），由于其结构的复杂性，主体部位一旦发生损伤，使用二维图纸进行维修，无论是在方案设计方面和工程施工方面都将是一大挑战，并且增加了人为因素风险隐患。因此，南航沈阳维修基地首次应用数字化技术设计风扇罩损伤修理方案。具体步骤为：
（1）建立损伤模型：参考相关基准面，通过实际测量缺陷位置信息，在三维数模目录树下标注风扇罩损伤尺寸信息、轮廓尺寸信息、连接件信息、零部件件序号信息和材料信息等，直观地获得缺陷位置材料体系、紧固件品名材质、上下级部件的装配关系等，通过逆向扫描模拟出风扇罩局部损伤的三维型（如图 2）。
（2）建立维修模型：通过现场测尺、结合手册信息和厂家维修图纸在三维数模目录树下建立相关的维修信息，如材料信息（蜂窝、碳纤维层、玻璃布层、胶接层等）、各个修理的区域及尺寸信息和零部件件序号信息等，直观地建立缺陷位置维修体系，通过逆向扫描模拟出风扇罩三维维修模型（如图 3）。
从风扇罩的三维维修模型中不难发现，工作者在维修过程中可实现直观地查找维修信息，避免出现由于读图失误而造成的人为差错，可以提高维修效率。打破以往采用二维图纸编制超规范维修方案的模式，将三维数模维修方案引入文件，形成直观简洁的维修方案，加快方案编制的速度和审核速度，并在维修现场配备个人移动终端设备，在维修过程中随时可以接近三维电子数模，查找确认相关信息，提高维修效率，减少人为差错。
（3）剖析三维维修模型：与二维维修模型方案相比，使用三维数模进行编制维修方案共使用 4 张图标便可以进行清晰的表达。而使用二维图纸编制的方案共需要 11 张图标，在查看过程中需往复进行细致的分析对比，且易出现读图失误造成的人为差错。由此可见采用三维数模编制维修方案可以大幅地减少维修方案的篇幅，工程师可以清晰明了地表明自身的维修思路和设计方案，工作者可以更加轻松地实施维修方案。（4） 三维维修模型的展望：目前国内民用航空维修领域之所以没有使用三维数模进行相关生产维修工作，主要是受到OEM 的限制，不能实时更新数模版本。南航沈阳基地在日常维修工作中，以手册为基本依据的前提下，主要通过自我积累维修部件的三维数模，建立相关的数据库和 NOTE 标注集。这样便可以采取三维数模辅助快速识别部件损伤位置、航材基本信息、质量分区基本信息、损伤容限基本信息、维修章节基本信息、特殊要求（如磅力矩等）基本信息等，完成识别后有针对性的在维修手册中进行确认核对工作；遇到超过手册规定范围的损伤，也可以通过三维数模编制维修方案，简化方案篇幅，配合移动终端设备接近相关具体方案，直观快速的理解并实施维修方案。此文由中国复合材料工业协会搜集整理编译，部分数据来源于网络资料。文章不用于商业目的，仅供行业人士交流，引用请注明出处。