飛機(jī)裝配智能制造體系構(gòu)建及關(guān)鍵技術(shù)*

中航工業(yè)江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 宋利康 鄭堂介

南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 黃少華 郭 宇

南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院 朱永國(guó)

進(jìn)入信息化時(shí)代，新型傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、人工智能技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展不斷推動(dòng)著制造業(yè)生產(chǎn)方式的變革，以數(shù)字化為基礎(chǔ)的智能制造模式應(yīng)運(yùn)而生，也催生了以信息和知識(shí)為代表的新一代生產(chǎn)力，成為促進(jìn)現(xiàn)代制造技術(shù)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素和重要力量。

2013年4月，德國(guó)政府在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上推出的“工業(yè)4.0”標(biāo)志著新一輪工業(yè)革命的到來。德國(guó)定義的第四次工業(yè)革命是基于信息化的自動(dòng)化生產(chǎn)，其實(shí)質(zhì)是通過信息技術(shù)和制造技術(shù)深度融合使得自感知、自診斷、自優(yōu)化、自決策、自執(zhí)行的高度柔性生產(chǎn)方式成為可能。“工業(yè)4.0”提出以信息物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System）為基礎(chǔ)的3大主題：“智能工廠”、“智能生產(chǎn)”和“智能物流”，其目的就是實(shí)現(xiàn)制造過程的智能化。而無論是德國(guó)的“工業(yè)4.0”，還是美國(guó)的“再工業(yè)化”、日本的“智能制造系統(tǒng)IMS”、歐盟的“IMS 2020計(jì)劃”，甚至我國(guó)提出的“中國(guó)制造2025”，這些戰(zhàn)略都告訴我們：隨著新一輪工業(yè)革命的到來，智能制造已成為全球制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

以飛機(jī)制造為代表的航空制造業(yè)是國(guó)家工業(yè)的尖端產(chǎn)業(yè)，具有技術(shù)密集度高、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)范圍廣、輻射帶動(dòng)效應(yīng)大等特點(diǎn)，是國(guó)家工業(yè)發(fā)展、科技能力以及國(guó)防水平的重要標(biāo)志和綜合體現(xiàn)。對(duì)于飛機(jī)裝配過程而言，由于其高復(fù)雜性和高精度的特點(diǎn)及其高質(zhì)量和低周期的研制目標(biāo)，對(duì)智能制造技術(shù)的應(yīng)用需求已十分迫切，研究飛機(jī)裝配智能制造技術(shù)必將對(duì)飛機(jī)裝配水平的提升以及航空制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。

智能制造特征分析

智能制造基于傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、人工智能技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，通過智能化的感知、人機(jī)交互、決策和執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的智能化，是信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造技術(shù)的深度融合與集成[1]。智能制造具有狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、高度集成和精準(zhǔn)執(zhí)行等特征。

1 狀態(tài)感知

對(duì)制造車間人員、設(shè)備、工裝、物料、刀具、量具等多類制造要素進(jìn)行全面感知，完成制造過程中的物與物、物與人及人與人之間的廣泛關(guān)聯(lián),是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)。針對(duì)要采集的多源制造數(shù)據(jù)，通過配置各類傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)物理制造資源的互聯(lián)、互感，從而確保制造過程多源信息的實(shí)時(shí)、精確和可靠獲取，智能制造系統(tǒng)的感知互聯(lián)覆蓋全部制造資源以及制造活動(dòng)全過程。

2 實(shí)時(shí)分析

制造數(shù)據(jù)是進(jìn)行一切決策活動(dòng)和控制行為的來源和依據(jù)?；谥圃爝^程感知技術(shù)獲得各類制造數(shù)據(jù)，對(duì)制造過程中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、實(shí)時(shí)傳輸與分發(fā)、實(shí)時(shí)處理與融合等是數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)服務(wù)的前提。因此，對(duì)制造數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，將多源、異構(gòu)、分散的車間現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可用于精準(zhǔn)執(zhí)行和智能決策的可視化制造信息，是智能制造的重要組成部分，對(duì)制造過程的自主決策及精準(zhǔn)控制起著決定性的作用。

3 自主決策

“智能”是知識(shí)和智力的總和，知識(shí)是實(shí)現(xiàn)智能的基礎(chǔ)，智力是獲取和運(yùn)用知識(shí)求解的能力。智能制造不僅僅是利用現(xiàn)有的知識(shí)庫指導(dǎo)制造行為，同時(shí)具有自學(xué)習(xí)功能，能夠在制造過程中不斷地充實(shí)制造知識(shí)庫，更重要的是還有搜集與理解制造環(huán)境信息和制造系統(tǒng)本身的信息，并自行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。在傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)中，人作為決策智能體具有支配各類“制造資源”的制造行為，制造設(shè)備、工裝等并不具備分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等高級(jí)的行為能力。而智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)，其“制造資源”具有不同程度的感知、分析與決策功能，能夠擁有或擴(kuò)展人類智能，使人與物共同組成決策主體，促使信息物理融合系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)更深層次的人機(jī)交互與融合。

4 高度集成

在實(shí)現(xiàn)制造業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化和信息化的過程中，集成已成為制造系統(tǒng)重要的表現(xiàn)形式，涵蓋了硬件設(shè)備和控制軟件的集成、研發(fā)設(shè)計(jì)和制造的集成、管理和控制的集成、產(chǎn)供銷的集成以及PDM/ERP/CAPP/MES等企業(yè)信息系統(tǒng)的綜合集成。對(duì)于智能制造而言，集成的覆蓋面更加廣泛，不僅包括制造過程硬件資源間的集成、軟件信息系統(tǒng)的集成，還包括面向產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、運(yùn)營(yíng)、管理、服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期所有環(huán)節(jié)的集成，以及產(chǎn)品制造過程中所有的行為活動(dòng)、實(shí)時(shí)的制造數(shù)據(jù)、豐富的制造知識(shí)之間的集成。智能制造將所有分離的制造資源、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使所有資源、數(shù)據(jù)、知識(shí)達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)集中、高效、便利的管理。

5 精準(zhǔn)執(zhí)行

制造活動(dòng)的精準(zhǔn)執(zhí)行是實(shí)現(xiàn)智能制造的最終落腳點(diǎn)，車間制造資源的互聯(lián)感知、海量制造數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集分析、制造過程中的自主決策都是為實(shí)現(xiàn)智能執(zhí)行服務(wù)的。數(shù)字化、自動(dòng)化、柔性化的智能加工設(shè)備、測(cè)試設(shè)備、裝夾設(shè)備、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備是制造執(zhí)行的基礎(chǔ)條件和設(shè)施[2]，通過傳感器、RFID等獲取的制造過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是制造精準(zhǔn)執(zhí)行的來源和依據(jù)，設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)測(cè)控制、制造過程的調(diào)度優(yōu)化、生產(chǎn)物料的準(zhǔn)確配送、產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)檢測(cè)等是制造的表現(xiàn)形式。制造過程的精準(zhǔn)執(zhí)行是使制造過程以及制造系統(tǒng)處于最優(yōu)效能狀態(tài)的保障，也是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要體現(xiàn)。

飛機(jī)裝配智能制造體系構(gòu)建

針對(duì)飛機(jī)裝配具有的裝配工藝復(fù)雜、零部件數(shù)量眾多、裝配質(zhì)量和精度要求高等特點(diǎn)及其推進(jìn)精益生產(chǎn)的需求，飛機(jī)智能裝配技術(shù)主要側(cè)重于面向飛機(jī)裝配智能車間的應(yīng)用系統(tǒng)和智能裝配工具的開發(fā)和集成，以解決飛機(jī)裝配過程數(shù)字化與自動(dòng)化程度低、車間管理技術(shù)手段落后等問題。

以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、計(jì)算機(jī)仿真以及網(wǎng)絡(luò)安全等關(guān)鍵共性技術(shù)作為支撐技術(shù)，提供飛機(jī)裝配過程中的智能裝配設(shè)備、制造要素動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、制造信息實(shí)時(shí)采集與管理、飛機(jī)裝配過程自主決策與執(zhí)行優(yōu)化的集成方案，解決面向飛機(jī)裝配過程的智能技術(shù)應(yīng)用集成問題，形成可擴(kuò)展、可配置的“飛機(jī)智能裝配”應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)裝配過程和管理的自動(dòng)化、數(shù)字化與可視化，從價(jià)值鏈、企業(yè)層、車間層和設(shè)備層4個(gè)層面。提升航空裝備制造系統(tǒng)的狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策和精準(zhǔn)執(zhí)行水平，為航空制造業(yè)推進(jìn)智能制造技術(shù)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。面向飛機(jī)裝配的智能制造體系如圖1所示，主要由關(guān)鍵技術(shù)支撐層、智能設(shè)備載體層、數(shù)據(jù)采集分析層、制造執(zhí)行與優(yōu)化層和企業(yè)信息系統(tǒng)集成層構(gòu)成。

圖1 飛機(jī)裝配智能制造體系架構(gòu)

1 智能設(shè)備載體層

智能設(shè)備載體層包括飛機(jī)智能對(duì)接平臺(tái)、智能牽引及支撐平臺(tái)、智能發(fā)動(dòng)機(jī)安裝平臺(tái)、智能座椅安裝平臺(tái)、智能起落架安裝平臺(tái)、智能檢測(cè)及故障診斷系統(tǒng)、智能工具管理系統(tǒng)、智能物料配送系統(tǒng)和激光雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)等，為飛機(jī)的智能裝配、智能測(cè)量、智能管理等提供必備設(shè)施，是飛機(jī)智能裝配的硬件載體。

2 數(shù)據(jù)采集分析層

數(shù)據(jù)采集分析層針對(duì)要采集的多源制造數(shù)據(jù)，通過配置符合飛機(jī)裝配需求的各類傳感器、電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配現(xiàn)場(chǎng)制造要素的各類狀態(tài)、運(yùn)行、控制等參數(shù)的采集，實(shí)現(xiàn)物理制造資源的互聯(lián)、互感，確保飛機(jī)裝配過程多源信息的實(shí)時(shí)、精確和可靠獲取。另外，在獲得生產(chǎn)過程制造數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將源自異構(gòu)傳感器上多源、分散的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可被制造執(zhí)行過程決策利用的標(biāo)準(zhǔn)制造信息[3]。通過定義多源數(shù)據(jù)關(guān)系、構(gòu)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型，建立信息整合規(guī)則，完成多源數(shù)據(jù)在制造執(zhí)行環(huán)境中的融合處理，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)在制造執(zhí)行環(huán)境中的最終整合，并轉(zhuǎn)換為可直接為制造執(zhí)行過程監(jiān)控與優(yōu)化服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)制造信息。

3 制造執(zhí)行與優(yōu)化層

制造執(zhí)行與優(yōu)化層基于采集到的各類制造數(shù)據(jù)，進(jìn)行多種制造活動(dòng)，包括飛機(jī)數(shù)字化裝配、裝配過程建模與仿真優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)控制、物料的配送管理、飛機(jī)裝配質(zhì)量的實(shí)時(shí)檢測(cè)等。

4 系統(tǒng)集成層

系統(tǒng)集成層是實(shí)現(xiàn)與企業(yè)現(xiàn)有的CAPP、ERP、PDM、MES等系統(tǒng)的集成，達(dá)到所有資源、數(shù)據(jù)、知識(shí)的高度共享。

飛機(jī)裝配智能制造關(guān)鍵技術(shù)

1 飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)

飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)是數(shù)字化裝配工藝技術(shù)、數(shù)字化柔性裝配工裝技術(shù)、光學(xué)檢測(cè)與反饋技術(shù)及數(shù)字化的集成控制技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)裝配過程的數(shù)字化、柔性化、信息化、模塊化和自動(dòng)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量、適應(yīng)快速研制和生產(chǎn)、降低制造成本為目標(biāo)。

根據(jù)復(fù)雜航空產(chǎn)品具有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件組成數(shù)量龐大、裝配精度高等裝配特點(diǎn)，飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)的體系如圖2所示。飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)4個(gè)基本功能：飛機(jī)裝配建模、裝配序列建模、裝配路徑規(guī)劃和裝配過程分析[4]。在飛機(jī)裝配建模模塊中，首先要建立飛機(jī)的三維裝配模型，然后進(jìn)行公差、約束和裝配力分析；其次，建立飛機(jī)裝配體的初始裝配序列，規(guī)劃飛機(jī)裝配路徑；再次，以飛機(jī)某個(gè)關(guān)鍵零件為參照，對(duì)其余零部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，從而使得飛機(jī)裝配過程可視，以此檢驗(yàn)飛機(jī)裝配過程是否合理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)裝配過程的優(yōu)化。

圖2 飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

2 飛機(jī)裝配過程建模與仿真優(yōu)化技術(shù)

根據(jù)飛機(jī)裝配過程的實(shí)際需求，提出其制造過程建模與仿真優(yōu)化技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，如圖3所示。飛機(jī)裝配過程建模與仿真優(yōu)化技術(shù)作為先進(jìn)的系統(tǒng)評(píng)價(jià)與優(yōu)化工具，可以對(duì)整個(gè)制造系統(tǒng)進(jìn)行深入地分析評(píng)價(jià)與優(yōu)化。

圖3 飛機(jī)裝配過程建模與仿真優(yōu)化技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

首先，結(jié)合飛機(jī)裝配工藝路徑規(guī)劃、裝配物料清單和實(shí)際的裝配路線布局，采用多粒度建模方式對(duì)飛機(jī)裝配線進(jìn)行1∶1虛擬建模，通過仿真評(píng)估模塊對(duì)仿真模型進(jìn)行有效性評(píng)估，保證所建立的飛機(jī)裝配模型能滿足后續(xù)的在線仿真和優(yōu)化的需要。其次，分析和評(píng)估該裝配的制造能力，確定裝配瓶頸環(huán)節(jié)。然后，根據(jù)要求進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果修改模型，直到方案滿足給定要求。最后，對(duì)滿足條件的飛機(jī)裝配過程仿真模型進(jìn)行在線仿真，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)由MES系統(tǒng)采集得到，包括人員工作狀態(tài)信息、物料狀態(tài)信息、工件狀態(tài)信息、測(cè)試設(shè)備狀態(tài)信息、物流狀態(tài)信息和裝配進(jìn)度信息等，由這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)仿真模型運(yùn)行，并實(shí)時(shí)比對(duì)當(dāng)前的工作進(jìn)度和仿真進(jìn)度。

3 智能物料配送技術(shù)

飛機(jī)裝配系統(tǒng)是由一系列離散型工位和物料配送系統(tǒng)組成的，物料配送在產(chǎn)品裝配過程中具有非常重要的作用。車間在物料配送過程中要求智能配送小車以裝配工具包為單元，并選擇最短移動(dòng)路徑運(yùn)輸。為實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)配送和配送路徑的智能選擇，提出采用基于實(shí)時(shí)定位的物料配送技術(shù)，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

（1） 車間定位。

飛機(jī)裝配車間定位采用區(qū)域定位和精確定位相結(jié)合的方式，利用區(qū)域定位技術(shù)采集物料、工裝等的區(qū)域位置信息，精確定位信息實(shí)現(xiàn)物料配送車輛的導(dǎo)航和追蹤。

（2） 車間數(shù)據(jù)模型。

車間數(shù)據(jù)模型主要將車間裝配過程中數(shù)據(jù)進(jìn)行分類與匹配，建立標(biāo)準(zhǔn)化模型，形成有效的生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模型，通過屬性特征來表征基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，動(dòng)作特征來反映產(chǎn)品裝配過程的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋在數(shù)字化車間電子地圖中，為物料配送系統(tǒng)的功能執(zhí)行層提供實(shí)時(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持。

圖4 智能物料配送技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

（3） 配送系統(tǒng)執(zhí)行。

基于實(shí)時(shí)定位的物料配送的功能執(zhí)行是實(shí)現(xiàn)物料動(dòng)態(tài)配送優(yōu)化的一個(gè)關(guān)鍵。通過接收配送任務(wù)，根據(jù)數(shù)字化車間地圖提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，規(guī)劃出物料配送的最優(yōu)路徑，并在配送過程中及時(shí)響應(yīng)車間生產(chǎn)要素的臨時(shí)變動(dòng)，通過調(diào)用不同的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)物料配送過程的二次優(yōu)化配置。

（4） 配送任務(wù)接口。

配送任務(wù)接口實(shí)現(xiàn)與企業(yè)現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)進(jìn)行集成，如ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)等。

（5） 企業(yè)系統(tǒng)管理。

企業(yè)系統(tǒng)管理主要負(fù)責(zé)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和訂單生成相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃和工藝路徑等信息，并將這些信息下發(fā)到配送任務(wù)接口層，利用集成接口將工藝數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可識(shí)別的配送任務(wù)數(shù)據(jù)。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的飛機(jī)裝配車間智能感知技術(shù)

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到飛機(jī)裝配車間。針對(duì)目前飛機(jī)裝配車間現(xiàn)場(chǎng)制造數(shù)據(jù)采集手段落后、生產(chǎn)狀態(tài)反饋滯后、裝配過程不透明等問題，提供飛機(jī)裝配過程中的裝配要素動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、裝配信息實(shí)時(shí)采集與管理、裝配過程狀態(tài)對(duì)應(yīng)評(píng)估的集成方案，解決面向飛機(jī)裝配過程自動(dòng)化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用集成問題，形成可擴(kuò)展、可配置的“物聯(lián)網(wǎng)飛機(jī)裝配車間”應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)裝配過程狀態(tài)和制造質(zhì)量信息的可視化?；谖锫?lián)網(wǎng)的飛機(jī)裝配車間智能感知技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

基于物聯(lián)網(wǎng)的飛機(jī)裝配車間智能感知技術(shù)，為車間提供基于物聯(lián)網(wǎng)的飛機(jī)裝配現(xiàn)場(chǎng)制造信息采集、建模、存儲(chǔ)、查詢、交換、分析和使用的系統(tǒng)解決途徑和工具，有效實(shí)現(xiàn)裝配現(xiàn)場(chǎng)裝配要素的實(shí)時(shí)監(jiān)控、飛機(jī)裝配全過程的跟蹤與追溯以及完整和準(zhǔn)確的裝配現(xiàn)場(chǎng)裝配信息提供，對(duì)推動(dòng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化裝配具有重要的意義。

圖5 基于物聯(lián)網(wǎng)的飛機(jī)裝配車間智能感知技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

5 面向飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)裝配的云服務(wù)技術(shù)

面向飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)裝配的云服務(wù)技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有信息化制造（信息化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、仿真、管理和集成）技術(shù)與云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)計(jì)算、智能科學(xué)和高效能計(jì)算等新興信息技術(shù)。將各類制造資源和制造能力虛擬化、服務(wù)化，構(gòu)成制造資源和制造能力的服務(wù)云池，并進(jìn)行統(tǒng)一、集中的優(yōu)化管理和經(jīng)營(yíng)，用戶只要通過云端就能隨時(shí)隨地按需獲取制造資源與能力服務(wù)，進(jìn)而智慧地完成其制造全生命周期的各類活動(dòng)[5]，其體系結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 面向飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)裝配的云服務(wù)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

面向飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)裝配的云服務(wù)技術(shù)的重點(diǎn)在于支持飛機(jī)裝配資源的動(dòng)態(tài)共享與協(xié)同。飛機(jī)裝配資源包括設(shè)計(jì)分析軟件、仿真試驗(yàn)環(huán)境、測(cè)試試驗(yàn)環(huán)境、各類測(cè)試設(shè)備、高性能計(jì)算設(shè)備和企業(yè)單元制造系統(tǒng)等。面向飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)裝配的云服務(wù)技術(shù)能夠支持樣機(jī)設(shè)計(jì)裝配一體化，各部門通過企業(yè)網(wǎng)絡(luò)可隨時(shí)隨地按需獲取云制造系統(tǒng)中的各類設(shè)計(jì)和生產(chǎn)服務(wù)資源，實(shí)現(xiàn)基于流程的跨階段協(xié)同裝配。

6 PDM/ERP/CAPP/MES等信息系統(tǒng)的無縫集成技術(shù)

基于物聯(lián)網(wǎng)的飛機(jī)裝配車間智能感知技術(shù)為PDM、ERP、CAPP和MES系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。根據(jù)典型應(yīng)用系統(tǒng)的集成需求，設(shè)計(jì)基于XML技術(shù)的信息集成方案，以統(tǒng)一、可擴(kuò)展的方式解決跨語言、跨應(yīng)用的應(yīng)用系統(tǒng)間集成問題，降低其系統(tǒng)集成的耦合度，提高集成的適應(yīng)性。如圖7所示為飛機(jī)裝配車間數(shù)字化平臺(tái)數(shù)據(jù)集成需求。

根據(jù)集成層次的不同，可以將應(yīng)用系統(tǒng)與信息化平臺(tái)的集成模式劃分為封裝模式、接口模式和緊密集成模式。緊密集成模式是最高層次的集成。在這一層次中，各應(yīng)用程序被視為信息化平臺(tái)系統(tǒng)的組成部分，對(duì)所有類型的信息，信息化平臺(tái)都提供了全自動(dòng)的雙向相關(guān)交換，使用戶能夠在前后一致的環(huán)境里工作，真正實(shí)現(xiàn)一體化。采用緊密集成模式，需要對(duì)應(yīng)用工具的數(shù)據(jù)和集成工作平臺(tái)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，制定統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，只要其中之一的結(jié)構(gòu)關(guān)系發(fā)生了變化，另一個(gè)會(huì)自動(dòng)隨之改變，始終保持應(yīng)用工具和集成平臺(tái)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的同步。

結(jié)束語

飛機(jī)裝配智能制造是將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)引入到飛機(jī)裝配的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)中。建立飛機(jī)智能裝配體系，將有效提升飛機(jī)裝配系統(tǒng)的的自感知、自診斷、自優(yōu)化、自決策和自執(zhí)行能力。飛機(jī)智能裝配技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)打造高度智能化、柔性化的飛機(jī)智能裝配車間，建立航空智能制造工廠，全面提升航空制造業(yè)的整體水平具有重要的意義。

圖7 飛機(jī)裝配車間數(shù)字化平臺(tái)集成

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