數(shù)字化車間及航空智能制造實(shí)踐

（中航工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，成都 610091）

近年來，隨著新一代信息通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展及制造業(yè)自動化水平的進(jìn)一步提升，制造過程中的計算機(jī)化、信息化、集成化和智能化已經(jīng)成為制造企業(yè)提高市場競爭力而大量采用的手段[1]。

隨著數(shù)字化制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，以產(chǎn)品設(shè)計、制造、服務(wù)智能化為特點(diǎn)，融合傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能的智能制造技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展方向，其應(yīng)用水準(zhǔn)和普及程度已成為衡量一個國家綜合國力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志[2]。作為一種可持續(xù)發(fā)展的制造模式，智能制造可以減少制造過程中對資源與能源的消耗，并減少廢棄物的產(chǎn)生與排放[3]。由于智能制造技術(shù)將實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域、協(xié)同化、網(wǎng)絡(luò)化的制造業(yè)創(chuàng)新體系，并徹底改變現(xiàn)有生產(chǎn)方式和制造業(yè)競爭格局，已經(jīng)引起了各個國家的高度重視。圍繞搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點(diǎn)、打造國家新優(yōu)勢的競爭日趨激烈[4]。針對智能制造，世界各國紛紛提出了智能制造規(guī)劃以促進(jìn)本國制造技術(shù)的發(fā)展與升級，提升國際競爭力。

（1）德國“工業(yè) 4.0”[5-7]。

德國政府提出“工業(yè)4.0”概念，通過建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，使德國成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的供應(yīng)國和主導(dǎo)市場，提升德國的全球競爭力。

（2）美國“重整制造業(yè)計劃”。

美國為制定了《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》等一系列計劃，并將智能制造確定為美國政府制造研發(fā)的3大重點(diǎn)領(lǐng)域之一，力圖建立智能制造技術(shù)的基礎(chǔ)理論，突破智能制造裝備的關(guān)鍵技術(shù)[8]。

（3）英國“英國制造2050”。

英國政府發(fā)布《英國工業(yè)2050戰(zhàn)略》，旨在通過科技改變生產(chǎn)，將信息通訊技術(shù)、新材料等科技與產(chǎn)品和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的融合，改變產(chǎn)品的設(shè)計、制造模式。

（4）法國“新工業(yè)法國”。

法國政府推出《新工業(yè)法國》戰(zhàn)略，包含超級計算機(jī)、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等34項(xiàng)具體計劃，旨在通過創(chuàng)新重塑工業(yè)實(shí)力，使法國處于全球工業(yè)競爭力第一梯隊(duì)。

（5）日本“智能制造系統(tǒng)IMS”。

日本東京大學(xué)工程系向歐美國家的政府和工業(yè)界人士提出“智能制造系統(tǒng)”研究計劃，制定了智能制造業(yè)的技術(shù)路線。

（6）中國“中國制造2025”。

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的背景下，中國政府提出“中國制造2025”重大戰(zhàn)略舉措，旨在實(shí)現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和跨越發(fā)展，改變我國制造業(yè)“大而不強(qiáng)”的局面[9]。

世界各國在制造業(yè)領(lǐng)域采取的系列措施表明以智能制造為代表的先進(jìn)制造業(yè)是未來的必然發(fā)展方向。如何在新的工業(yè)革命和產(chǎn)業(yè)革命中抓住智能制造發(fā)展歷史機(jī)遇，助推制造業(yè)的跨越式發(fā)展，實(shí)現(xiàn)由制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變是我國制造業(yè)所要解決的問題。

智能制造促進(jìn)航空制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級

航空制造業(yè)作為“工業(yè)之花”，其技術(shù)水平和生產(chǎn)能力是國家制造業(yè)實(shí)力和國防科技工業(yè)現(xiàn)代化水平的綜合體現(xiàn)，在國民經(jīng)濟(jì)和國防現(xiàn)代化建設(shè)中有著舉足輕重、不可替代的地位和作用，已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略性高科技產(chǎn)業(yè)，體現(xiàn)綜合國力及整體工業(yè)水平，得到世界各國的高度重視和優(yōu)先發(fā)展[10]。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件作為飛機(jī)氣動外形的重要組成部分，是航空制造業(yè)智能制造重點(diǎn)發(fā)展專業(yè)[11]。根據(jù)ICF國際咨詢公司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2012年全球飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的制造費(fèi)用約占整機(jī)制造費(fèi)用的27%。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工制造已經(jīng)成為影響航空制造業(yè)的重要因素。航空制造業(yè)發(fā)展新一代智能制造技術(shù)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造無疑成為航空制造業(yè)中重點(diǎn)發(fā)展方向。提升航空制造業(yè)整體技術(shù)水平，促進(jìn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)發(fā)展成為關(guān)鍵[12]。

實(shí)現(xiàn)航空智能制造的基礎(chǔ)是自動化，而實(shí)現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)則是數(shù)字化。因此為實(shí)現(xiàn)航空智能制造技術(shù)的發(fā)展，必須在現(xiàn)有數(shù)字化制造、數(shù)字化車間基礎(chǔ)上，利用“知識處理”、“智能優(yōu)化”、“智能數(shù)控加工”等方法，開展智能制造關(guān)鍵技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)航空智能制造技術(shù)突破。

1 航空數(shù)字化制造

數(shù)字化制造就是將產(chǎn)品制造過程中的各種信息采用數(shù)字化手段進(jìn)行表達(dá)、處理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速制造，包括計算機(jī)輔助設(shè)計制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、企業(yè)資源計劃、車間狀態(tài)監(jiān)控等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。通過上述關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化車間構(gòu)建。為發(fā)展智能化制造模式，國內(nèi)航空制造企業(yè)必須在數(shù)字化制造領(lǐng)域開展研究并取得技術(shù)突破，邁出向智能制造發(fā)展的第一步。

1990年，波音公司率先在波音777飛機(jī)項(xiàng)目全面采用數(shù)字化技術(shù)。波音公司通過數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字化定義、三維數(shù)字化預(yù)裝配和并行工程，建立全球第一個全機(jī)數(shù)字樣機(jī)，使得工程設(shè)計水平和飛機(jī)研制效率得到了巨大的提高，制造成本降低了30%～ 40%，產(chǎn)品開發(fā)周期縮短了40%～ 60%。

國內(nèi)航空制造企業(yè)緊跟世界先進(jìn)航空制造企業(yè)的技術(shù)發(fā)展。通過技術(shù)研究，已基本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計及基于模型的制造，并實(shí)現(xiàn)了部分制造過程的數(shù)字化管控。國內(nèi)先進(jìn)航空制造企業(yè)已初步建成數(shù)字化車間環(huán)境，具備向自動化、智能化制造發(fā)展的基礎(chǔ)。

2 航空智能制造

航空數(shù)字化制造技術(shù)可實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)品的數(shù)字化控制及快速制造。但采用數(shù)字化制造技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)品的自適應(yīng)、自優(yōu)化的智能加工。為實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗生產(chǎn)，必須開展航空智能制造技術(shù)研究，促進(jìn)航空制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

國外先進(jìn)航空制造企業(yè)為順應(yīng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性自動化、智能化發(fā)展需求，已經(jīng)開始了以柔性自動化生產(chǎn)線為代表的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)模式。德國AEROTECH公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了按零件分類配置設(shè)備，以柔性生產(chǎn)線的模式實(shí)現(xiàn)了多品種、大批量民機(jī)結(jié)構(gòu)件的的柔性生產(chǎn)，平均設(shè)備利用率達(dá)到了90%以上；韓國KAI公司，實(shí)現(xiàn)了A350飛機(jī)機(jī)翼大尺寸、單一品種、大批量零件從裝夾、翻面、加工、去毛刺、清洗烘干、檢測的全過程自動化生產(chǎn)。

國內(nèi)航空制造企業(yè)為縮短同國際先進(jìn)水平的差距，提升航空制造業(yè)技術(shù)水平，已經(jīng)引進(jìn)國際先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備及部分柔性生產(chǎn)線和柔性生產(chǎn)單元。但在應(yīng)用層面，仍以單臺應(yīng)用為主，生產(chǎn)過程人工干預(yù)現(xiàn)象嚴(yán)重，不具備柔性化、自動化。單個飛機(jī)結(jié)構(gòu)件從投料到最終交付的整個制造主流程超過100天，制造過程增值比不足2%。為適應(yīng)新一代飛機(jī)的技術(shù)要求及大幅度提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低資源消耗和生產(chǎn)成本，國內(nèi)航空主機(jī)制造企業(yè)必須改變現(xiàn)有飛機(jī)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)制造模式，在現(xiàn)有數(shù)字化車間基礎(chǔ)上，實(shí)施以信息化、智能化為特點(diǎn)的航空智能制造技術(shù)[13]，提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工自動化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件低成本、準(zhǔn)時、優(yōu)質(zhì)、可持續(xù)生產(chǎn)。進(jìn)而推動航空制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，助推《中國制造2025》在航空制造領(lǐng)域的實(shí)施落地，實(shí)現(xiàn)由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)變。

航空智能制造實(shí)踐

中航工業(yè)成飛針對飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的數(shù)字化、智能化制造已開展多年的技術(shù)研究與實(shí)踐。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展包括以下階段。

萌芽期：模線樣板、直接數(shù)字控制；單點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用階段：現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)、CIMS技術(shù)、分布式數(shù)控等；單元化應(yīng)用階段：MES集成應(yīng)用、DNC等；綜合集成應(yīng)用階段：工業(yè)大數(shù)據(jù)、無紙化制造、實(shí)時狀態(tài)監(jiān)控；融合集成階段：智能設(shè)備、智能工藝、智能管控、數(shù)字化車間等。

經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展，目前已經(jīng)建成涵蓋數(shù)字化工藝、數(shù)字化設(shè)備、數(shù)字化管控技術(shù)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)字化車間。為促進(jìn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工水平的提升，在現(xiàn)有數(shù)字化車間基礎(chǔ)上，以智能制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系及工業(yè)大數(shù)據(jù)為支撐，研究飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能工藝、智能裝備、智能管控、云制造等智能制造關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜航空結(jié)構(gòu)件多品種、小批量，混線生產(chǎn)模式下車間物流自動化、產(chǎn)品全流程自動化、智能化加工。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間包含基礎(chǔ)物理層、中間管理層及頂端智能管控層（圖1）。物理層包括數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備、物流設(shè)備及制造過程感知、定位、識別設(shè)備，物理層可實(shí)現(xiàn)加工過程的狀態(tài)感知及自主運(yùn)行。管理層包括作業(yè)管理、執(zhí)行管理與業(yè)務(wù)管理。作業(yè)管理包括設(shè)備控制、物流控制、操作控制；執(zhí)行管理可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計劃執(zhí)行，資源、物流、工藝保障，現(xiàn)場管理及績效管理；業(yè)務(wù)管理可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、訂單管理、ERP管理等。智能管控層構(gòu)建智能管控中心、云計算中心、云服務(wù)中心。云計算中心對生產(chǎn)過程中的結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化工業(yè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，為智能管控中心的決策提供數(shù)據(jù)支撐。

在現(xiàn)有飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)字化車間基礎(chǔ)上，依據(jù)智能數(shù)字化車間框架，研究智能工藝、智能裝備、大數(shù)據(jù)、智能管控等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造過程的動態(tài)感知、實(shí)時分析、自主決策及精準(zhǔn)執(zhí)行。

圖1 飛機(jī)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間架構(gòu)Fig.1 Framework of intelligent digital workshop for aircraft structural parts

圖2 智能制造的“冰山模型”Fig.2 Ice mountain model for intelligent manufacturing

如圖2所示，如同“冰山模型”，要實(shí)現(xiàn)智能制造，執(zhí)行端看似越來越優(yōu)質(zhì)、越來越高效、越來越低成本，但“在冰山下”是對工藝技術(shù)、硬件應(yīng)用技術(shù)（含傳感技術(shù)）、工業(yè)軟件、數(shù)據(jù)分析及標(biāo)準(zhǔn)化的工作流程深入的應(yīng)用研究，如同支撐浮在海面的冰山，這些都是智能制造的重要基礎(chǔ)。

1 智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

標(biāo)準(zhǔn)體系是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能制造的基礎(chǔ)，通過建立標(biāo)準(zhǔn)體系可以建立起正常的生產(chǎn)和管理秩序，提升核心競爭力，同時促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新。

為保障飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能制造技術(shù)的發(fā)展，依據(jù)《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》制定智能數(shù)字化車間標(biāo)準(zhǔn)體系。依據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造全流程，圍繞設(shè)備、控制、車間、企業(yè)，生產(chǎn)、物流、服務(wù)，資源要素、系統(tǒng)集成、互聯(lián)互通、信息融合等技術(shù)方向制定飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能制造技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，保障航空智能數(shù)字化車間的順利運(yùn)行。

2 智能工藝

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工藝資源是保證智能數(shù)字化車間順利運(yùn)行的基礎(chǔ)資源。通過研究飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能工藝技術(shù)，可為智能數(shù)字化車間提供工藝資源保障。

針對飛機(jī)結(jié)構(gòu)件尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)控編程依賴工藝人員經(jīng)驗(yàn)，編程效率低且質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，開展基于特征的智能數(shù)控編程技術(shù)研究。由于動態(tài)加工特征可以反映零件的加工過程，是零件幾何屬性與加工工藝的有效集成[14]。以動態(tài)加工特征為基礎(chǔ)，集成切削參數(shù)庫、走刀策略庫、工藝知識庫、資源庫實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工特征的智能工藝決策與數(shù)控編程。

基于工藝業(yè)務(wù)全流程開展智能工藝管控技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計從模型引入、工藝資源匹配、工藝智能決策、工藝資料數(shù)字化傳遞到加工及檢測結(jié)果反饋的全過程智能化管控。結(jié)合加工及檢測設(shè)備系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床切削過程各物理量實(shí)時監(jiān)控及檢測結(jié)果的分析處理，最終實(shí)現(xiàn)對零件從工藝設(shè)計虛擬制造環(huán)節(jié)、現(xiàn)場加工實(shí)時監(jiān)控環(huán)節(jié)、檢測結(jié)果事后分析環(huán)節(jié)的全流程管理。

3 智能裝備

智能裝備也是工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)“兩化深度融合”的載體，半個多世紀(jì)摩爾定律影響著信息技術(shù)的發(fā)展速度，通過融合，工業(yè)技術(shù)發(fā)展也將呈現(xiàn)出“類摩爾定律”的發(fā)展速度。

依據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能制造技術(shù)需求研發(fā)具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)與智能技術(shù)的集成和深度融合。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間建設(shè)中，重點(diǎn)開展自動化成套生產(chǎn)線，智能控制系統(tǒng)，智能傳感器，智能專用裝備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、智能化、綠色化，帶動航空制造技術(shù)水平的提升。

為保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間數(shù)控設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，基于控制系統(tǒng)接口，通過軟硬件結(jié)合開發(fā)的方式，實(shí)現(xiàn)對機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)信號的采集；基于車間通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)機(jī)床與管控系統(tǒng)的集成，完成對智能制造生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制；通過對機(jī)床切削力、振動、溫度等信號進(jìn)行分析，建立信號特征量變化與機(jī)械部件損耗之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對機(jī)床故障的預(yù)警與診斷，并提供智能化的維修方案與維修計劃。

4 集成制造

為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間中將計算機(jī)技術(shù)等軟硬件技術(shù)同企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理、生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié)聯(lián)系在一起，形成能適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境變化的集成制造大系統(tǒng)。

通過將先進(jìn)數(shù)控制造技術(shù)同信息技術(shù)、電子技術(shù)、仿真技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)、管理科學(xué)等技術(shù)的集成，實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)品制造、檢測、管理等全流程的集成制造，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔生產(chǎn)，并達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力的目的。

5 工業(yè)大數(shù)據(jù)

不管是工業(yè)自動化、還是智能制造，它們的基礎(chǔ)都是工業(yè)數(shù)據(jù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能制造的基礎(chǔ)。隨著技術(shù)水平的提升，企業(yè)所積累的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長，如何對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、存儲與分析直接影響智能制造技術(shù)的發(fā)展。

對于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件這種多品種、小批量生產(chǎn)模式的產(chǎn)品在生產(chǎn)全流程中的數(shù)據(jù)可分為經(jīng)營性數(shù)據(jù)，如財務(wù)、資產(chǎn)、供應(yīng)商基礎(chǔ)信息；生產(chǎn)性數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品加工狀態(tài)信息等；環(huán)境類數(shù)據(jù)，如機(jī)床狀態(tài)信息、環(huán)境溫度、能耗數(shù)據(jù)等。經(jīng)營性及生產(chǎn)性數(shù)據(jù)通過飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)獲取，通過“流程+數(shù)據(jù)”結(jié)合場景，根據(jù)“知化”的經(jīng)驗(yàn)“分析歷史、面向”對現(xiàn)狀進(jìn)行精準(zhǔn)決策。未來機(jī)床狀態(tài)信息等環(huán)境類數(shù)據(jù)則通過傳感器監(jiān)控技術(shù)獲取，通過小波分析技術(shù)對機(jī)床狀態(tài)、零件加工狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲取零件及機(jī)床的實(shí)時狀態(tài)，為工藝優(yōu)化提供基礎(chǔ)。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對零件生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對零件加工工時預(yù)測，智能排產(chǎn)等。

6 智能管控

以數(shù)字化生產(chǎn)管理體系為支撐，研究數(shù)字化車間智能管控技術(shù)。通過考慮飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間設(shè)備能力，研究多品種生產(chǎn)作業(yè)，多因素擾動背景下的智能排程及動態(tài)調(diào)度，以高效運(yùn)轉(zhuǎn)等相關(guān)性能指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo)，得到飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間完整高效的運(yùn)轉(zhuǎn)方案。

通過對機(jī)床設(shè)備的單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、車間運(yùn)行狀態(tài)及生產(chǎn)經(jīng)營狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，獲取數(shù)字化車間實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)。依據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)及飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間高效運(yùn)轉(zhuǎn)方案，構(gòu)建數(shù)字化車間管控體系，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)管控、作業(yè)調(diào)度、現(xiàn)場管理及制造資源管理等全要素的智能管控。

圖3 數(shù)字化車間狀態(tài)監(jiān)控Fig.3 Monitoring for the digital workshop condition

結(jié)束語

智能制造作為一種可持續(xù)、綠色的生產(chǎn)模式是航空制造業(yè)未來的發(fā)展方向。為實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)品的智能制造，必須將信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行深度融合，對產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行管理，同時運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云制造、狀態(tài)感知、協(xié)同制造等技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的協(xié)作制造。在生產(chǎn)過程中必須處理好人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器的關(guān)系，真正實(shí)現(xiàn)制造過程的狀態(tài)感知、實(shí)時分析、自主決策與精準(zhǔn)執(zhí)行。目前航空智能制造尚處于起步階段，這對國內(nèi)航空制造企業(yè)來說是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。國內(nèi)航空制造業(yè)必須客觀分析我國當(dāng)前制造業(yè)的現(xiàn)狀及面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，結(jié)合我國智能制造的發(fā)展實(shí)際，開展航空智能制造技術(shù)研究，推動我國航空工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 周濟(jì). 智能制造—“中國制造2025”的主攻方向[J]. 中國機(jī)械工程,2015,26(17):2273-2284.ZHOU Ji. Intelligent manufacturing-main direction of “made in China 2025”[J]. China Mechanical Engineering, 2015, 26(17): 2273-2284.

[2] 朱劍英. 智能制造的意義、技術(shù)與實(shí)現(xiàn)[J]. 機(jī)械制造與自動化, 2013(3):1-10.ZHU Jianying. The significance,technologies and implementation of intelligent manufacturing[J]. Machine Building &Automation, 2013(3):1-10.

[3] 路甬祥. 走向綠色和智能制造-中國制造發(fā)展之路[J]. 中國機(jī)械工程,2010,21(4):379-386.LU Yongxiang. Green and intelligent manufacturing-the road of the development of Chinese manufacturing[J]. China Mechanical Engineering, 2010,21(4):379-386.

[4] 林漢川, 湯臨佳. 新一輪產(chǎn)業(yè)革命的全局戰(zhàn)略分析-各國智能制造發(fā)展動向概覽[J]. 人民論壇·學(xué)術(shù)前沿, 2015(11):62-75.LIN Hanchuan, TANG Linjia. Global strategic analysis of the new round of industrial revolution-overview of the development of intelligent manufacturing in the world[J].Frontiers, 2015(11):62-75.

[5] 工業(yè)4.0工作組. 德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實(shí)施建議（上）[J]. 機(jī)械工程導(dǎo)報,2013(7-9):23-33.The Industry 4.0 Working Group.Recommendations for implementing the strategic initiative industry 4.0 (part one)[J]. Mechanical Engineering Trends, 2013(7-9):23-33.

[6] 工業(yè)4.0工作組. 德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實(shí)施建議（中）[J]. 機(jī)械工程導(dǎo)報,2013(10-12): 37-55.The Industry 4.0 Working Group.Recommendations for implementing the strategic initiative industry 4.0 (part two)[J]. Mechanical Engineering Trends, 2013(10-12):37-55.

[7] 工業(yè)4.0工作組. 德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實(shí)施建議（下）[J]. 機(jī)械工程導(dǎo)報,2014(1):31-45.The Industry 4.0 Working Group.Recommendations for implementing the strategic initiative industry 4.0 (part three)[J]. Mechanical Engineering Trends, 2014(1):31-45.

[8] LEVINSON M. U.S. manufacturing in international perspective[R]. Congressional Research Service Report, 2014.

[9] 國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《中國制造2025》的通知[EB/OL]. (2015-05-08)[2015-05-19]. http://www.mof.gov.cn/zhengwuxinxi/zhengcefabu/201505/t20150519_1233751.htmThe notice about "made in China 2025"issued by the state council[EB/OL]. (2015-05-08)[2015-05-19]. http://www.mof.gov.cn/zhengwuxinxi/zhengcefabu/201505/t20150519_1233751.htm.

[10] 帥朝林. 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)[J]. 航空制造技術(shù), 2016(1/2):48-52.SHUAI Chaolin. Digital design and manufacturing technology for aircraft structural parts[J]. Aeronautical Manufacturing Technology,2016(1/2):48-52.

[11] 湯立民, 牟文平, 宋戈. 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工智慧工廠之路[J]. 航空制造技術(shù),2015(5):26-29.TANG Limin, MOU Wenping, SONG Ge.Trajectory of intelligent factory in CNC machining of aircraft structural part[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2015(5):26-29.

[12] 牟文平, 隋少春, 李迎光. 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 航空制造技術(shù), 2015(13):56-59.MOU Wenping, SUI Shaochun, LI Yingguang. Key technology for intelligent NC machining of aircraft structural parts[J].Aeronautical Manufacturing Technology,2015(13):56-59.

[13] 張曙. 工業(yè)4.0和智能制造[J]. 機(jī)械設(shè)計與制造工程, 2014,43(8):1-5.ZHANG Shu. The industry 4.0 and intelligent manufacturing[J]. Machine Design and Manufacturing Engineering, 2014,43(8):1-5.

[14] LI Y G，F(xiàn)ANG T L，CHENG S J，et al．Research on feature-based rapid programming for aircraft NC parts[J]. Applied Mechanics and Materials, 2008,10(12):682-687．