數(shù)字化車間及航空智能制造實踐

白冰

摘? 要：本文以航空智能制造發(fā)展現(xiàn)狀為切入點，提出航空智能制造在航空制造業(yè)中的落實重要性，分析數(shù)字化車間與航空智能制造實踐流程，以期為相關(guān)工作人員提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化車間;航空智能制造;實踐對策

在航空制造領(lǐng)域，制造環(huán)節(jié)信息化、智能化、集成化水平已然成為企業(yè)綜合效益提升的關(guān)鍵所在，需要配合使用專項可行管控對策，使數(shù)字化車間及航空智能制造工作能夠有序落實在制造行業(yè)改革過程中。

1、數(shù)字化車間及航空智能制造發(fā)展現(xiàn)狀

隨社會經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快，我國信息通信技術(shù)日漸完善，實際應(yīng)用范圍進一步擴大?，F(xiàn)階段智能化制造技術(shù)已然成為航天領(lǐng)域制造工作重要環(huán)節(jié)，為從根本上提升航空制造水平，需要建立并推廣數(shù)字化車間，加強航空智能制造整體管控力度。

現(xiàn)有數(shù)字化制造技術(shù)以產(chǎn)品設(shè)計、制造、服務(wù)智能化為基礎(chǔ)，配合使用傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，推動我國制造行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。數(shù)字化車間及智能制造均是一種可持續(xù)發(fā)展制造模式，能夠從根本上提升制造環(huán)節(jié)的各類資源利用率，控制廢棄物排放，并實現(xiàn)跨區(qū)域、協(xié)同化目標。

我國正處于新一輪的科技革命及產(chǎn)業(yè)革命中，國家制定了中國制造2025重大戰(zhàn)略舉措，旨在通過推動制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型及跨區(qū)域發(fā)展，轉(zhuǎn)變我國制造業(yè)發(fā)展趨勢。

2、數(shù)字化車間及航空智能制造實施重要意義

航空制造業(yè)技術(shù)水平與生產(chǎn)效益是國家綜合生產(chǎn)實力的重要體現(xiàn)，在推動國民經(jīng)濟發(fā)展，實施國防現(xiàn)代化建設(shè)中具有舉出輕重的作用。

航空制造以飛機結(jié)構(gòu)件作為飛機氣動外形制造要點，飛機結(jié)構(gòu)件加工水平可直接影響到航空制造業(yè)整體生產(chǎn)建設(shè)期間的綜合效益。在航空智能制造環(huán)節(jié)，應(yīng)當以實現(xiàn)智能化、自動化目標為基礎(chǔ)，配合使用知識處理、智能化發(fā)展及智能數(shù)控加工技術(shù)，實現(xiàn)我國航空智能制造轉(zhuǎn)型目標。

現(xiàn)階段發(fā)達國家航空制造企業(yè)為使飛機結(jié)構(gòu)件更加穩(wěn)定的趨向于柔性自動化、智能化發(fā)展，設(shè)計出了以柔性智能化生產(chǎn)線為主的飛機結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)模式。國內(nèi)航空制造行業(yè)為進一步縮短與國際市場之間的差距，從根本上提升航空制造業(yè)技術(shù)水平，引進了更為先進的數(shù)控設(shè)備以及柔性生產(chǎn)線。但在應(yīng)用角度分析，大部分航空制造依然以單機應(yīng)用為主，在實際生產(chǎn)期間的人工干預(yù)較為顯著，柔性化與自動化特征不明顯。

為更好適應(yīng)新一代航空制造行業(yè)發(fā)展趨勢，從根本上提升航空制造企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效率，控制航空制造期間的各項成本消耗量，企業(yè)管理部門必須轉(zhuǎn)變現(xiàn)有飛機結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，配合使用先進的信息化、智能化生產(chǎn)及管控技術(shù)手段，切實保障飛機結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綜合管控力度，推動航空制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型。

3、數(shù)字化車間及航空智能制造實施流程

智能化制造是一種可持續(xù)、綠色生產(chǎn)模式，對航空制造業(yè)未來發(fā)展意義重大。數(shù)字化車間及航空智能制造現(xiàn)已經(jīng)過了多年技術(shù)發(fā)展，涵蓋了眾多的數(shù)字化工藝、數(shù)字化設(shè)施以及數(shù)字化管控技術(shù)。為從根本上提升飛機結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工水平，需要在當前數(shù)字化車間基礎(chǔ)上配合使用智能制造標準化技術(shù)體系，不斷優(yōu)化工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，研發(fā)飛機結(jié)構(gòu)件智能工藝、智能裝備及智能管控技術(shù)，構(gòu)建起功能完善的飛機結(jié)構(gòu)智能化數(shù)字車間。

飛機結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字加工車間內(nèi)部包括物理層、中間管理層、頂端智能管理層。其中，物理層分為生產(chǎn)設(shè)備、物流設(shè)備、制造期間的感知、定位、識別設(shè)備。管理層包括作業(yè)管理、執(zhí)行管理、業(yè)務(wù)管理;執(zhí)行程在實際生產(chǎn)過程中主要肩負起保障資源合理供應(yīng)、物流穩(wěn)定開展等重要職責(zé)。業(yè)務(wù)管理工作需要對現(xiàn)有航空產(chǎn)品數(shù)據(jù)、訂單以及ERP進行管理。不僅如此，數(shù)字化加工車間內(nèi)部還包括智能控制系統(tǒng)，配合使用云計算中心技術(shù)，對實際生產(chǎn)全過程展開結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的大數(shù)據(jù)計算，為航空制造領(lǐng)域重大事項決策提供充足的數(shù)據(jù)支持。

當前飛機結(jié)構(gòu)件數(shù)字化車間融合了智能工藝、智能設(shè)備、大數(shù)據(jù)以及智能管控等技術(shù)，實際生產(chǎn)全過程進行動態(tài)分析、全程管控以及精準執(zhí)行。

在數(shù)字化車間及航空智能制造實施過程中，應(yīng)當首先建立起科學(xué)完善的智能制造標準體系。標準體系是飛機結(jié)構(gòu)件智能制造的重要基礎(chǔ)，借助標準體系可以維持飛機智能制造生產(chǎn)及管理秩序，從根本上提高飛機制造行業(yè)核心競爭水平。為切實保障飛機結(jié)構(gòu)件智能制造穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，國家及有關(guān)部門頒布了智能制造標準建設(shè)指南，規(guī)定了智能數(shù)字車間建設(shè)標準。結(jié)合航空制造全過程，對設(shè)備、車間、物流、資源要素、信息融合等過程展開全面管控。

飛機結(jié)構(gòu)件加工是提升各生產(chǎn)資源利用水平的技術(shù)保障，通過落實數(shù)字化車間及航空智能化制造技術(shù)，能夠更好實現(xiàn)航空制造可持續(xù)發(fā)展目標。結(jié)合現(xiàn)有存在于航空制造環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸大、結(jié)果復(fù)雜、數(shù)控編程過于依賴人員主觀經(jīng)驗等問題，開展特征性智能，數(shù)控編程研究工作。結(jié)合動態(tài)加工特征，設(shè)計出功能完善的切削參數(shù)庫、走刀策略庫、工藝知識庫等數(shù)據(jù)庫。結(jié)合工藝業(yè)務(wù)開展全過程進行智能工藝管控技術(shù)研究

借助加工及檢測設(shè)備系統(tǒng)，對機床切削與物理量展開全程管控，結(jié)合實際檢測結(jié)果，及時發(fā)現(xiàn)與解決存在于飛機結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)加工期間的各類問題，確保飛機結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量效率始終處于全面管控范圍之內(nèi)。

積極引進先進的智能裝備，結(jié)合飛機結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)期間對智能制造技術(shù)提出的更高感知要求、分析要求、決策要求及推理要求，設(shè)計出更為完善的智能裝備。在航空結(jié)構(gòu)件智能數(shù)字化車間建設(shè)期間，重開發(fā)數(shù)字化成套生產(chǎn)線數(shù)字化管控系統(tǒng)，配合使用智能專用設(shè)備，有序提升航空制造水平。借助軟硬件相結(jié)合方式，采集機床運行狀態(tài)信號，利用車間通訊網(wǎng)絡(luò)，對機床及管控系統(tǒng)展開集成化管理。

結(jié)束語

為切實保障航空產(chǎn)品智能制造水平，在航空制造領(lǐng)域推廣數(shù)字化車間與智能化制造管控手段，還需要配合使用先進的信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)及狀態(tài)感知技術(shù)，著重處理制造環(huán)節(jié)人與機器之間的關(guān)系，推動我國航空工業(yè)轉(zhuǎn)型目標實現(xiàn)。

參考文獻：

[1]王偉，范磊，黃璞，李海.面向航空數(shù)字化車間的新型工業(yè)數(shù)據(jù)處理架構(gòu)及多場景應(yīng)用[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2021，27（04）：1021-1031.

[2]宋智勇，李杰，劉大煒.面向智能制造的飛機結(jié)構(gòu)件數(shù)字化車間構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2019，62（07）：26-31.

[3]李偉.面向智能制造的航空發(fā)動機企業(yè)標準化探究[J].航空標準化與質(zhì)量，2017（04）：6-9.

[4]隋少春，牟文平，龔清洪，黎小華，陳尚宇.數(shù)字化車間及航空智能制造實踐[J].航空制造技術(shù)，2017（07）：46-50.

[5]李丹.數(shù)字化車間，助力航空智能制造——訪中航國際Aritex首席技術(shù)專家Alex Mateu[J].航空制造技術(shù)，2017（06）：22-23.