數(shù)字化車間及航空智能制造實(shí)踐

白冰

摘? 要：本文以航空智能制造發(fā)展現(xiàn)狀為切入點(diǎn)，提出航空智能制造在航空制造業(yè)中的落實(shí)重要性，分析數(shù)字化車間與航空智能制造實(shí)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(shí)踐對(duì)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(xiàng)可行管控對(duì)策，使數(shù)字化車間及航空智能制造工作能夠有序落實(shí)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，我國信息通信技術(shù)日漸完善，實(shí)際應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。現(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(qiáng)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(jì)、制造、服務(wù)智能化為基礎(chǔ)，配合使用傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，推動(dòng)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(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、協(xié)同化目標(biāo)。

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(dòng)制造業(yè)升級(jí)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(shì)。

2、數(shù)字化車間及航空智能制造實(shí)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(shí)力的重要體現(xiàn)，在推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)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(jī)結(jié)構(gòu)件作為飛機(jī)氣動(dòng)外形制造要點(diǎn)，飛機(jī)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(dāng)以實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化目標(biāo)為基礎(chǔ)，配合使用知識(shí)處理、智能化發(fā)展及智能數(shù)控加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)我國航空智能制造轉(zhuǎn)型目標(biāo)。

現(xiàn)階段發(fā)達(dá)國家航空制造企業(yè)為使飛機(jī)結(jié)構(gòu)件更加穩(wěn)定的趨向于柔性自動(dòng)化、智能化發(fā)展，設(shè)計(jì)出了以柔性智能化生產(chǎn)線為主的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)模式。國內(nèi)航空制造行業(yè)為進(jìn)一步縮短與國際市場(chǎng)之間的差距，從根本上提升航空制造業(yè)技術(shù)水平，引進(jìn)了更為先進(jìn)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(jī)應(yīng)用為主，在實(shí)際生產(chǎn)期間的人工干預(yù)較為顯著，柔性化與自動(dòng)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(shì)，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(xiàng)成本消耗量，企業(yè)管理部門必須轉(zhuǎn)變現(xiàn)有飛機(jī)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，配合使用先進(jìn)的信息化、智能化生產(chǎn)及管控技術(shù)手段，切實(shí)保障飛機(jī)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綜合管控力度，推動(dòng)航空制造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型。

3、數(shù)字化車間及航空智能制造實(shí)施流程

智能化制造是一種可持續(xù)、綠色生產(chǎn)模式，對(duì)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(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工水平，需要在當(dāng)前數(shù)字化車間基礎(chǔ)上配合使用智能制造標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jī)結(jié)構(gòu)智能化數(shù)字車間。

飛機(jī)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(shí)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(shí)際生產(chǎn)過程中主要肩負(fù)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(duì)現(xiàn)有航空產(chǎn)品數(shù)據(jù)、訂單以及ERP進(jìn)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(jì)算中心技術(shù)，對(duì)實(shí)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(jì)算，為航空制造領(lǐng)域重大事項(xiàng)決策提供充足的數(shù)據(jù)支持。

當(dāng)前飛機(jī)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(shí)際生產(chǎn)全過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析、全程管控以及精準(zhǔn)執(zhí)行。

在數(shù)字化車間及航空智能制造實(shí)施過程中，應(yīng)當(dāng)首先建立起科學(xué)完善的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。標(biāo)準(zhǔn)體系是飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能制造的重要基礎(chǔ)，借助標(biāo)準(zhǔn)體系可以維持飛機(jī)智能制造生產(chǎn)及管理秩序，從根本上提高飛機(jī)制造行業(yè)核心競(jìng)爭水平。為切實(shí)保障飛機(jī)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(biāo)準(zhǔn)建設(shè)指南，規(guī)定了智能數(shù)字車間建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合航空制造全過程，對(duì)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(jī)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(shí)數(shù)字化車間及航空智能化制造技術(shù)，能夠更好實(shí)現(xiàn)航空制造可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。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(yàn)等問題，開展特征性智能，數(shù)控編程研究工作。結(jié)合動(dòng)態(tài)加工特征，設(shè)計(jì)出功能完善的切削參數(shù)庫、走刀策略庫、工藝知識(shí)庫等數(shù)據(jù)庫。結(jié)合工藝業(yè)務(wù)開展全過程進(jìn)行智能工藝管控技術(shù)研究

借助加工及檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)，對(duì)機(jī)床切削與物理量展開全程管控，結(jié)合實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決存在于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)加工期間的各類問題，確保飛機(jī)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(jìn)先進(jìn)的智能裝備，結(jié)合飛機(jī)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)期間對(duì)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(jì)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(jī)床運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，利用車間通訊網(wǎng)絡(luò)，對(duì)機(jī)床及管控系統(tǒng)展開集成化管理。

結(jié)束語

為切實(shí)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(jìn)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(jī)器之間的關(guān)系，推動(dòng)我國航空工業(yè)轉(zhuǎn)型目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

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