智能制造技術在航空附件制造中的創新應用研究

摘要：概述了智能制造技術在航空附件制造中的應用。研究了物聯網、大數據、云計算、人工智能等關鍵技術，分析了航空附件的分類和功能及行業特性，提出了基于動態加工特征的航空附件智能加工系統框架，并通過實例展示了其應用效果。研究表明，智能制造技術顯著提高了航空附件的生產質量和效率，為航空工業數字化轉型提供了重要支持。

關鍵詞：智能制造""航空附件""創新應用""智能加工系統

Innovative"Application"of"Intelligent"Manufacturing"Technology"in"Aviation"Accessory"Manufacturing

LIU"Xudong

Qing'an"Group"Co.，"Ltd.，"Xi'an，"Shaanxi"Province，"710077"China

Abstract："This"article"provides"an"overview"of"the"application"of"intelligent"manufacturing"technology"in"the"manufacturing"of"aviation"accessories."It"studies"key"technologies"such"as"Internet"of"Things"technology，"big"data"and"cloud"computing，"artificial"intelligence，"analyzes"the"classification，"functions，"and"industry"characteristics"of"aviation"accessories，"proposes"an"intelligent"machining"system"framework"for"aviation"accessories"based"on"dynamic"machining"features，"and"demonstrates"its"application"effect"through"examples."Research"has"shown"that"intelligent"manufacturing"technology"has"significantly"improved"the"production"quality"and"efficiency"of"aviation"accessories，"providing"important"support"fornbsp;the"digital"transformation"of"the"aviation"industry.

Key"Words："Intelligent"manufacturing;"Aviation"accessories;"Innovative"applications;"Intelligent"machining"system

隨著航空工業的迅猛發展，航空附件作為飛機性能、安全性和可靠性的關鍵組成部分，其制造質量日益受到重視。智能制造技術通過整合物聯網、大數據、云計算、人工智能與機器學習等先進技術，旨在實現生產過程的智能化、自動化與最優化。這些技術為航空附件制造帶來了前所未有的變革機遇。本文旨在深入分析智能制造技術的內涵與關鍵技術體系，并探討其在航空附件制造中的創新應用。通過詳細闡述航空附件的分類、功能及其在航空工業中的重要地位，結合具體實例，展示智能制造技術在實際生產中的應用效果，以期為相關領域的研究與實踐提供理論參考和技術支持。

1""智能制造技術基礎

1.1智能制造技術定義與內涵

1989"年，Kusiak"首次定義了"\"智能制造系統"\"一詞，他將智能制造稱為"\"批量生產\"，\"集成了基于知識的工程、制造軟件系統和機器人控制，將生產工人的技能和專業知識模型化，使智能機器能夠自主地進行小批量生產\"。智能制造用來描述主要側重于制造和生產過程的工程技術。最初的智能制造概念強調智能制造是由智能機器和人類專家組成的一體化智能人機系統[1]。""""聯合國工業發展組織將智能制造定義為"2030"年前后一種可能的制造方法，是一套涉及企業、技術、基礎設施和人員的實踐活動。在這一定義中，\"企業"\"位于4個維度的首位，強調智能制造的最終目標是持續優化，智能制造與企業有關，智能必須與優化齊頭并進，優化本身就是目的。

1.2"關鍵技術分析

1.2.1"物聯網技術""""物聯網技術是指通過使用各種具有特定感知、計算、執行和通信能力的設備收集物理世界的相關信息，并通過網絡對收集的信息進行傳輸、協作和處理，從而實現人與物之間信息連接和交互的網絡[2]。物聯網有三大特點。一是端到端的感知。物聯網通過傳感器、電子射頻識別（Radio"Frequency"Identification，RFID）標簽、二維碼、攝像頭等，可以隨時隨地從物理世界中提取各種信息，包括用戶的位置、環境、個人喜好、身體狀態、等。二是智能處理。物聯網利用云計算、模糊認知等智能計算技術對傳輸的數據和信息進行及時分析和處理，以實現對物的智能控制。三是可靠傳遞?。通過各種電信網絡與互聯網的融合，物聯網能夠將物體的信息實時準確地傳遞給用戶。

1.2.2"大數據與云計算

大數據技術在航空附件制造中發揮著關鍵作用。航空附件制造過程會產生海量的數據，涵蓋設計圖紙、工藝參數、生產過程監控數據、質量檢測結果等多方面。這些數據蘊含著豐富的信息，通過大數據技術能夠對其進行深入挖掘與分析。

云計算平臺能夠根據企業實際需求靈活提供所需的計算能力，企業無需自行投資建設昂貴的計算基礎設施，降低了硬件成本與維護成本。云計算的分布式存儲架構確保了數據的高可靠性與高可用性，企業可以隨時隨地訪問與管理存儲在云端的數據，方便數據共享與協同工作。

1.2.3"人工智能與機器學習

在人工智能發展史上，機器學習經歷了淺層學習、深度學習和機器學習的過程。淺層學習是指利用人工經驗和特征轉換建立預測模型，提取特征并獲得預測結果。這一過程不涉及特征調查，更接近于開發人員在收集和處理數據時的研發，并根據預先設定的操作流程、學習對象和功能提供工具，因此，淺層學習只能從經驗工作的思路中衍生出來"[3]。

2"航空附件的分類與功能

3"智能技術在航空附件制造中的創新應用

3.1"航空附件制造智能系統框架

利用組件應用架構（Component"Application"Architecture，CAA）和VS2005TM開發工具開發了基于動態加工特征的航空結構件智能加工系統。

航空附件制造智能系統框架以數字化模型為核心，集成了多個關鍵子系統，實現了從產品設計到生產制造的全流程數字化管理。產品數據管理（Product"Data"Management，PDM）系統作為數據管理中樞，對產品設計數據、工藝數據等進行統一管理，確保數據的準確性與完整性。三維工藝規劃設計系統基于產品的三維模型開展工藝規劃，生成詳細工藝文件，指導生產操作。裝配仿真系統利用先進軟件工具對裝配過程進行全面模擬，優化裝配工藝。ERP/MES"系統則負責生產資源管理、生產計劃制訂與執行監控，實現企業資源的有效整合與生產過程的精細化管理。各子系統之間通過數據接口實現互聯互通，數據在系統內有序流轉，形成一個閉環的智能制造體系[4]。

工藝規劃模塊具有強大的功能，可以實現工藝過程的智能規劃。它能夠根據航空附件的設計要求，結合企業的生產資源狀況，自動生成初步工藝方案。裝配仿真模塊在航空附件制造中發揮著重要作用。以航空環境控制附件中的空調系統為例，其包含眾多零部件，裝配關系復雜。裝配仿真模塊通過裝配順序仿真，能夠提前規劃出最佳裝配順序，避免零部件之間的裝配干涉[5]。

3.2"開發實例

本文以某民用飛機的典型結構件為例，說明系統的功能和工作流程。該零件為單面加工的結構件，材料為鋁合金，尺寸為"2"788"mm×990"mm×50"mm，特點是邊槽最薄處為"1.9"mm，型芯最薄處為"1.4"mm，尺寸公差±0.15"mm，輪廓公差0.35"mm，位置±0.10"mm。在上述流程的規劃階段，首先讀入零件的三維數字模型，然后由識別代理執行識別，并以"XML"文件的形式輸出識別結果，初步流程規劃器接收來自詳細流程規劃器的反饋。

詳細工藝規劃代理通過機床決策代理、刀具決策代理和切削參數選擇代理讀取之前的工藝規劃結果進行通信，并將工件的相關信息發送給相應的代理。各代理根據協商機構的特征信息，確定各工序的機床、各步驟的刀具和各加工操作的切削參數，決策后進行反饋。在生產資源和切削參數確定后，創建刀具路徑，并對刀具路徑進行檢查。詳細工藝規劃人員可以改變工藝規劃的結果，如調整加工順序，也可以對原工藝規劃提出修改建議。

4"結語

本文全面分析了智能制造技術在航空附件制造中的應用和影響，展示了物聯網、大數據、人工智能等關鍵技術如何優化制造流程、提高產品質量和降低成本。本文通過具體案例，充分展示了智能制造在航空附件制造過程的顯著作用，為航空工業的數字化轉型提供了堅實的技術支持。

參考文獻

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[2]"羅賢峰，何宇，劉仲富，等.基于LSTM的航空發動機電氣附件性能預測[J].科技創新與應用，2022，12（11）：56-60.

[3]"余曉霞，湯寶平，魏靜，等.強背景噪聲條件下自適應圖卷積神經網絡的航空發動機附件機匣故障診斷方法[J].儀器儀表學報，2021，41（8）：78-86.

[4]"朱清玉，韓清凱，王維民，等.航空發動機多支撐附件系統振動傳遞路徑分析[J].航空學報，"2024，45（4）：57-72.

[5]"吳金鐘，艾延廷，陳英濤，等.航空發動機及附件油封設備的設計技術研究[J].科技風，"2023（1）：4-6.