目前航天航空智能制造示范应用建设正在持续中,企业在国家相关部委支持下,从单点设备研制拓展到智能生产线建设,进一步拓展到智能化车间建设。 目前,航天航空智能工厂建设也在筹划推进中。通过航天航空智能制造示范应用,进一步落实了领域内一批先进制造技术和装备的应用,显著提高了航天航空产品质量、缩减了研制周期,初步解决了多品种、变批量给生产过程带来的挑战,同时给相关行业提供了借鉴。在选择示范应用案例时,选取各自领域具有特色的项目,例如在设计协同方面商用航空做得很好,在设备方面航天由于被国外封锁原因而自给自足做了很多工艺与设备的研制,在装配方面商用发动机核心机装配难度大,这些项目都被选择作为示范。总之,优先选择航天航空领域有特色的案例供各行业参考。
在航天领域正开展以下智能制造示范应用。
(1)航天器结构件智能制造新模式应用。运载火箭箭体结构是运载火箭最为关键的结构部件,具有大尺寸、轻质、薄壁、复杂等典型特征,是运载火箭运载能力和部署能力的重要决定因素。因此,以该类零件为对象开展智能制造新模式应用,对提升我国航天制造业整体实力具有重要的现实意义和很高的推广应用价值。同时,运载火箭箭体结构的制造生产牵涉众多专用工艺装备的集成研制,能充分展现一个国家重大工艺装备的自主研制能力。
(2)航天光学伺服惯性器件精密与超精密制造装备示范。航天伺服惯性器件、航天光学零件涉及精密超精密加工方面,一定程度代表了航天精密超精密制造的制高点。 目前,为满足精度要求,关键工序多以手工为主,依赖操作工人的操作水平,加工效率低、产品一致性不高、精度提升空间少、产量无法提高,成为型号研制的瓶颈。因此,针对航天光学伺服惯性器件,开展精密和超精密加工示范线的建设与实施对提高我国航天装备的竞争力和综合实力具有重要的战略意义。
(3)航天关键结构件制造工业物联应用标准研究与试验验证。针对航天智能制造过程中“人、机、料、法、环”物理要素的实时互联需求,以及对工业物联网提出的大规模、异构、高实时、高安全及可重构需求,重点突破物理制造工艺要素的时空动态关联技术、航天智能制造工业物联网一体化网络架构、物理制造与数字化制造的实时协同技术、多源异构网络互联与语义互操作等关键技术,建立航天智能工厂工业物联网,以数控加工、热处理、焊接、装配测试等制造过程为对象建立航天智能工厂物联网应用,实现不同设备、不同数控系统、不同物理对象、不同时空之间信息互联互通。
在商用航空领域正开展以下智能制造示范应用。
(1)基于模型的C919飞机协同研制新模式。国外先进企业基于数字化设计制造集成技术实现了研制模式的变革,国内也在积极探索数字化设计制造集成技术的应用,尤其是近几年国内航空企业在新型飞机研制过程中大量采用数字化设计制造集成技术,取得了令人瞩目的成绩。但从总体上看,数字化设计制造集成技术目前在国内仍未在诸如飞机、发动机等复杂航空产品装备设计、制造到交付全过程得以实现,还没有带来航空复杂产品装备研制模式的深刻变革。与自动化和信息化高度融合的智能装配要求、以智能化为特征的技术能力要求相比,差距还很大。特别是对于航空制造业,由于生产过程相对复杂,智能制造难度较大,目前缺乏典型的成功案例。因此,必须要面向商用飞机的研制、批量化生产,构建覆盖需求工程、联合建模和仿真、快速原型设计、设计制造一体化的广义协同开发云平台,形成完备的商用飞机研发体系。(www.xing528.com)
(2) C919大型客机水平尾翼智能装配线建设。C919水平尾翼采用全复合材料结构,且需要涉及多次大部件的转移,装配难度大,生产环节复杂,管控难度大,以C919水平尾翼部件装配过程为例实施智能制造,具有很强的代表意义。通过示范应用提升装配过程的设备水平与自动化率,提高生产效率与质量,同时建立覆盖材料供应、部件装配、部件对接和质量控制全过程的车间数字化集成管控平台,支撑C919水平尾翼研制过程的准时化生产,大幅提高研制水平,并为后期批产阶段奠定良好的基础。
在商用发动机领域正开展以下智能制造示范应用。
(1)大涵道比商用航空发动机核心机装配智能制造示范。核心机装配是核心机制造过程中的最后环节,也是最为重要的制造环节之一,装配的质量和效率对核心机的质量、性能和生产效率有着极为重要的影响。核心机装配技术本身是一项技术难度大、涉及学科领域多的综合性集成技术,各大发动机OEM都将核心机装配技术列为核心商业机密,是在日益激烈的国际商用航空工业竞争环境中占得一席之地所必须抢占的技术制高点之一。
(2)商用航空发动机总装智能装配新模式示范。航空发动机具有装配质量大、装配行程长、装配精度高、安装过程可视性差等特点。传统装配采用人工+吊车的装配方法,不能获取装配过程数据,难以有效控制装配姿态,装配件易发生碰撞造成损伤。同时,航空发动机装配工艺设计主要依靠技术人员经验,装配工艺设计过程中需要查阅大量图纸文件,装配可行性分析深度不足、装配精度采用传统的尺寸链分析,缺少装配可达性分析,装配生产线效率分析也依靠人工经验和传统的经验公式。因此,通过示范应用构建管控一体化平台、设计制造一体化云平台、智能装配平台、敏捷运行支持平台、工业信息安全系统,建立商用航空发动机智能装配工程环境、体系、标准,实现航空发动机的智能装配。
经过几十年的快速发展,我国制造业规模已跃居世界第一,但与世界发达国家相比仍存在较大差距。制造业大而不强、自主创新能力弱、关键核心技术与高端装备对外依存情况严重。因此,围绕“中国制造2025”和航天航空强国战略目标,逐步推动航天航空科研、生产、管理和服务全面数字化、网络化、智能化转型,打造航天航空智能制造产业体系,支撑并引领我国智能制造发展。打造具有国际竞争力的航天航空制造,是发展航天航空事业、保障国家安全、助推制造强国建设的必由之路。未来几年航天航空的发展仍处于大有可为的重要战略机遇期,大力提升航天航空制造的技术水平、装备水平和设计生产能力,实现中国制造由大向强的突破,已成为实现“航天梦”、助推“中国梦”的重要战略选择。
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