以创新“智”造为支点撬动制造模式变革

    “互联网+”引发新的革命，而“互联网+制造”催生先进智能制造。航空产品普遍具有结构复杂，零件加工精度、表面粗糙度要求严和可靠性要求高，研制准备周期长，品种更新换代快，生产批量小等特点，智能制造则是一种高度网络连接、知识驱动的制造模式，它优化了企业全部业务和作业流程，从根本上改变产品研发、制造、物流和销售过程，实现生产力可持续增长、能源可持续利用、高经济效益的目标。 

　　“互联网+”引发新的革命，而“互联网+制造”催生先进智能制造。航空产品普遍具有结构复杂，零件加工精度、表面粗糙度要求严和可靠性要求高，研制准备周期长，品种更新换代快，生产批量小等特点，智能制造则是一种高度网络连接、知识驱动的制造模式，它优化了企业全部业务和作业流程，从根本上改变产品研发、制造、物流和销售过程，实现生产力可持续增长、能源可持续利用、高经济效益的目标。 


　　中航工业陕飞将要开展的智能制造综合标准化与新模式应用项目飞机脉动式总装智能车间，就是以飞机数字设计与制造为背景新建设数字化总装车间。以智能制造技术理念为指导，解决飞机总装过程中站位间作业不平衡、计划调度更新滞后、现场问题反映不及时、物料缺件、质量难以控制、检测效率低下等问题。 


　　智能车间的基本特征 


　　一是系统的集成化。作为一个高层级的智能制造系统，智能车间具有自循环特性的各技术环节与单元，按照功能需求组成不同规模、不同层级的系统，系统内的所有元素均是相互关联的。在智能车间中，产品设计、工艺设计、工装设计与制造、零部件加工与装配、检测等各制造环节均是数字化的，各环节所需的软件系统均集成在同一数字化平台中，使整个制造流程完全基于单一模型驱动，避免了在制造过程中因平台不统一而导致的数据转换等过程。 

　　二是决策过程的智能化。传统的人机交互中，作为决策主体的人支配机器的行为，而智能制造中的机器因部分拥有、拥有或扩展人类智能的能力，使人与机器共同组成决策主体，在同一信息物理系统中实施交互，信息量和种类以及交流的方法更加丰富，从而使人机交互与融合达到前所未有的深度。在设备加工动作执行之前，将制造指令、逻辑判断准则等预先转换为设备可识别的代码并将其输入到制造设备中。制造设备可根据代码自动执行制造动作，从而节省了此前在制造机械化过程中人类的劳动。在智能车间中，机器具有不同程度的感知、分析与决策能力。 


　　三是作业过程的自动化。智能决策过程中形成的加工指令全部将在加工单元中得以实现。为了能够准确、高效地执行制造指令，数字化、自动化、柔性化是智能制造单元的必备条件。 


　　首先，智能加工单元中的加工、检验、装夹、储运设备等均是基于单一数字化模型驱动的，这避免了传统加工中由于数据源不一致而带来的大量问题。其次，智能制造车间中的各种设备、物料等大量采用如条码、二维码、RFID等识别技术，使车间中的任何实体均具有唯一的身份标识，在物料装夹、储运等过程中，通过对这种身份的识别与匹配，实现了物料、加工设备、刀具、工装等的自动装夹与传输。最后，智能制造设备中大量引入智能传感技术，通过在制造设备中嵌入各类智能传感器，实时采集加工过程中机床的温度、振动、噪声、应力等制造数据，并采用大数据分析技术来实时控制设备的运行参数，使设备在加工过程中始终处于最优的效能状态，实现设备的自适应加工。 


　　开展智能制造的措施 


　　智能制造体系建设涉及诸多关键技术，仅依靠企业自身力量很难完成智能制造体系建设，必须整合相关主机厂、科研院所研究队伍及软硬件资源，合理部署，注重理论技术基础研究和工程化应用研究的有机结合，加速技术成果转化与推广，才能实现产品设计、工艺、制造、检测、物流等全生命周期各环节的智能化要求。 


　　一是整合资源，形成技术联盟。在行业内组织优势力量，成立产学研联盟，实现型号需求、技术需求、技术攻关、装备研制、应用验证、应用推广等密切结合、相互协调、相互衔接，形成产学研联盟优势，实现技术资源互补，降低项目风险与成本，促进科技创新，在全行业内组织应用推广，全面保障项目的顺利进行。 


　　二是应用牵引，技术支持。以智能车间建设需求为牵引，项目联合团队应加强配合，重点开展智能化装备需求论证和研制开发，对智能生产线关键技术体系进行研究，开展技术攻关，为装备研制和软件系统开发提供技术支持。 


　　三是合理分工，加强领导。在项目领导小组以及专家咨询委员会的指导下，根据智能制造关键技术体系，合理分配任务，保证研究计划的顺利实施。 


　　四是加强管理，定期组织检查。加强任务管理、计划管理、进度管理、财务管理，定期组织项目责任单位和项目联合体单位开展工作总结会和工作协调会，保障项目顺利实施。 


　　当前，陕飞公司一直致力于生产制造模式变革，并不断挖掘内在潜力，提升产能。其基础科研加快拓展预先研究、横向合作的深度和广度，加强产学研结合，依托科研院所重点研究与探索智能管控技术、飞机数字化装配技术、飞机装配过程建模与仿真优化技术、智能物料配送技术、基于物联网的飞机装配车间智能感知技术、PDM/ERP/CSPP/MES等信息系统的无缝集成等技术突破，为公司转变制造模式，实现转型升级，构建敏捷、柔性、核心能力突出的制造能力平台，打造“智”造化的公司奠定了坚实的技术基础。