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    航空工业智能制造技术研究与应用取得新突破

    06-28更新人看过

      按照航空工业的部署,航空工业制造院定位于集团公司智能制造架构中生产管理层和控制执行层面,发挥其在先进工艺技术和专用工艺装备研发领域的优势,突破智能制造关键技术,形成了智能制造系统总体规划、设计、系统开发与集成能力。基于精益生产和专业相结合的理念,采用自主研发与系统集成相结合的方式,为飞机、发动机、机载系统零部件加工与装配企业提供智能制造车间/生产线规划咨询和智能制造系统项目实施,近年来在装备研制及其智能化、生产线建设以及工业软件开发等方面取得了一定进展。

      架构引领,计划推动,

      指导智能制造项目实施

      2014年11月,集团公司启动智能制造专项论证,制造院作为论证的牵头单位之一,深入研究航空智能制造的特征,提出了航空智能制造特征:“动态感知、实时分析、自主决策、精准执行”,获得行业内外广泛认可;制订了集团公司智能制造架构和推进计划,为集团公司各单位开展智能制造实践和项目实施提供了准则和目标。

      制造院组建了一支由生产组织、装备研制和工艺研究等各类专家组成的智能制造系统咨询团队,按照精益生产的理念,结合制造院在工艺研究、装备研制和生产组织方面多年的经验,总结提炼了一套智能制造系统规划方法,帮助企业开展智能制造现状、需求分析,提出实施方案。2015年至今,先后帮助力源液压、陕飞、新航等单位成功获批工信部智能制造试点示范或新模式项目,参与南京中心、航宇、庆安、三江等单位的智能制造车间/生产线规划,推动机载企业逐步向智能企业发展。

      突破CPS关键技术,

      自主开发车间级工业软件

      赛博物理系统(CPS)是智能制造的核心,制造院通过开展单元级CPS和系统级CPS的研发,全面突破了生产系统、加工设备以及物料的动态感知、实时分析、自主决策和精准执行等关键技术,形成了针对不同制造环节具备联网感知能力和数据洞察能力的生产运行管控系统平台,解决产品研制和生产的成本、质量和效率问题。如针对发动机叶片柔性生产线研发了自动化生产控制系统,实现了多约束满足的排程仿真、关键决策参数自动优化,对柔性生产线可以进行全方位的管理与调度;针对金属热成形产品生产,重点关注热成形过程设备参数对产品质量的影响,自主开发了一套体现CPS核心要素的热成形类MES系统,实现了热成形设备的互联和数据采集,以及制造系统虚拟空间与实物空间的实时映射;针对国产数控设备在加工过程中出现的故障引起设备和工件损伤、故障诊断功能不够完善等问题,通过在数控设备上安装传感器或提取数控系统数据总线协议等方式,实时获取设备的系统数据(如驱动坐标数据、控制系统数据)、主要功能部件数据(如主轴温度、振动等)、加工状态数据等,实现对设备状态的实时监控,进而对设备进行故障机理分析,提取故障特征信号,建立数控设备故障树,构建故障诊断模型和故障诊断专家系统。

      突破工业机器人集成应用

      关键技术,获得应用

      为了加快工业机器人系统在航空领域的集成应用,制造院建立了工业机器人系统集成应用技术研发平台,开展机器人激光焊接、打磨抛光、钻铆等工艺和相关控制技术研究,开发了特种末端执行器和搬运特种机器人,取得突破。

      自主开发的机器人双光束激光焊接系统突破了激光焊缝自动寻位与跟踪、多机器人协同控制等关键技术,实现了焊接、定位、跟踪一体化集成的末端执行器设计和制造,解决带筋整体壁板(曲面、变截面、夹层结构)焊接面临的工件定位位置不准确,人工示教误差大、效率低等问题。

      金属复杂结构件/复合材料构件机器人打磨系统突破了基于力控制的被动柔顺磨抛技术、恒力末端执行器结构和控制技术、柔性自适应工装技术以及基于视觉识别的打磨质量在线测量和控制技术,实现了金属结构件、复合材料树脂层/腻子层的机器人自动打磨抛光。系统在部分航空企业进行了验证应用。

      作为航空工业智能制造创新中心的依托单位,制造院将结合航空工业的应用需求,不断探索并突破状态感知、基于知识和规则的决策、自适应加工、基于工业网络的实时执行和智能工艺装备研制等关键技术,扩展具有自主知识产权的车间/生产线集成控制软件的应用范围,推动航空专用工艺装备的智能化,强化航空智能车间/生产线整体解决方案集成能力,为航空工业企业的智能化生产和改造做出贡献。


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