2015年3月14日 责任编辑：王恒 美术编辑：钟军 电子邮箱：wangheng@https://www.doczj.com/doc/9c9162981.html,
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Modern Manufacture
China Aviation News
工程
Engineering
开展智能制造技术研究促进航空制造能力快速提升
高韧性树脂及其预浸料技术
浅谈沈飞公司智能制造的
发展思路与规划
对智能制造的认识
抓住智能制造发展机遇中航工业成飞 信息技术首席专家、研究员级高级工程师 余志强
2015年“两会”上，国务院总理李克强谈到“协调推动经济稳定增长和结构优化”时表示，要推动产业结构迈向中高端。他指出，要实施“中国制造2025”，加快从制造大国转向制造强国，要促进工业化和信息化深度融合，开发利用网络化、数字化、智能化等技术，着力在一些关键领域抢占先机、取得突破。
WHY ：为什么要做智能制造？首先是制造业转型的需要。近年来，各国为提高产品质量、降低成本、缩短研制周期，制订多项先进制造发展战略与规划，调整产业架构,促进产业转型，急需用智能制造提升能力和效率。此外，相关技术条件已逐渐成熟。赛博-物理系统（Cyber-PhysicalSystem，CPS）、信息技术和新的智能技术为智能制造提供了最重要的基础。
WHAT ：智能制造是什么？智能制造有别于精益制造、数字化制造、网络化制造、敏捷制造等传统制造方式，但这些技术的应用与实践对智能制造的发展具有重要支撑作用。
网络化：包含了设备、物料和人的深度融合和联接，实现人和人、人和物以及物和物之间的互联，重构整个社会的生产工具、生产方式和生活场景。
数字化：数字化手段已广泛应用于产品设计、工艺设计、制造、仿真等阶段，特别是以虚拟的方案设计、工程研制、试验等在计算机上的反复迭代而不断发现问题，解决问题。
智能化：个人认为是在精益思想指导下，充分利用网络化制造、数字化制造的基础，并融入人工智能技术和机器人技术，形成人、机、物的交互与深度融合，使设计、工艺、试验仿真、生产过程、保障及管理等各阶段的智能化成为现实。
HOW ：智能制造怎么做？要实施智能制造，实现现代工业体系的跨越式发展，其前提条件是深入实施数字化工程，并从设计、工艺、生产、服务保障、管理的智能化五个方面入手，最终全面实现智能制造。
智能化设计：首先建立大量的模板库（零件库、模型库、产品库），并形成知识库，从而实现设计的重用，从模板库中提炼需要的数据和知识，利用参数化实现自动化、智能化设计。第二从设计方式将从所见即所得（人工操作电脑实现设计）、所言即所得（人通过语音发出指令实现设计）发展到所想即所得（人通过脑电波发出指令实现设计），进入人机深度交互阶段。
智能化工艺：智能化工艺将建立设计与制造桥梁，基于智能信息平台，向下扩展到各工厂制造业务，向上扩展到总体设计业务部门。
智能化生产：智能化生产可分为智能化设备、单元、生产线、车间、工厂和产业链六个层次。在数字化生产流程中，要逐步从自动化的设备级做起，根据需求，由若干设备组成自动化的生产线，由多条生产线建立自动化车间，最后部署成数字化工厂，对大型复杂产品需要构建多个自动化工厂的产业联盟。
智能化服务保障：基于工业大数据和网络的制造服务，以云计算、数据融合处理与分析、远程监控与诊断等技术为支撑，采用数据采集与融合分析、远程监测与控制等技术，建立网络远程状态监控与诊断和后勤保障系统，支撑运营模式变革，扩展维护、租赁和数据分析管理等服务。
智能化管理：专家系统或决策支持系统提取准确、实时的数据，生成基于BI 的管理驾驶舱进行决策。智能化管理系统知道如何组织生产，来收集所有的数据，并用一种控制的方式与有关环节进行互动，对捕捉到的数据进行实时分析，帮助人们做出决策。
信息技术发展的终极目标是实现无所不在的连接，人们能够以多种方式互联，基于感知、传输、处理的各类对象都将成为网络的终端，基于物理世界感知和人群交互的在线化、实时化的数据与智能处理改变着我们对外部世界的响应模式。
中航工业沈飞 副总工程师 冯子明
近年来，随着数字化、网络化、自动化等技术的不断发展，智能制造内涵得到了持续的丰富与完善，尤其是在德国工业4.0、美国第四次工业革命等提出之后，智能制造获得了快速发展的新契机。智能制造是在数字化制造、自动化制造的基础之上，融入人工智能、大数据分析、云计算等技术，通过资源的智能识别、加工的自主优化以及系统的闭环控制，实现制造过程的高度自动化和柔性化。
智能制造设备嵌入了各类传感器，使其能够实时采集加工过程中的振动、温度、切削力等制造数据，通过数据分析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。同时，通过对设备运行数据的采集与分析，还实现了对设备健康状态的监控与故障预警。这些智能化的设备提高了产品加工精度和质量稳定性，也提高了产品关键加工环节的生产效率。
智能生产线是在专业化与自动化生产线基础上，将大量的智能设备用于产品加工关键环节，在其他生产活动环节采用智能识别、自动搬运与装夹等技术，实现物料、加工设备、刀具、工装等的自动识别、匹配与装夹。这不仅提高了智能化设备的利用率，使其充分发挥作用，而且还使整条生产线具有柔性，能够快速地按需生产出不同类型的产品。智能生产线除了加工与物流配送的自动化外，还具有智能管控能力，能够根据生产任务与设备、原材料、工装等资源状况，优化生产作业计划，形成自主决策的工作指令。
智能制造并非高不可攀，它已经悄然走进飞机制造领域。沈飞公司面向未来认真分析了智能制造应用模式和发展需求，针对现状提出以下几点智能制造发展思路：
找出影响生产线核心设备效能的薄弱环节，开展一些投资少、见效快、影响大、技术比较成熟的自动化或智能化项目研究与应用，切实提高生产效率及产品质量，降低不稳定的人为因素对制造过程的影响。
针对零部件制造核心环节，分析提高关键设备加工精度、生产效率及可靠性的要素，研究感知与控制技术，开展智能设备研究与应用，解决影响武器装备发展的关键加工难题。
改变思想观念，积极开展自动化制造模式的研究，以某种类型的零部件为应用对象，建立小型的专业化、自动化生产线，逐步提高智能技术应用水平。
根据上述发展思路，正在
组织开展相关工作，具体包括：在自动化表面处理生产线上建
立自动分拣与运输系统，解决人工进行大量零件分拣易出错，效率低，影响自动化生产线充分发挥作用的问题。
研究自动制孔中复合材料与钛合金材料夹
层的切削参数自适应调整问题，研究自动铆接中根据夹层厚度变化自动选择铆钉的方法，提高自动钻铆的精度和可靠性。
建立座舱盖/风挡智能装配生产线和中小型铝合金智
能数控切削生产线。
中航工业洪都 副总工程师 宋利康
中航工业信息技术中心 首席顾问 宁振波
进入21世纪以来，新一代科技革命和产业变革正在孕育中兴起，美国的再工业
化和德国的工业4.0正催生着制造业进行一场重大而根本的变革，以智能制造为代表的新一代信息技术革命正在引领制造业驶入崭新的发展空间。航空制造业是一个国家的“工业之花”，是国家的战略性支柱产业，代表装备制造业整体技术水平，体现国家的综合技术实力。在新一代信息技术革命的浪潮中，中航工业应该与时俱进，结合航空产品的研制特点，深入开展智能制造关键技术的攻关和应用研究，积极推进航空制造业的发展与变革。
智能制造是先进制造技术与信息技术的深度融合，是传统产业转型升级和战略性新兴产业发展
的共同使能技术。智能制造是制造科学的研究前沿，也是革新传统制造的科学基础、技术体系与应用模式。它通过软件与网络进行产品开发、生产和服务的沟通，在设计与制造、机器与产品之间进行信息和指令的实时交互；通过虚拟仿真，在虚拟制造与实物制造之间架起一座桥梁，使制造技术从“经验试凑”向“科学计算”转变，从而形成数字世界与物理世界高度融合的综合集成制造模式。它重点强调三个集成产品集成：从产品开发到产品生产、产品服务，整个过程的产品数据都是唯一的、可追溯的。制造过程集成：从设计、生产、物流、销售，充分利用行业优势资源组织生产。制造体系集成：从制造单元到生产线，再到整个制造车间、工厂、企业联盟，全面实现的信息集成与过程集成。
智能制造不可能一蹴而就，必须分阶段实施。数字化、网络化是智能制造的基石。要结合航空产品智能制造与装配需求，以数字化设计、制造和管理技术的深化应用为基础，以两化深度融合为抓手，综合利用智能传感技术、计算机网络技术、自动控制技术、人工智能技术、现代管理技术，重点开展分步式智能与系统建模，信息管理、集成与数据挖掘，智能决策、规划、调度与企业管理，基于模型的产品全生命周期协同管理，基于模型的自动化网络制造，基于信息识别的智能物流管控，现代制造服务、嵌入式软件开发等关键技术攻关，建立以设计制造协同、制造单元集成、企业规划管理、车间制造执行、虚拟仿真试验、综合保障为主要内容的综合集成制造平台，通过信息资源共享、研制过程协同、软件功能集成，实现产品全生命周期管理与生产全生命周期管理的信息共享，形成支撑新一代航空产品研制的数字化、网络化、智能化制造技术管理体系，促进航空制造能力快速提升。
4.0为标志的新工业革命确立为德国工业领域高科技战略的核心要素，其主要特征为以赛博物理系统（CPS）为基础、智慧工厂（Smart Factory）为载体，以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的新型智能化工业生产模式，其实质就是实现制造过程的智能化。这一概念的提出，在全球工业界引起了极大关注和认同，对我国的工业界也形成了很大影响，很多工业界人士都在考虑如何通过智能制造推动制造业转型升级。
等技术应用，实现所有生产设备、物料的识别、感知、互联，并通过生产过程数字化系统将这些信息与生产过程融合起来，从而实现资源、信息、物流和人的交流与互动，由生产过程数字化系统中的业务处理逻辑，指挥各种物理系统实现自主行为，把设备、物料、产“我应该被送去哪儿”、“我应该被如何加工处理”的自我意识，进而协同生产决策、自主加工。这样一来，就把各种物理元素融入生产过程数字化系统的数字化也可以被认为是一种数字化虚拟空间与物理现实世界的融合系统。
航空工业的生产组织模式呈现多品种、小批量、周期长、定制化的特点，零件精度要求高、装配过程复杂，因此难以实现自动化、流水线式的高效生产。近几年，通过实施科研生产数字化工程，形成了零件数控加工、工装生产工艺技术、加工能力等方面，都获得了较大提升，但在生产过程自动化、智能化方面，还存在较大提升空间。另一方面，智能制造技术的发展和逐渐成熟应用，也为航空制造业突破因产品特点带所带来的数字化虚拟空间与物理现实世界的融合效应，可以使得生为了用好智能制造技术，我们需要研究如何结合航空制造特点和现有基础与条件，改善航空制造过程的智能化水平，并可通1. 为了使所有设备、物料、产品、物流乃至工艺过程都能够被唯一标识，需要研究各类标识技术的应用，包括条码、二维码、2. 建立生产过程物流模型，实现所有物料（含原材料、元器件、成品等）从入厂到加工、装配、试验、交付、售后等全过程WSN，实现物理单元的智能感知；6. 最后，也是最重要的，是要建立一个智能化的生产过程数字化系统，把上述标识、流程、智能感知、精细控制和工艺过程、同时我们也在思考结合正在新建南昌航空工业城的一些新厂房，开展一些智能制造的探索性应用，在数控、钣金、装配、复廖子龙，中航复合材料有限责任公司副总工程师，研究员。长期从事树脂基体及预浸料研究工作，多次负责重大课题项目中树脂及预浸料研制，国产碳纤维应用研究。对高性能树脂改性，热熔法预浸料制备工艺与设备等方面进行了系统研究，针对我国碳纤维等增强材料复合材料开展全面研究和验证，突破国产碳纤维复合材料应用的关键技术，在我国新一代直升机上获得应用。先后获得集团科技进步一等奖项，二等奖3项，三等奖2项，某型机航空报国金奖三等奖，某型直升机设计定型二等功，直升机国产复合材料应用研究及工程化应用项目二等功。
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