从中航飞机汉中飞机分公司发展之路看航空“智”造

“以信息技术与制造业加速融合”为主要特征的新工业革命，即智能制造，成为近些年来国际社会多角度热议制造业发展趋势时的一个关键词。作为信息技术与制造业深度融合的代名词，智能制造是以制造业数字化、网络化、智能化为核心，基于物联网、大数据、云计算等新一代信息技术基础，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。它可有效缩短产品研制周期、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗，对推动制造业转型升级具有重要意义。智能制造更成为全球制造业的主要发展趋势和竞争焦点。

企业智能制造发展现状

作为中型运输机与特种飞机主制造单位，中航飞机汉中飞机分公司一直致力于生产方式变革变，并不断挖掘内在潜力，提升产能，以满足不断增长的用户需求。尤其是面对当前大力发展智能制造的良好环境和机遇，公司以运8和运9飞机部装、总装条件建设为重点，引入智能制造理念，通过信息技术与制造活动深度融合，开展了相关智能制造技术的基础性研究与应用，并取得初步成效。

在飞机组合件及部装数字化车间大力推进智能制造。

中航飞机汉中飞机分公司以某型机数字化产品设计为基础，针对飞机组合件和大部件的结构、工艺及流程特点，已全面采用数字量传递的工艺协调体系，打通了飞机组合件和部件装配的全数字化生产流程，建立起了飞机组合件及部装数字化车间，实现了自动钻铆、自动调姿对接、柔性工装、自动切边、AGV自动导航、数字化测量系统、自动托架、离线编程和数据库智能管理等智能化功能。

一是自动钻铆实现壁板的自动化装配。通过自动钻铆功能，可一次完成壁板的测量、制孔、锪窝、涂胶、上钉、铆接及铆钉墩头铣平，在提高壁板装配质量及效率的同时，实现了壁板的自动化装配。

二是利用自动托架实现了工件的自动定位和调平。公司利用自动钻铆系统的托架，可完成壁板的自动快速精确定位，对于较大尺寸及复杂结构，尤其是大型飞机机身和机翼双曲度壁板的自动钻铆，自动托架能够实现工件的自动定位和调平。

三是自动调姿对接实现了部件数字化装配。公司通过壁板调姿定位系统，实现了壁板或大部件的自动调姿及定位，提高了部件装配的外型精度和装配效率，实现了部件数字化总装。装配过程中，测量系统会对壁板或大部件上的测量点进行测量，系统对测量数据进行计算分析，驱动调姿定位系统对壁板结构进行位姿控制，实现飞机部件装配的数字量传递。

四是采用柔性工装提高了飞机部件的定位精度。公司通过柔性工装的模块化及柔性化特点，对飞机部件进行数字化及自动化定位，提高了飞机部件的定位精度。另外，柔性工装能够适用不同的相似机型，能够降低相似机型飞机研制的成本，缩短改型飞机的研制周期。

五是AGV自动导航实现飞机部件自动精准定位。在飞机部件对接过程中，AGV移动小车承载中机身到规定位置，然后通过定位器对其进行自动定位。在AGV小车移动的过程中，利用iGPS对其进行实时测量与导航，并将移动小车的位置反馈到控制系统，控制系统根据AGV小车的当前位置和目标位置驱动AGV小车的运动。

六是数字化测量保证了部件的装配精度。采用装配生产线配套的便携式测量系统在线数据采集技术，针对装配工艺要求的关键关序和关键配合部位，在指定站位完成相应的测量任务，实现数据的手动或自动采集，并实现实测数据的上报。采用测量数据处理和分析技术，针对在线采集数据，进行数据的分析处理，包括坐标变换、最佳拟合处理、超差点计算评估、以及点云数据的逆向处理等；结合三维模型与装配工艺要求，评估部件的姿态以及可装配性，生成评估结论报告。

七是离线编程可快速生成装配数控指令。离线编程与仿真系统是在已有通用的三维CAD/CAM（CATIA）软件基础上，针对特定自动化装配设备开发的数控编程系统，能够快速生成装配数控指令。

八是数据库智能管理可实现信息数据的分析和改进。装配过程产生的数据包括人员、设备、物料、工具、工艺数据、在线测量数据、产品质量数据、知识等。基于过程本体与过程语义的信息描述方法，建立支持对海量装配过程信息的分类和结构化管理的数据库智能管理系统，提供强大的装配过程追溯功能，可重现装配过程情况，使相关人员能够非常清楚地了解装配过程中各环节的时间、物料、技术参数、操作人员、自动化设备、检验数据等信息，可以综合分析产品的装配效率、产品质量等问题，作为装配生产线持续改进的数据基础。

在总装脉动生产线开始实施智能制造。

总装脉动生产线是以某型机数字化设计与制造为背景新建设的数字化总装车间。该生产线设计五个站位，呈“一”字排开，厂房内配置有先进的数字化大部件对接调姿系统、整机线缆在线检测设备、激光跟踪仪、整机自动移载设备、特设系统测试设备、智能工具柜等，为总装智能化升级奠定了坚实基础。

目前，总装脉动生产线已与现有企业级信息管理系统（ERP系统、PDM系统、CAPP系统、仓储管理系统）进行了有效集成，重点规划设计了一个从生产计划调度安排、物料准时化配送、现场工装设备管理、现场人员管理、装配过程控制和装配质量管理的集成化、一体化装配生产线管理系统。通过生产线集成管理系统、站位装配设备控制系统、布置在各站位的数据自动化采集工具和人机交互界面、可视化面板以及装配数据库，实现从生产计划到产品下线整个装配生产过程的全过程数字化管理、调度与控制，彻底打通了从底层数据信息采集到企业ERP系统的数据信息通道。

一是有效发挥装配生产计划管理功能。该系统提供方便的计划编制和管理工具，全面支持“推-拉”计划模式的实现和生产计划的滚动。

二是有效发挥生产线资源管理功能。生产线资源管理包括脉动生产线的工装、工具、设备管理和生产线的二级库房管理。通过信息技术手段对脉动生产线所需资源进行集中管控，达到工具、工装、设备、库房、计划等管理人员及时和快速做出响应与处理的目的。

三是有效发挥装配过程控制和管理功能。装配现场过程控制管理用于生产过程的管理与控制，为操作人员提供人机接口，操作人员通过其接收调度指令，并对生产过程实施操作与控制，以及对现场加工信息进行采集。

四是有效发挥生产信息可视化及其管理功能。生产信息可视化管理主要包括现场看板和为上层部门提供的看板，使得生产实际能够实时地呈现，并能够从项目、组织、质量、时间、空间等多个维度对生产实际进行分析管理。

五是有效发挥装配数据集成管理功能。装配数据集成管理主要是将生产计划、工艺、质量、工装、设备、工具、物料等与装配过程相关的信息按照工作流程进行集中管理，使各类人员按照各自职责与权限能够实时查看、统计，并作出快速响应的信息化管理平台。

企业智能制造发展思路

根据智能制造的内涵和四大特征，中航飞机汉中飞机分公司拟采用单点技术突破、系统集成等方法，重点从生产管控、物流配送、装配和检测等方面进行技术突破与应用，达到管控全面信息化、物流配送精准化、作业适度自动化、决策有限智能化、现场管理精益化的飞机部装、总装智能制造生产线。

一是管控全面信息化。通过对射频识别（RFID）、实时定位系统、无线传感网络等智能制造关键技术的研究，并结合当前飞机生产管理的特点，对装配过程、物流、工具、工装、设备、质量等信息进行自动和人工两种方式的采集和存储，实现生产线资源信息管控全面信息化。

二是物流配送精准化。构建车间装配作业现场模型，设定物流系统相关参数，对物流通道、运行状态与成本进行仿真，优化工艺流程与布局。通过RFID对物料的入库、出库、转库、盘点等流转过程进行动态管理，控制库存，建立预警机制，提醒库存补充；结合站位所需的物料种类、数量、来源等信息，以AGV为载体建立多目标约束优化模型，生成最优配送方案。通过物联感知网络获得实时生产状态数据，结合当前工序步骤，计算物料需求时间，实现精准配送。

三是作业适度自动化。梳理汇总现有装配过程中生产准备周期长的工序，分析并采用自动化程度高的工装与设备进行替代，最大程度降低工人劳动强度，缩短生产准备周期，大幅提升作业过程自动化水平，实现智能装配过程效率的最大化。

四是决策有限智能化。根据飞机生产组织管理、装配、检测的特点，以AOS管理理念创建生产组织管理模型和产品装配与检测工艺模型，并建立相应人类专家知识库，通过模型和知识驱动软件系统与平台，实现人与机器共同决策的最佳效果。

五是现场管理精益化。现场管理精益化是实现智能制造的外部环境基础。所以，产品、工装、工具、设备要以“就近摆放”原则进行布局仿真设计与优化，产品装配与检测过程要以“作业时间最短、人机功效最高”为原则进行仿真设计与优化，真正实现生产现场管理与作业精益化。

其实，智能制造涵盖了诸多计算机软件、硬件和工业自动化技术，还需要推进工业工程，实现精益生产，并对企业的业务流程和工艺流程进行梳理与优化。因此，企业要实现工业化、信息化、自动化和智能化融合，应当根据自身实际，做好可行性分析和整体规划，真正实现相关技术的集成应用，而不是仅应用若干单元技术，形成新的“智能孤岛”。

来源：看航空