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智能制造航空制造業由大變強

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智能制造航空制造業由大變強

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2019/01/15 14:36
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【摘要】:
我國經過60多年的發展,已經從最初的仿制和改進設計階段,走到今天的自主設計和創新研發階段。當前,新一輪科技革命和産業變革蓄勢待發,工業發達國家紛紛出台制造業發展戰略,揭開了全球新一輪工業革命浪潮的序幕。航空制造業兼具高新技術産業和先進制造業的典型特征,是國家科技、經濟、國防實力和工業化水平的重要標志。智能制造是航空工業落實創新驅動發展、實現工業轉型升級和跨越式發展的關鍵舉措。航空工業經過多年發展

我國經過60多年的發展,已經從最初的仿制和改進設計階段,走到今天的自主設計和創新研發階段。當前,新一輪科技革命和産業變革蓄勢待發,工業發達國家紛紛出台制造業發展戰略,揭開了全球新一輪工業革命浪潮的序幕。航空制造業兼具高新技術産業和先進制造業的典型特征,是國家科技、經濟、國防實力和工業化水平的重要標志。智能制造是航空工業落實創新驅動發展、實現工業轉型升級和跨越式發展的關鍵舉措。

 

航空工業經過多年發展,在信息化、數字化、自動化和網絡化發展上取得了長足進步,産品定義實現了全三維無紙設計,在廣域協同、數字化企業、生産制造執行與集成以及自動化裝配等方面獲得了應用經驗,取得較大成績。但綜合而言,航空工業尚處于機械化、電氣化、自動化和信息化並進的狀態,大部分企業處于2.0到3.0的轉型期,部分重點企業已經開始進入3.0的狀態。與國際先進航空制造業相比,航空工業的智能制造水平尚有較大差距,存在整體水平不高、發展不均衡、部分領域存在短板、關鍵核心技術有待突破、高端裝備對外依存度高的突出問題。航空制造業要基于長期以來良好的兩化融合基礎,充分利用智能制造技術,逐步向數字技術全面覆蓋、智能裝備廣泛應用、系統平台集成統一、網絡空間深度利用等方向發展。要通過建立工業CPS,推動數字化、網絡化和智能化技術應用,深度影響航空制造業的未來,促進航空産品研制、生産和服務保障模式轉型升級,實現數字航空的願景。

 

航空工業智能制造總體工作及成效

 

爲搶抓新一輪科技革命和重大機遇,加快推進集團公司智能制造工作,集團公司從頂層牽引開展相關工作,主要包括以下幾方面:

 

抓好頂層設計,明確技術路徑

 

集團公司牽頭組織專家研究制定了《中國航空工業集團有限公司智能制造架構(V1.0)》,明確了航空工業智能制造的總體架構與總體發展思路。提出“動態感知、實時分析、自主決策、精准執行”的智能制造典型特征,從數字化、網絡化、智能化出發解讀了智能制造的核心要素,設計了包括企業聯盟層、企業管理層、生産管理層和控制執行層的航空工業智能制造總架構和分層架構,明確統一規劃、統一架構和統一標准的原則要求,爲航空工業各成員單位開展智能制造項目工作提供了頂層設計指導。

 

爲支撐架構的落地,明確行動路徑,集團公司研究制定了《中國航空工業集團有限公司智能制造推進計劃》,提出建立一個中心、突破三項關鍵技術、實施七項重點任務,給出了需求導向、頂層規劃、示範帶動和整體推動的發展思路,明確2020年和2025年的智能制造發展目標。

 

推動模式轉型,突破關鍵技術

 

航空工業在“工程與制造”領域裏大力推進基于模型的系統工程,系統工程方法從局部試點到體系推進廣泛應用,並在多個機型研制中得到應用,覆蓋系統之系統到系統、子系統、組件,航空武器裝備創新開發能力大幅提升,模型驅動的先進飛機研發模式逐漸形成。

 

在“組織與管理”領域推行AOS流程體系建設,引進國際先進管理方法論,著力構建“架構—模型—流程—IT—標准”爲一體的業務流程管理體系。AOS流程體系向上承接企業架構和業務模型,向下衍生IT執行系統,實現戰略、業務和IT的一致性對准;以流程爲線索集成質量、風險、績效等各種管理要素,增強管理的協同性。目前集團正在組織開展總部和19家單位AOS流程體系試點工作,取得初步成效。

 

智能制造創新中心與國外先進供應商開展技術合作,深入開展了智能互聯和監測的技術體系研究和技術驗證工作,解決了異構異類設備互聯的技術難關,爲構建CPPS環境做出了成功的探索。開展工業機器人集成應用技術研發平台建設,針對航空産品制造中特有的自動鑽鉚、激光焊接、攪拌摩擦焊接等加工工序,突破了針對工藝需求的末端執行器設計技術、柔性工裝技術、加工運動軌迹規劃與仿真技術、加工狀態檢測與監控技術、加工過程智能分析與決策方法、面向應用場景的機器人系統集成技術等關鍵技術,形成工業機器人成套系統的技術研發能力。

 

推進試點示範,形成最佳實踐

 

目前大部分航空制造企業已經開展以企業資源計劃(ERP)和制造執行系統(MES)爲核心的信息化平台建設,創建了以移動生産線和優異中心全局協同爲代表的新型制造模式。部分領先企業數字化管控模式已從制造現場向組織管理全局延伸,帶動計劃流、物流、信息流、資金流的全面集成,支撐生産精益化和交付質量的提升。部分企業已經開始應用3D打印、複雜結構件數控加工等由模型直接驅動智能設備制造技術。工業機器人廣泛應用于制孔、鉚接、噴塗、密封、複材鋪敷、無損探傷、切割、檢測等工業領域。

 

航空工業積極組織參與國家級智能制造試點示範和智能制造專項的項目建設,2015年至2017年共計承擔國家級智能制造綜合標准化和新模式、智能制造試點示範項目共計18項,覆蓋13個單位。集團公司設立智能制造試點生産線16條,在此基礎上組織開展航空智能制造最佳實踐總結提煉並予以推廣,帶動智能制造工作的整體推進和能力提升。目前已經形成航空智能機加車間/生産線車間實施指南和昌飛、成飛智能機加車間最佳實踐提煉。

 

航空工業智能制造推進工作展望

 

集團公司要在智能制造架構指引下,加強數字孿生和仿真技術、3D打印技術、機器人系統集成、大數據分析等領域的技術研究工作,抓好智能制造專項和試點示範的實施推進,及時提煉推廣最佳實踐,打通産品研制生産的設計、制造、試驗和管理智能處理流程,形成航空工業全局推進和協同發展的制造新模式,建成一批具有國際先進水平的智能企業,智能制造水平和整體能力位居全國制造業領先地位。