丁玮 高丰 崔雷
首都航天机械有限公司 北京 100076
摘要：现阶段，全世界制造业都在根据智能制造进行智能化的转型。智能制造技术包括人工智能、柔性制造、虚拟制造、系统控制、网络集成以及信息处理等学科与技术，智能装备、智能控制以及智能信息一同可以组成人机一体化的制造系统，从而促使制造过程向自动化、智能化、精益化以及绿色化转型，是传统产业进行升级的主要方式，所以智能制造是我国航空制造发展的主要创新途径。经研究调查可知，航空发动机不论是数量还是型号，都比往年增长了好几倍，而且研制周期还缩短了，所以对航空制造业的要求也就越来越高。本文从航空智能制造概述着手，论述了智能制造在航空制造业中的关键技术，分析了智能制造在航空制造业中的具体应用。
关键词：智能制造；航空制造业；应用
航空制造业作为一个典型的高新技术产业，走在先进装备制造业的最前端，其技术含量高、市场容量大，覆盖的行业非常广，是一个国家制造业水平的象征，一个国家的航空制造业在很大程度上直接影响着国民经济的建设，可以加快国防现代化与社会科技前进的进程，对于国家综合实力的发展有着非常重要的意义。所以，现阶段各个国家都在大力发展航空制造业。我国航空制造业经过六十多年的辛苦奋斗与积极创新，已经基本建立了国内航空制造业的独立工业体系，发展速度与成就让全世界的人为之震撼。现阶段，国内航空制造业正处于快速发展的时期，航空制造业的科研水平得到了迅速发展，而随着智能制造技术的发展，航空制造业开始从自动化向着智能化升级转型，基于此，为我国航空制造业的发展带来了巨大的机遇与挑战。
一、航空智能制造概述
智能制造技术是指在与制造有关的各个环节、活动、资源等形成的系统中，该系统主要的部分具备自主感知、学习、分析、决策以及协调控制的能力，可以根据制造环境的变化做出相应的转变，来实现相应的目的。现阶段，由于航空制造业有其自身研制的过程与特点，通过对航空制造业中对智能制造的需求进行分析，逐渐形成了具备航空航天特点的智能制造架构架模型。智能制造架构模型综合了企业联盟、企业管理、生产管理以及控制执行四个方面的需求，构建了具备“动态感知、实时分析、自主决策以及精准执行”特点的智能制造系统，可以形成产品研制生产设计、制造、试验与管理智能处理流程的一条龙构架，是一种从全面推进以及协调发展的制造新模式。智能制造系统中的动态感知是指实施感知、对供应链、企业、生产线、设备以及产品的实时运行状态进行监控；实时分析是指对实时运行状态数据进行及时且迅速的分析；自主决策是指按照设定的规则、结合分析的结果，自主的做出决策；精准执行是指对决策进行执行，对产品、设备、生产线、企业与供应链的运行进行管控，并及时进行自我调适[1]。
二、智能制造在航空制造业中主要技术
智能制造在航空制造业中的主要技术有五个方面。一是运用工艺组成技术对工艺工程进行优化。对现阶段已经有的产品制造工艺、生产资源与计算机辅助制造技术进行分析研究，在此基础上，加强对零件制造工艺的研究，对工艺路线与制造资源进行优化，依托成组技术，促使工艺工程、刀具系列以及工装结构等变得规范，从而实现生产管理、过程控制与造作管理的不同程度，形成升级的生产工艺与制造资源配置，来满足制造发展的需求，增强实用性能。二是运用自动交换式工作台技术，来达到工件快速装卸的目的。
为了有效提高智能生产线的高效率，首先要配置交换式工作台，并对现有的数控设备进行改造成可交换工作台的形式，机床在一个工作台进行加工的时候，就可以对下一个工作台上的零件进行装夹，这样可以让工作台装夹、机床加工的时间同步，有效缩短机床的辅助工作时间，从而有效提高工作的效率。智能生产线单机进行操作时选择两个工作台，而多机共同操作时需要多个工作台。配置交换式工作台可以有效缩短复杂零件装卸定位夹紧的辅助时间，从而提高机床的开动率，对于控制零件加工的周期非常有益处。三是构建数据采集与分析系统，对生产现场进行可视化动态监控。该系统可以对生产线的设备数据进行收集与监控、质量数据进行收集与反馈、刀具数据进行收集与计划、物料数据进行收集与监控以及对收集的实时运行状态数据进行迅速且精准的分析。四是运用现代物流仓储自动化技术来进行物料的自动化传输。在零件加工生产过程中，出现了毛坯材料、半成品与成品、加工刀具与夹具等多种物料的存储与使用问题，而有效运用现代物流仓储自动化技术可以完美解决这些问题。构建工装、道具与工件的自动化仓库，对库区的大小、出入库流程 的布局以及货位的数量规格进行分析，从而构架合理的货位分布，构建工装、刀具以及工件的自动化仓库。在智能生产线中设置自动运输导轨，与自动化仓库连接，运用AGV小车进行工装、工件在仓库与机床、机床与机床之间的自动化运输。运用条码技术以及RFID技术标记工装、工件等物料，构建信息采集系统，对工装与工件等物料的全程数据与状态进行及时的采集与监控。五是运用APS系统来进行自动排产高级计划、排程系统（即APS系统），对产品的加工路线、物料、工序、设备、工作人员以及交货时间进行自动编码生产技术，让所有资源都具备同步且实时的约束能力以及模拟能力，有效结合APS系统、生产设备、现场网络以及硬件，促使APS发挥最大的作用[2]。
三、智能制造在航空制造业中的应用
分析航空制造业中的制造特点，可以对航空制造技术进行分类，包含三类核心技术，即数字线索技术、赛博物理生产技术也叫做信息物理生产系统技术以及智能人工增强系统技术。简单而言，数字线索是指将软件、信息传递以及模型构建组为一体的全寿命周期管理架构，要实现数据、信息以及知识无缝衔接的系统；信息物理生产系统技术是指智能制造系统中最主要的核心技术，可以实时感知并且分析状态信息，以此来实现自主决策，从而做出精准的动作，最后按照执行过程以及最后的结果反馈为整个系统进行学习提升；智能人工增强技术是指依托于数字线索技术，对复杂系统与操作过程进行分解与细化，从而帮助工作人员加深对系统过程的理解与掌握，从而确保高效精准的执行复杂任务。以下主要来分析数字线索技术。智能制造的过程是一个全程的管理过程，对于每一个过程的管理都要环环相扣，避免出现加工断裂而造成无法实现精密展现，数字线索技术在产品的全寿命周期管理当中发挥着非常重要的作用。数字线索技术是为了利用先进的建模以及仿真工具，构建一项技术流程，可以进行访问、分析系统全寿命周期阶段的数据，从而帮助军方以及工业部门凭借高度逼真的系统模型，分析各类技术数据、信息以及工程知识之间的交互与集成，从而实现对项目成本、进度、性能以及风险的实时分析与评估。数字线索技术可以实现数字孪生技术，来形成设计－虚拟综合－数字制造－物理制造的新产品生产模式，是在现实系统的基础上，形成的集成仿真技术，可以感知与收集现实状态的数据，构建比较合理的数据模型，来对“物理孪生”在生命周期内的过程状态与性能特点进行反映与预测。
四、结语
综上所述，随着智能制造在航空制造业内的不断转型升级，智能制造在航空领域的应用范围越来越广，航空制造业作为一个非常复杂的系统，实现智能制造不仅是“智能”，更为重要的是“制造”，所以在企业的转型升级当中，要结合实际问题与需求，实现真正意义上的智能制造。本文主要以数字线索技术为例分析了智能制造在航空制造业的应用，希望能有一定的参考价值。
参考文献：
[1] 向恒.浅析智能制造在航空航天制造业的应用[J].智能制造,2018(06):40-42.
[2] 秦秀.智能制造在航空制造业中的应用[J].科技创新与应用,2019(35):80.