吴莲 王威威 孙丽荣 安洪武
北方华安工业集团有限公司 黑龙江齐齐哈尔161046
摘要：由于市场竞争激烈，弹药生产企业保护的需要，对一些先进制造技术进行保密，导致这些技术不能在行业中推广，制约我国弹药制造技术发展的主要原因之一。项目为弹药总装行业由传统手工为主的制造模式到智能制造模式的转变，提供了技术支撑，实现自动化生产与信息化管控，自动化率达到80%，质量参数自动检测率达到100%，实现无人化生产效率传统制造模式。
关键词：弹药生产；装药；装配
弹药是武器装备中使用最多的装备，弹药技术的水平不仅能反映国家的国防制造能力，还能衡量国家的国防能力。由于弹药的质量直接关系到精确打击和毁伤，而弹药装药的质量是与装药装备密切相关的，因此，提高弹药装备的能力是提高弹药质量的重要途径。目前，我国弹药总装生产线的整体水平参差不齐，很多生产线的自动化程度较低，导致产品不良率高、质量差、数据信息无法追溯；很多危险工序尚未真正实现人机隔离；零部件装配及产品装箱等环节存在极大安全隐患，易造成事故；生产过程尚未实现绿色环保，导致职业病依然威胁着长期在这种环境下工作的职工。
一、我国目前弹药装药装配现状
弹药装药行业是一个涉及国家安全、具有高危险性以及污染严重的特殊行业，历来受到国家的高度重视。近年来，国家通过安改、技改、高新工程专项等多种渠道加大了对弹药装药行业的投入，使我国弹药装配行业技术水平有了较大提高，特别是本质安全度明显提高。通过对弹药生产重点企业进行实地调研，总结出我国弹药生产行业的基本现状如下：
1、装药装配总体技术水平较低。我国弹药装药工艺技术在苏联援建的基础上发展起来，又吸收了西方的技术。建国以来，我国弹药企业进行了技术改造，特别是近十年来的大规模技术改造，工艺技术水平有所提高。长期以来，我国一直缺乏成熟的技术改造的先进弹药自动装药装配技术成果，多数弹药企业仅在原有生产工艺与设备的基础上，进行自动化操作的安全生产技术改进，生产的安全性虽有所提高，但生产效率和产品质量仍未大幅度提高，与国外先进水平有较大差距。
2、装药装配质量不高，影响弹箭的毁伤效能。目前我国大批量生产的现役弹箭装药方法主要是压装与注装，其中螺旋装药技术应用较为成熟。螺旋装药工艺虽然装药生产效率高，但由于只能装填TNT等低能量炸药，抗过载能力弱，如果不能对螺旋装药的装备进行改造，则螺旋装药工艺有被自动连续分步压装(捣装)工艺替代的趋势。自动连续压装工艺吸收了螺装工艺和压装工艺的优点，既保留了螺装药工艺的高效率，又具有压装药工艺，能装填高能量混合炸药疵病少的特点。该工艺是从国外引进的，在引进消化的基础上也研制出相应的装药设备，但无论是引进还是自主研制的捣装机存在很多问题，包括：装药药面高度不能精确控制；补药人工操作，粉尘污染较重；气动逻辑控制系统不可靠；可压药剂品还需扩展范围推广使用还有一定的差距。
二、弹药智能总装生产线应用
弹药智能总装生产线集产品装配、在线检测、多机协调控制 及智能化管控于一体，可实现产品装配、检测、喷码、包装和成 品智能垛放等全总装过程智能生产。同时具有产品配套管理、生产信息管理、不合格品信息记录、性能参数记录分析、产品数据 自动维护的数字化生产管理功能，并实现生产过程监控显示。项目构建了满足弹药总装生产数字车间多层模块化体系，包括：现场智能装备与物流装备的工序控制层、在线测量与监测的过程控制层及制造执行系统管控层。
现场装备控制层：由专用智能工艺装备、智能检测设备、物流传输线等专用设备组成，各装备通过 现场工业网络连接，实现工序级的内部控制及信息的采集及双向传输。
过程监控及综合控制层：由过程监控软件平台及综合控制 平台等构成，实现对各类设备的数据采集和纵向信息集成，实现对生产现场时空状态的监视，通过在线分析诊断技术，提供质量缺陷、设备故障、工艺参数修正等方面的预警和控制。
制造执行控制平台层：由制造执行基础服务及生产调度系统等组成，实现整个生产的上层组织与调度。生产线经过方案设计、现场安装调试、考机试运行及批量生 产等过程，满足某弹药的批量化生产要求，生产线无故障运行率 达到了99%以上。与传统弹药总装模式相比，在厂房等资源利用 率、生产效率、质量一致性、现场人员数量、自动化率及生产本质安全度等水平具有质的提升，其中危险工位实现无人化，总体人员减少75%，同产能节省厂房面积50%，生产效率提高2倍以 上，一次性总装成品率达99%以上，项目创新点及关键技术有：
1、率先攻克了弹药自动化装配检测安全工艺技术，建立了弹药智能装配检测工艺库，并进行了全制造流程工艺优化与集成。由于弹药生产的危险性及特殊性，目前弹药生产所有的技改和安改均在原有装配工艺上用机械代替人工，不能实现生产工艺 过程的优化。虽然部分工序实现自动化，但生产效率和产品质量不能得到本质的提高。分析弹药装配检测工艺对弹药生产的作用及性能影响，突破原有装配工艺限制，研究了适用于自动化生产的弹药装配检测工艺，并在此基础上对弹药全制造过程进行了工 艺优化与集成，形成了弹药总装工艺库。
2、多种机构安全及防爆安全技术，研制成功了装药装配、检测弹药专用智能工艺装备，替代了人工生产，提升了生产效率及本质安全度。弹药由于其具 有易爆危险性的特征，其生产制造所用的装备首要满足安全性要求，装备的安全方面内容：即设备自身满足机械及电气 防爆要求及设备操作具有超高可靠性。项目依据国内国际安全 防爆标准，提出多种智能设备机械及电气防爆解决方案，设计 了多种基于机械互锁的本质可靠执行机构，并采用力、视觉、 温度传感实现操作参数实时感知及安全闭环控制，确保了设备 的安全性。
3、基于多机网络协调的弹药高可靠性安全控制技术体系模型，实现了复杂弹药生产线数据实时采集及全制造过程安全协调控制。弹药等危险品生产行业对多机网络控制的可靠性、协调性及安全控制的策略及方法都提出了很高的要求。本项 目组成弹药装配生产线的专机较多，装配和检测工艺流程较为复杂，设备与外界的接口形式不尽相同，实现整条生产线各专机及 设备高效、安全的网络化管理与控制，提高生产过程控制的可靠 性及安全性是实现生产线高效安全运行的基础。项目通过关键技术实现了弹药生产线的安全协调控制，形成了弹药总装智能制造生产线及数字化车间集成技 术体系，研制成功了集动态管控与自动化生产于一体的弹药智能总装生产线及数字化车间。
将弹药工艺技 术、安全防护技术、智能机器人技术、多种传感测量技术、工业互联网技术及生产过程智能管控技术集成应用于弹药总装制造，通过将现场设备通讯接口标准化及各单元通讯协议及数据传输格式标准化，将制造执行系统（MES）系统等信息化系统 与现场数据采集监视与控制系统深度集成，实现了自动化与信息化的深度融合。为弹药行业智能制造模式转型提供技术积累 及成功经验。
参考文献：
[1] 张方宇．我国弹药生产技术和装备发展现状及发展对策初探[J].兵工自动化，2018，27(4)04．
[2] 杨 军，高玉水，杜恩祥．某型炮射导弹虚拟检测维修训练系统总体技术研究[J].军械工程学院学报，2017，1 9(6)：20—24．
[3] 唐寿江．弹药生产中存在的问题与对策研究[J].装备制造技术．201 8(3)：29．
[4] 马云富．加强工艺与装备创新推进弹药技术的发展[J].兵工自动化，2018，31(12)：18·20．
[5] 张欲立．弹药自动化生产线的构建策略与应用[J].国防制造技术．2019，6(3)：5—8．