民用飞机智能制造方法研究

民用飞机智能制造方法研究

周双勇

成都沃飞天驭科技有限公司   四川省成都市   610000

摘要：近年来，随着工业制造水平的不断发展，智能制造技术受到众多工业发达国家的重视，并在关键工业制造领域得到了成功实践。随着第一架C919客机的商业化运营，中国民用航空工业需要思考智能制造方法，在满足适航要求的前提下，保证产品制造过程稳步和高效，确实满足客户商业运行航空器交付进度要求。本文系统介绍了民用飞机智能制造方法，总结了典型航空器智能生产线的特点和关键技术，提出了民用飞机智能制造方法的建议。

关键词：数字化；网络化；智能制造

引言

随着全球装备制造业的高速发展，标准化、自动化、柔性化的智能生产线已成为飞机生产的新模式，世界各大航空制造企业竞相采用。智能制造是先进信息技术与先进制造技术的深度融合，其贯穿于产品设计、制造、服务等全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成，旨在不断提升企业的产品质量、效益、服务 水平，减少资源消耗，推动制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展。智能制造技术的快速发展正在影响和改变传统制造业的生产模式，通过智能制造技术变革传统的制造模式是中国制造业尤其是中国航空制造业在新时代所面临的巨大机遇和挑战。要想进一步提高中国航空制造业的技术水平，促进中国民用航空产业在智能制造时代背景下的技术变革，提升中国在民机制造领域的影响力和话语权，应当立足航空业的产业特点和实际情况，有效配置制造过程中的关键要素，包括人员、设备、材料、方法程序、周围环境，特别是设计和工艺标准规范、工程数据与智能化线路的融合应用，探索出一条适合民用飞机制造企业的智能制造新模式。

1飞机智能制造实施方法

基于数字化转型的民用飞机智能制造按照“数据化、网络化、智能化”三步走实施。根据“用数据定义产品、用数据驱动制造、用数据创造价值”的发展思路，围绕数据化、网络化、智能化的发展路径，结合最新一代的5G移动通信技术和工业信息安全与智能制造标准，构建出民用飞机智能制造总体框架，包括:通过产品需求定义，需求分析，需求验证以及需求确认的信息化方法，实现设计、制造、服务全流程的数据定义，打破信息孤岛，建成数据定义工厂(数字化建设)；通过高速信息传输网络，实现设计、制造与服务过程数据稳定输入和输出、数据应用权限清晰、数据交互和共享可控，构建工厂工业交互平台(网络化建设);基于“工厂大脑”与“神经网络”模型，研究业务需求与实现优先逻辑，搭建数据输入与输出的“神经系统”，通过信息采集与处理系统，从而快速构建新型数据智能模块，支撑复杂多样化的决策(智能化建设);同步构建工业信息安全体系和智能制造标准体系，形成覆盖智能制造建设成果与满足智能制造中长期发展需求的标准集。

2典型飞机智能生产线的特点和关键技术

2.1数字化是核心要义

数字化制造是制造技术、计算机技术等相互融合并进一步发展应用的最新技术成果。数字化制造成为推动制造业质量、效率和动力变革的突出力量。发展数字化制造是保证产品质量水平、提高生产效率的重要手段。具体来说，数字形式的信息将会在企业内通过网络传递，输入到每一业务需求，输出到每一业务结果。从数字化制造发展的历程来看，早期的数控机床/加工中心，中期的计算机辅助设计与工程分析，近期的产品数据管理与全生命周期数据管理，无不体现数字化制造对工业的重要影响和促进作用。

2.2网络化、智能化是发展道路

在主机厂整机牵引，供应链零部件的分工合作与系统集成的生产模式下，飞机制造智能化是航空制造产业技术的重要路径。智能化制造的基础是智能制造系统，它既是先进制造技术的集成应用环境，也是智能制造的载体。网络化可以利用先进的计算机技术和通信技术，把不同地点的计算机进行互联，并按照规定的网络协议相互通信，对数据进行分析、判断和决策，以支撑飞机及其系统部件生产线的智慧化运行。依靠成熟的网络化技术，部分国家已经完成了相关民用、军用飞机的制造。

3智能制造体系在飞机装配中的应用

3.1云服务管理技术

在制造体系的建设中，云服务管理技术属于常用的应用技术，该技术的应用原理在于，基于云解决方案、互联共享技术来建立云服务管理平台，从而对飞机制造过程进行综合化整理，包括基础设计、生产规划、生产实验等，提高服务内容的时效性，营造良好的飞机装配环境。在技术的具体应用中，核心是统一生产制造语言和程序，（1）基于共识的制造技术建立云服务平台，在平台中建立相应的使用模块，模块覆盖整个生产过程，以提升云服务共享内容的全面性。（2）在云制造系统的运行过程中，对各类设计资源和生产资源进行整合，以此提高生产过程的协同装配效率，满足相应的制造要求。

3.2人工智能技术

在制造体系的建设中，考虑使用人工智能技术，这也是提高体系智能化水平的核心方法。该技术的应用原理在于，基于人工智能技术来对整个生产过程进行综合化监督，从原材料采购一直延伸到产品交付，在制造过程中

有效结合人机工程、人为因素的影响，保证良好的灵活性和智能化，以提高飞机装配结果的合理性。在人工智能技术的应用中，采用机器深度知识算法，利用大量数据作为培训资料，不断提高所建立系统的成熟度，以此提高各类设计资源和生产资源的利用效率，提高生产结果的稳定性。

3.3数字化装配技术

在制造体系的建设中，数字化装配技术具备良好的应用价值，该技术的应用原理在于，基于数字化技术来对整个装配过程进行梳理，包括装配工艺、柔性构件装配、智能检测、集成化控制等，以此来提高装配过程的数字化和模块化管理水平。在技术的具体应用中，（1）利用数字化工具建立三维飞机装配模型，基于模型赋予产品及零部件制造技术要求；（2）围绕飞机装配过程来拟定详细的工艺线路，并对工艺线路进行科学规划，输出最优方案；（3）基于特殊过程、关键工序，开展仿真测试，以此提高装配过程的可视化水平，保证飞机及系统零部件按照既定的工艺线路稳定输出。

3.4智能感知技术

此技术的应用原理在于，利用信息采集系统、电子标签等方式对飞机装配过程进行数据采集，比对制造工艺技术要求，以此提高飞机装配过程的控制力度，确保生产过程的合规性。在此技术的应用背景下，可以建立适合飞机装配管理的数据实时监控、动态展示系统，以此直观展示智能制造每一环节，形成管理数据仪表，从而建立目标、进度、质量、成本等维度的综合管理系统，从而提高整个生产过程的透明度，同时在应用中也可以提升现场要素监控过程的实时性，以满足不同情况下的处置措施，促进智能化装配活动的有序进行。

结束语

用数字定义产品、用数字驱动制造、用数据创造价值，从数字化、网络化到智能化，是民用飞机智能制造的主要实施路线，也是制造业升级转型的发展趋势。发展智能制造有助于发挥行业的示范效应，带动产业链协同发展，形成产业规模，实现新型工业化具有重要作用。智能制造建设是一项系统工程，也是企业根据自身发展现状，逐步建设。对于不同行业、不同竞争格局、不同发展阶段和能力的企业而言，建设智能化工厂的着重点和着手点也不尽相同，应根据自己的情况有的放矢、循序渐进，以更好的实现建设智能工厂的既定目标。

参考文献

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