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航空航天制造業(yè)是國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，關(guān)乎著國(guó)家戰(zhàn)略安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)與科技發(fā)展。航空航天制造業(yè)發(fā)展至今，也急需建立完備的數(shù)字化、智能化制造體系，融合最新的信息通信技術(shù)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。航空航天制造業(yè)產(chǎn)品系統(tǒng)復(fù)雜程度高，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且對(duì)質(zhì)量、精密性及生產(chǎn)制造效率等有著極高的要求。
航空航天制造業(yè)特點(diǎn)：品種雜、產(chǎn)量小，工序多
航空航天產(chǎn)品的研發(fā)較其他行業(yè)相對(duì)復(fù)雜，美國(guó)蘭德公司研究了1965-2000年美軍采購(gòu)戰(zhàn)機(jī)的相關(guān)歷史數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，制約防空系統(tǒng)創(chuàng)新理念落地的瓶頸在于復(fù)雜度管理能力。在新的防務(wù)產(chǎn)品帶來(lái)的價(jià)值增長(zhǎng)中，與復(fù)雜度管理相關(guān)的影響因素占50%左右。
航空航天產(chǎn)品包括飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、飛船、衛(wèi)星、空間站、發(fā)動(dòng)機(jī)及各類機(jī)載設(shè)備等，品種多，型號(hào)譜系和批次多達(dá)幾十種，但單一型號(hào)的產(chǎn)品年產(chǎn)量卻往往不超過(guò)一百個(gè)甚至只有幾個(gè)。這個(gè)特點(diǎn)對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)線的建立有很大的制約，增加了生產(chǎn)體系的構(gòu)建和運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)設(shè)施的高度柔性化和智能化，以及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程的精益化提出了很高要求。
作為高價(jià)值產(chǎn)品，航空航天產(chǎn)品工件生產(chǎn)制造工序多，誤差積累的環(huán)節(jié)多。機(jī)械加工往往需要突破零部件尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性弱、材料難加工和加工精度要求高等一系列復(fù)雜制造難題。產(chǎn)品裝配過(guò)程以人工為主，大部件精準(zhǔn)對(duì)接，表面接插控制和零部件協(xié)調(diào)操作對(duì)操作人員來(lái)說(shuō)操作難度大。在制造數(shù)據(jù)管理中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)模型體量龐大，從時(shí)間與準(zhǔn)確性上對(duì)數(shù)據(jù)控制有嚴(yán)格要求。
建立智能制造架構(gòu)，構(gòu)建數(shù)字化生產(chǎn)線
智能制造從產(chǎn)品生命周期的角度體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)智能化、工藝設(shè)計(jì)智能化、生產(chǎn)過(guò)程智能化、檢驗(yàn)過(guò)程智能化、管理決策智能化，其中涉及諸多技術(shù)的應(yīng)用，包括數(shù)字孿生技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、智能裝備技術(shù)、智能材料技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能技術(shù)等。國(guó)外航空航天頭部企業(yè)已經(jīng)投入巨資，致力于推動(dòng)以智能工廠為核心的產(chǎn)品全生命周期智能化制造流程。
美國(guó)洛克希德·馬丁公司(以下簡(jiǎn)稱洛馬公司)通過(guò)升級(jí)改造現(xiàn)有工廠設(shè)施或新建工廠等方式，布局智能工廠，推進(jìn)新一代信息技術(shù)、增材制造、智能裝備等應(yīng)用，創(chuàng)新戰(zhàn)機(jī)、衛(wèi)星、導(dǎo)彈等武器裝備研制生產(chǎn)模式。
洛馬公司于2021年8月宣布，該公司位于美國(guó)加州帕姆代爾園區(qū)的“未來(lái)工廠”(代號(hào)648號(hào)建筑)落成。這是洛馬公司將在2028年之前開(kāi)設(shè)的四個(gè)轉(zhuǎn)型制造廠之一。新工廠被定義為“智能-靈活”數(shù)字化制造工廠，意味著洛馬公司的創(chuàng)新與生產(chǎn)模式正在快速進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
這座占地6.5萬(wàn)平方米的“未來(lái)工廠”大幅提高了生產(chǎn)自動(dòng)化程度。洛馬公司在工廠內(nèi)安裝的螺栓連接和機(jī)器人自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)(COBRA)，鉆完一個(gè)孔只需要21秒，在X-59A試驗(yàn)飛行器機(jī)體上共鉆孔7519個(gè)，經(jīng)過(guò)檢查只有23個(gè)孔需要重鉆。在大幅提高加工精度的同時(shí)生產(chǎn)效率也獲得了提升。
新工廠還將利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)，結(jié)合數(shù)字工程來(lái)進(jìn)一步改善制造流程。這在實(shí)踐中意味著，車間的工作人員以及工程師能夠檢查正在建造或組裝的物理部件，并與數(shù)字模型進(jìn)行比較，視其外觀和結(jié)構(gòu)是否符合預(yù)期。
為了將數(shù)字工程工具應(yīng)用于新武器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)階段，洛馬公司開(kāi)發(fā)了“星驅(qū)動(dòng)”(StarDrive)數(shù)字工程工具集，力求將基于商業(yè)的數(shù)字工程實(shí)踐應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)，以減少軍方生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)新飛行器的時(shí)間和成本。“星驅(qū)動(dòng)”也將在新工廠中被大幅運(yùn)用。
“星驅(qū)動(dòng)”比過(guò)去的數(shù)字工具更具包容性，洛馬公司力求在新設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)就將工程與生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、財(cái)務(wù)和維護(hù)結(jié)合起來(lái)。洛馬公司認(rèn)為，“星驅(qū)動(dòng)”還是一種先進(jìn)的新制造工藝，并已利用該工藝制造了一個(gè)復(fù)合材料機(jī)體蒙皮的全尺寸試驗(yàn)件，試驗(yàn)件上的鉆孔精度很高。在裝配中，鉆孔的精確程度使其能夠用于部件對(duì)準(zhǔn)，而無(wú)需昂貴的夾具或工具。
結(jié)合數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加速推進(jìn)航空航天智能制造
當(dāng)前，以新一代信息技術(shù)為代表，數(shù)字技術(shù)與制造業(yè)的深入融合正在加速智能制造向更高層面、更深層次的發(fā)展。當(dāng)然，航空航天制造業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型工作不是一蹴而就的，要分層推進(jìn)，多層面同步發(fā)力。通過(guò)引入數(shù)字孿生的概念，建立基于模型的企業(yè)，多維推動(dòng)企業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。
航空航天產(chǎn)業(yè)推進(jìn)數(shù)字化和智能化，最終目標(biāo)是滿足用戶對(duì)航空航天產(chǎn)品的新需求。以此為牽引推動(dòng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同和智能化生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，形成一種新的生產(chǎn)制造模式。整個(gè)行業(yè)要迎合以數(shù)字技術(shù)為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的歷史趨勢(shì)，抓住新一輪發(fā)展的機(jī)遇來(lái)推動(dòng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化技術(shù)在航空航天的普及應(yīng)用。
（轉(zhuǎn)載）
