面向智能制造的飞机结构件数字化车间构建关键技术

智能制造是引领制造业发展,推动下一次工业革命的重要引擎。飞机结构件加工是典型的小批量、大柔性离散型制造,在实现智能制造转型过程中存在诸多难点。介绍了智能制造的背景、特征和内涵,在此基础上分析了飞机结构件智能制造转型面临的现况,提出了面向智能制造的飞机结构件数字化车间构建关键技术,为建立飞机结构件智能制造范式奠定基础。     

飞机结构件数字化设计与制造技术

飞机结构件逐步向大型化、整体化和复杂化发展,且制造精度要求较高.对设计和制造技术提出了更高的要求.因此,开展飞机结构件设计技术和制造技术的研究,在飞机结构件设计和制造过程中应用数字化技术和智能技术,构建飞机结构件设计制造协同化平台,实现飞机结构件高效、高质、低成本和环保的柔性化设计和制造,对提高企业核心竞争力具有重要意义.     

基于数字孪生的飞机装配车间生产管控模式探索

飞机装配车间中实现制造的物理世界和信息世界的互联互通成为飞机装配智能化的发展趋势,数字孪生是实现物理世界与信息世界交互与融合的有效技术手段。分析了车间发展历程并阐述了目前飞机装配车间的特点及问题,在此基础上,提出了涵盖物理装配车间、虚拟装配车间、车间孪生数据及装配车间服务系统的飞机数字孪生装配车间架构,并对物理装配车间数据的实时感知与采集、虚拟装配车间建模与仿真运行技术、数字孪生与数据驱动的装配车间生产管控等飞机数字孪生装配车间关键技术进行了研究,为航空工业领域的智能制造提供参考。     

大飞机关键制造技术

未来大飞机真正的竞争在于"制造",突破大型金属结构件的高效数控加工和先进成形技术、复合材料结构件的制造技术、飞机的柔性自动化装配技术、飞机制造数字化技术等关键制造技术,将有力推动我国大飞机项目的顺利开展。     

飞机结构件智能数控加工关键技术研究现状

智能制造的目的是在满足个性化需求的同时,还要达到缩短制造周期、降低制造成本、减少环境污染以及降低能源消耗的目的。因此,研究飞机结构件智能制造相关关键技术,打造飞机结构件智慧加工工厂,对飞机制造行业具有重大而又现实的意义。     

RTM技术在大飞机复合材料构件上的应用

随着复合材料在飞机结构件上所占比例的提高,RTM技术在航空复合材料制造中的地位越来越重要.未来在我国大飞机的制造中,RTM技术的发展和成熟在很大程度上将决定复合材料在航空领域的进一步应用和发展.     

基于三维模型的飞机数字化快速检测技术研究

随着飞机数字化设计与制造技术的发展,大型整体结构件用量的不断增加,以及民用飞机经济性与安全性要求的日益提高,对产品的制造精度也提出了更高要求,使产品检测难度日趋加大,从而对测量技术提出了新的需求,传统的测量技术已难以满足飞机零部件快速、高效、高精度检测要求.当前基于三维模型的数字化检测技术应用已成为打通飞机复杂零件与大尺寸零部件数字化设计、制造、检测一体化流程,提升检测效率与水平的关键环节.     

飞机结构件数字化制造的关键技术与实施途径

建立数字化制造环境,保证数字化制造环境的运行,以及数字化应用的目标是实现飞机结构件数字化制造首先应考虑的问题     

大型铝合金机翼整体壁板加工变形控制技术

航空航天工业数字化设计及制造技术的快速发展,对现代飞行器的性能要求不断提高,飞机设计结构发生了变化,开始大量采用整体结构设计,如整体框、梁、壁板等零件,零件的大型化和结构整体化趋势日趋明显,以铝合金材料为主导的大型整体结构件在航空航天等领域获得了广泛的应用.由于这类零件具有轻量化、薄壁化和整体化的特点,采用数控加工方法已成为当前飞机产品中整体复杂结构件最主要的加工手段,是现代武器装备研制和生产中最主要的工艺方法.     

复合材料自动成型工艺进展及在航空中的应用

本文就复合材料飞机结构件的自动成型工艺进行了综述,重点介绍了纤维铺放成型、带材铺叠成型的特点与发展。复合材料自动成型工艺在航空领域的广泛应用,必将大幅降低飞机结构件的制造成本,极大地促进航空工业的发展。     

航空专用焊接数据库及专家系统

焊接数据库及专家系统是焊接数字化体系的重要组成部分。近年来,随着航空制造业向数字化、智能化方向转型步伐的加快,吸引了越来越多的航空企业开展航空专用焊接数据库及专家系统设计与开发方面的工作。目前在航空制造领域建立的焊接数据库,已实现航空材料焊接基础数据、焊接参数数据、焊接性能数据及典型案例数据的有效存储和共享。焊接工艺设计专家系统的应用,可辅助焊接工艺文件自动设计与管理,大大缩短了焊接工艺文件编制周期;焊接缺陷诊断专家系统可根据缺陷特征判断缺陷类型,或根据缺陷类型分析缺陷成因,对控制和预防各类缺陷的产生及控制焊接质量具有重要的实际应用价值;焊接信息管理平台在数据库平台、专家系统平台以及用户权限管理基础上,实现了焊接工艺流程的在线智能化协同办公。结合航空制造业焊接数字化发展进程,在已有焊接数据库及专家系统研究的基础上,把焊接质量预测专家系统和制造业大数据分析挖掘技术运用到航空焊接数据库及专家系统设计中,将成为未来航空焊接专家系统的发展趋势。     

面向航空智能制造的DT与AI融合应用

针对航空装备复杂制造场景下制造过程管控维度多尺度大、制造资源组成复杂性高、质量问题跟踪定位难度大等问题，结合数字孪生（DT）与人工智能（AI）技术特点，开展了面向航空智能制造的DT与AI融合应用研究。基于数字孪生与人工智能应用现状，系统性地阐述了数字孪生与人工智能融合机理，分析了支撑数字孪生与人工智能融合驱动航空智能制造的关键技术和数字孪生与人工智能融合驱动的AI控制中心构建涉及的关键问题，在此基础上重点讨论了加工制造过程自适应控制、智能车间生产过程智能管控、制造过程资源调度与优化决策、产品智能质量控制等应用场景，为数字孪生与人工智能在航空智能制造融合应用提供参考。     

事理图谱赋能的航空数据智能技术研究

大数据、人工智能等新一代信息技术对航空制造业数字化转型具有重要推动作用。针对航空制造业数据多源异构、样本少、强关联等特征,利用知识图谱等新一代知识工程技术对数据的结构化描述、高效管理的能力,提出基于事理图谱的航空数据智能技术体系和分析流程,重点研究面向航空领域数据的本体建模、事件关系识别、事件抽取、事件消歧等技术方法,并选择某单位航空产品开展质量问题原因分类、质量事理图谱构建、事理知识推送等应用及原型系统建设,辅助进行质量问题审理,推动质量问题快速反应。结果表明：利用数据和知识开展数据智能化质量管理的技术体系和路径可行,基于事理图谱的质量知识抽取算法具有较强的实用性,为推进航空制造业全生命周期全过程数据智能化应用提供支撑。     

实时数据驱动的生产线状态监控与效能评估技术研究

数字化车间的建设是航天产品制造企业实现智能制造的关键环节,为了实现车间的自主决策和自组织生产,设备互联、自动感知、虚拟监控以及实时分析等技术已经在工业界得到了广泛的重视。结合我国航天领域首个数字化车间建设项目,利用虚拟现实(VR)技术与车间信息通信技术(ICT),研发车间现场实时数据的采集与管理、生产线效能评估建模、人机交互式三维/二维集成可视化等功能模块。通过与其他信息系统如MES等进行数据集成,构建基于实时数据驱动的生产线运行状态监控平台,实现透明化生产,提高生产运营管理水平。     

基于网格服务的航空制造技术发展研究

先进制造技术有利于促进航空工业数字化协同制造系统的完善,它借助网格化服务促进航空产品制造的协作,跨越异构网络进行互操作,推动飞机数字化设计、制造、管理一体化技术的发展,基于各种异构平台构筑通用的服务交换设施,使信息和服务畅通无阻地在计算机之间流动。服务网格的内容分发、服务分发、电子服务、实时企业计算、分布式计算、Web服务等多项内容将有效推动航空先进制造技术的应用。     

基于数字线索和数字孪生的生产生命周期研究

新一代信息技术在制造业中深度应用,引发传统产品研发模式的变革。介绍了利用数字线索和数字孪生开展复杂产品生命周期业务过程建模与仿真、动态预测和评估,实现数字空间与物理空间虚实映射的产品规划与定义、模拟与分析、验证与确认的业务闭环。最后结合航空工业智能制造架构,给出在生产生命周期中的应用思路,以提升生产过程的数字化与智能化水平。     

可移动柔性工装对接稳定性研究

随着航空工业的快速发展,传统飞机工装已经不足以满足实际生产过程中的需要。因此,为提高生产效率,实现智能化装配过程,数字化柔性工装成为飞机工装制造的主流发展方向。通过对工装本身设计特点所需体现的关键测量特性进行控制,结合数字化测量设备坐标系建立与拟合的原理,完成可移动柔性工装在移动过程中的对接稳定性研究,进而提高飞机的测量精度和装配效率。     

基于MBD的数控加工工艺设计系统

MBD模型作为制造过程中唯一依据逐步成为航空制造业的发展趋势,并已应用到CAD/CAM中。但MBD技术尚未在CAPP中展开应用,导致MBD数据集在CAD/CAPP/CAM的集成设计制造过程中无法连续传递。针对航空数控加工需求,建立了基于图层的数控加工MBD工艺模型,提出了基于MBD的数控工艺设计流程,并设计开发了基于MBD的数控加工CAPP系统,实现了UG平台上集成设计制造的MBD应用。     

5G技术在航空制造领域的应用研究

第五代移动通信(5G)作为下一个万亿元规模的战略性新兴产业,已引起全球各国的广泛重视和竞相角逐。5G技术的意义不仅限于提升传输速率,同时也将丰富各类场景应用,为各行各业的数字化转型提供通信技术支持。梳理了5G技术在航空制造业的具体应用和影响。可以预见,在不远的将来,5G将有力引领航空制造业的转型和升级。     

航空工业军民融合式发展研究综述

航空产业属于八大战略性新兴产业之一的高端装备制造产业,全球主要国家的航空工业都在走军民 融合发展道路。我国自从航空工业创建以来,“军暠与“民暠就密不可分,军民融合式发展已成为航空工业发展的 主旋律。本文分析了国内外航空工业军民融合发展历程,结合我国现阶段的政策和航空工业发展水平,从法制 保障、拆壁垒和促竞争三个方面梳理了现有的航空工业军民融合战略指导与建议,继而从产业层面探索了航空 工业军民融合的集群化、模块化和平台化发展模式。基于此,总结了现有研究在研究深度、微观层面和综合性 研究方面的不足并提出未来研究方向。