前言

北京航空航天大学机械工程及自动化学院成立于1998年4月,是北京航空航天大学最具实力的学院之一.学院学科覆盖了机械工程、航空宇航科学与技术和材料科学与工程3个国家重点一级学科,下设有机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、工业与制造系统工程、航空宇航制造工程和材料加工工程等二级学科.学院设有机械工程及自动化、飞行器制造工程、材料成形与控制和工业设计等4个本科专业.     

先进制造技术进展

由于科技发展及各类不同学科新技术的渗透,传统的制造技术已发展成为先进制造技术.从设计和成形方面对先进制造技术的发展现状和关键技术进行了详细的综述分析,指出了先进制造技术不同于传统制造技术的本质特点及该领域的一些发展方向.      

增材制造技术在载人航天工程中的应用与展望

近年来,增材制造技术在载人航天工程中的应用迅速发展。对熔融沉积成型技术、激光选区熔化技术、线材电弧增材制造技术、热喷涂增材技术、月壤增材制造技术等用于载人航天工程的增材制造技术及这些技术的应用领域进行了总结。对增材制造技术在在轨制造飞行器替换件、制造大型桁架等难以在地面制造或发射的部件、制造飞行器复杂部件等应用领域进行了总结。提出未来载人航天工程技术的增材制造中应发展适合载人航天工程的材料体系,应研究微重力环境下的增材制造技术,同时未来还应发展相关工艺。     

敏捷制造数据源及其实现技术

为满足产品全生命周期管理对制造数据敏捷性的需求,提出一种敏捷制造数据源的数据管理方法.分析了敏捷制造数据的应用需求,将敏捷数据源定义为一种面向产品生命周期不断变化应用需求的数据定义和管理架构,该架构包括核心对象与本体层、元数据元模型层、服务组件层以及实施层等4个层次,对该架构的特点进行了分析.提出了实现敏捷制造数据源的3个实现技术,分别是抽象元建模技术、基于规则的数据视图快速生成技术以及基于服务技术的组件重用与快速重构技术.所提出的敏捷制造数据源为支持产品生命周期内制造数据的敏捷管理、应用以及提升应用信息系统敏捷性提供了新的途径.     

新兴的人机与环境工程技术科学

围绕人-机-环境系统、飞行器环境控制和生命保障系统、环境模拟技术、空气调节技术4个方面,对国内外人机与环境工程科学研究进展情况作了综述;着重介绍了人-机-环境系统的计算机仿真、ECS制冷系统、航天器的生命保障系统、地面、空中及空间环境模拟技术、空气调节技术的最新发展方向和需要进一步研究的问题等,以期进一步推动该技术学科的研究和发展.     

浅谈先进检测技术支撑航天制造发展

检测技术是支撑航天制造发展的基础,检测技术水平直接关系着航天装备制造质量。主要介绍了检测技术在航天制造中的重要性,分析了航天装备制造过程中在检测方面现状和存在问题,结合航天发展需要给出发展建议,更好发挥检测技术对航天制造的支撑作用。     

空间在轨增材制造技术的研究进展与展望

空间在轨增材制造（in-space additive manufacturing,ISAM）技术是一种“空间3D”打印技术,在在轨制造和空间基地建造方面具有很好的应用前景。首先概述了空间在轨增材制造技术的主要内涵,进而全面梳理了国际上空间在轨增材制造技术的研究进展。结合空间站、在轨航天器的需求,重点分析了空间在轨增材制造关键技术对其原材料、技术手段以及设备的要求,在此基础上梳理了空间在轨增材制造技术现阶段面临的挑战。综合表明,特殊的空间环境（微重力、高真空等）都在紧密限制着空间在轨原材料、设备以及技术的选用。最后,基于当前空间在轨制造技术的发展现状、需求以及可能的实现途径,为中国空间在轨增材制造技术的未来发展指明了新的方向。     

微纳卫星相机主承力构件轻量化设计与增材制造

针对20kg微纳遥感卫星相机主承力构件的轻量化需求,以转接环、次镜环和主背板三个主承力构件为研究对象,开展面向选区激光熔化增材制造技术的结构设计与制造关键技术研究。结果表明,设计的0.5mm折边结构具有良好的抗压缩和扭转等力学性能,在实现轻量化的同时,可显著提升构件的支撑强度。通过45°斜壁与微桁架结构,实现无辅助支撑增材制造。从能量输入、结构微调及加快热传导三个方面入手,有效解决了打印过程尖角变形难题。最终获得了质量分别为89g、87g和546g的三个轻量化主承力构件。搭载原理样机开展系统装调与地面力学试验,通过了8G重力加速度测试,实现了卫星相机大型复杂结构主承力构件的高承载和轻量化制造。     

空间金属增材制造技术应用

高能束流金属增材制造技术以激光和电子束作为热源,通过选区熔化粉末或熔丝沉积成型来实现金属零部件的制造.根据金属增材制造技术在空间领域的发展,结合空间站和深空探测强约束条件对在轨制造设备尺寸、重量、功耗、寿命提出的更高要求,对比激光与电子束两种热源的工作模式,进行在轨可行性分析,提出未来空间金属增材制造技术发展所面临的问题与解决途径.      

面向网络化制造的数控车间组织模式

分析了网络化制造的基本特征和内涵,提出了面向企业的网络化制造系统运行模式;在对某大型航空制造企业的数控车间调研与应用实施的基础上,针对其组织模式存在问题,采用分行企业和独立制造岛的思想建立了适合数控车间网络化、敏捷化制造的分形组织模型;针对车间原有生产模式、产品特性,提出了基于成组技术的数控车间生产单元和生产线的划分方法,建立了面向产品流程的机构组成规则和车间内部的服务支援规则.该模型、方法、原则对传统的离散制造企业具有普遍的适用性,现已成功地被该数控车间采纳.     

大型空间站整体壁板结构技术进展

首先介绍了国际上整体壁板结构技术的发展现状,对空间站整体壁板结构设计、材料和制造成形技术进行了分析和总结,继而展望了其发展前景和方向。同时结合国内密封舱结构技术的发展情况,指出了中国大型空间站整体壁板结构研制面临的难题和挑战,并提出了相关的研究建议。     

Strategic Priority Program on Space Science

In 1957, the launch of the first artificial satellite ushered in a new era for modern space science.The past 50 years' developments in China's space science have witnessed many major missions, and substantial progress has been achieved in space science study, exploration technology as well as experiment technology. Strategic Priority Program on Space Science was officially started in 2011. Through both self-developed space science missions and those with international cooperation,it is expected that the innovative breakthroughs will be realized, leapfrog development of related high-tech will be achieved to establish the important strategic status of space science in national development. To sum up, the implementation of the Strategic Priority Program on Space Science will definitely promote the rapid development of China's space science endeavor, making contributions to China's development and the progress of human civilization.      

现代小卫星及其关键技术

工程技术和科学、艺术一样,发展最终的目标将追求简化性和完善性。现代小卫星出现,说明航天技术正沿着这条规律向前发展。由于小卫星具有质量轻、体积小、成本低、性能高、研制周期短的显著优点,人们预测：小卫星发展将引起卫星应用和卫星技术方面一场重大变革。首先论述小卫星的概念和兴起的原因;其次讨论小卫星发展概况;最后研究小卫星关键技术。     

支持产品协同制造的质量管理信息系统

提出了一个基于Intranet/Extranet/Internet和ASP(Application Service Provider)方式的协同质量管理信息系统模型,为产品协同质量管理提供了一个完整的信息平台.介绍了系统体系结构,系统地论述了包含质量策划管理、产品质量管理、项目管理、支持性质量管理活动管理、质量改进管理、客户关系管理、供方关系管理等核心业务的功能模型,并针对开发实现的关键技术进行了讨论.      

飞机构型管理研究与应用

为了满足现代飞机复杂化、多元化和系列化的要求,保证在飞机数字化设计制造过程中产品数据的一致性、完整性和可追踪性,借鉴波音公司简化构型管理的思想,研究了飞机构型管理和控制的过程,强调构型管理技术在飞机研制的整个生命周期过程中的重要性,明确了构型管理的基本定义,区别了物料清单BOM(Bill Of Material)视图--工程BOM、工艺BOM、制造BOM等与构型之间的关系,指出并分析了飞机构型管理和控制的4项关键技术,即将基于图纸的构型管理变为基于零部件的构型管理;模块化组织飞机产品结构单元;简化有效性管理,通过模块有效性控制飞机产品构型;强化版本的控制.并针对这4项关键技术给出实际的应用解决方案.