航空发动机智能制造生产线构建技术研究.pdf

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1、钐论坛FORUM航空发动机智能制造生产线构建技术研究单继东，王昭阳。陈贺利，曹增义(西安航空发动机(集团)有限公司，西安710021)【摘要】结合航空发动机制造生产线特点，研究了智能制造的特征及要素，设计了面向航空发动机的智能制造生产线架构，并阐述了实施内容、关键技术及实现方法，为智能制造技术在航空发动机制造企业以及装配制造业应用提供了重要参考。关键词：信息化；数字化；工业4．0；智能制造；生产线DOI：10．16080／j．issnl671—833x．2016．16．052单继东高级工程师，主要从事设计制造协同．数字化制造、数字化管理

2、等领域技术研究。负责10余项国家级．省部级信息化科研课题研究工作，发表论文多篇。进入新世纪以来，信息技术快速发展，与工业化深度融合，其引发的新一轮科技革命和产业变革蓄势待52航空制造技术·2016年第16期发，揭开了全球新一轮工业革命浪潮的序幕。国际上许多国家纷纷推出了利用信息技术提升制造业水平的战略举措(如德国的工业4．0、美国的再工业化等)，这些战略基本都是以“数字化、网络化、智能化”为特征，推行智能制造以改造传统工业并进行再工业化⋯。智能制造是《中国制造2025》的主攻方向，也是我国航空发动机制造业落实创新驱动发展、实现工业转型升

3、级和跨越式发展的关键举措【2】。生产线作为企业核心竞争力的基础要素和生产活动执行的实体与效益源泉，同时也是物流、信息流和资金流的汇聚点，一向是新的信息技术应用研究的重点领域口】。目前，国内外的航空发动机制造企业，正在数字化生产线的基础上，探索智能制造生产线建设，谋求生产技术和管理创新发展，期望在激烈的国际竞争环境下，巩固企业优势，抢占新一轮产业竞争的制高点。在此背景下，开展面向工业4．0的航空发动机智能制造生产线构建技术研究，追赶世界先进制造业，赶上数字化这班时代快车，对于积极、稳妥推进我国航空发动机制造技术数字化具有现实意义和历史意义

4、。航空发动机智能制造生产线构建需求分析多年来，我国航空发动机制造企业将数字化生产线建设作为企业信息化重点，并初见成效，改变了传统的生产制造模式，有力保障了科研／批产型号任务的交付。但根据我国航空发动机生产线多品种、小批量，科研、批产混线生产的特点以及生产线总体水平的现状，建设具有“数字化、网络化、智能化”特征(见表1)的智能制造生产线，还需进行3个方面的改进：(1)制造工艺的进步：面向工序的工艺到面向过程的复合工艺管理。传统的工艺设计较多关注了面向工序的关键制造工艺研究，开展智能制造需要建立产品、工艺、制造紧钐论坛嘲uM员角色约束为领导

5、、工艺人员、生产计划人员、设备维护人员等提供定制化的信息共享和交互途径，从而为生产过程的精确化和透明化提供决策支持。2．2智能制造技术准备智能化的工艺设计：采用基于全数字量表达、MBD模型的智能识别以及信息获取和处理能力的工艺设计方法，实现基于知识驱动的决策、优化的综合工艺设计，可对工艺知识、技术进行学习、积累和演进，这是推行智能制造的基础。二()l5年3月数控设备利川率统汁舒析；--_----；t‘，；、?；，i；一，，。，∥∥，∥9基于几何特征的智能编程：基于零件特征、工艺知识库，自动选取相适应的加工设备、刀具、工装等制造资源，自动

6、生成零件加工方法、加工轨迹、加工策略，并依据加工设备、刀具自动生成基于规则知识库的优化的切削参数，这是生产线实现自适应加工的关键。检测路径自动规划：利用零件数模实现基于零件检测特征的自动检测路径规划，对于复杂零件可实现高精、高速在机测量，准确获取零件加工表面尺寸、形位公差等，并对检图2生产线智能决策Fig2Inte¨igentdecisiOns0fprOductiOn

7、ine图3智能化制造执行Fig．3Inte川gentmanufact洲ngexec∽On54航空制造技术·2016年第16期测结果进行实时反馈与智能分析。工艺仿真验证及优

8、化：借助加工仿真分析工具，通过仿真验证与优化，获取最优的加工工艺方案，基于决策知识库中的智能决策推送，快速推理预测零件制造工艺缺陷，实现制造过程的精准执行。工艺决策知识库：建立包括工艺设计、数控加工过程决策规则等的工艺决策知识库，结合工艺设计知识、数控加工策略、刀具切削参数、刀具／工装／设备／机床等制造资源，为工艺设计、数控编程、工艺仿真、检测、装配等智能化工艺设计提供有力支撑。2．3智能化生产管理及执行管控智能化计划管理：承接ERP生产计划，应用高级排程技术，满足生产线多品种、小批量、计划变化频繁的需要，并通过实时分析生产计划和生产进

9、度的匹配情况，在异常情况发生时(如设备宕机、物料短缺等)进入自动运算模式，对当前的任务队列进行动态排产，最大程度地降低生产变化对计划的影响和冲击。智能化制造执行：通过生产现场信息终端，生产工人能够知道做什么