航空机电航电产品的智能制造新模式
马超 徐东晖 刘同博 孙志超 唐成
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马超 徐东晖 刘同博 孙志超 唐成,. 航空机电航电产品的智能制造新模式[J]. 航空航天学报,20241. DOI:10.12721/ccn.2024.157001.
摘要: 航空航电产品属于决定飞行器飞行动作和其是否能够准确执行飞行任务的关键组成,可以将其视作控制飞行器的“大脑”和“神经中枢”。航空航电产品中集成了大量高端、高精密化技术,且存在构成复杂和结构层级分布较多的特点,对于制造过程的专业化要求较高,一般需要根据飞行器的实际使用需求进行定制,因其系统组成十分复杂,还存在制造周期长的特征,制造过程中会受到诸多因素的影响,限制产品功能。现阶段来看,在航空机电航电产品制造中暴露出了离散度较大的问题,对产品质量带来一定威胁。因此,下文围绕航电产品的智能制造新模式展开研究,目的是提高航电产品的集成制造水平。
关键词: 航空机电;航电产品;智能制造模式
DOI:10.12721/ccn.2024.157001
基金资助:2022年黑龙江省大学生创新创业训练计划项目(项目编号:S202213303015S)

“中国制造2025”中提出了智能制造发展的推进计划,并且针对多个制造行业和领域均发布了对应的指导性文件,致力于进一步推进制造业的智能化发展水平。其中,“智能制造新模式应用示范项目”的推进更是为制造行业的智能化发展指明了大方向。对于航空机电航电产品这种高端技术集成度较大的制造行业来说,需要始终走在行业发展的前沿,积极探索智能化技术与制造工艺的有效融合,借助智能化控制的手段来提高航电产品制造的集成度,可有效突破产品制造的瓶颈,形成一个闭合的制造链。由此可见,建设智能制造新模式的重要性。

1.航电产品建设智能制造新模式的可行性

1.1智能制造模式满足产品生产和管理需要

航空航电产品的生产工艺特点决定了其对生产作业过程的规范化和专业化水平要求较高,为能有效避免人工作业带来的不利影响,需要借助智能化手段进行智能控制,保障产品生产的整体质量。除此之外,在供应链、物流等的管理层面,也突出了进行智能制造模式建设的必要性。从产品自身的特点层面来分析,其多是光机电液控一体化设备,其中包含的技术类型众多,主要由计算机、传感器、电机设备和软件等共同组成一个完整的系统,产品自身的感知、决策控制以及执行过程呈现出与智能系统相同的特点。而从制造模式的层面来看,主要表现出小批量、多类型和高度定制的特点,各个系统和工件制造的专业化要求较高,呈现出制造过程离散化的特征,对于各个制造工序提出了协调控制的要求。而智能制造模式的构建则可全面满足上述要求,既可保障制造工艺的连续性和协同性,也可进一步提升制造生产的效率。

1.2数字化水平较高具备智能制造模式的建设条件

航空机电航电产品制造企业属于制造行业中的先驱,其制造技术水平始终处于行业发展的前沿,因此对于信息技术以及数字化技术的应用较早,其中的信息化生产已经全面普及,数字化生产也在积极建设的过程中。部分企业已经基于物联网技术和信息化技术等建立起了全面供应链系统,实现了对各类生产资源的有效集成,相对来说产品研发、生产的效益均有了很大程度的提升,此种背景下,无疑会为智能制造模式的建设创造较好的条件。

2.航电产品智能制造新模式的推进策略

2.1明确智能制造新模式的系统框架

基于航空机电航电产品制造企业的实际发展特点,可对其系统框架组成进行有效梳理,其中应该包括企业联盟层、企业管理层、生产管理层和执行控制层四个部分,其中的执行控制层主要由资源管理模块、物联通信模块和人机交互模块共同组成。企业联盟层主要负责对产业链和供应链的协同管理,目的是借助物联网技术实现对相关价值网络的横向集成管理;企业管理层是指对智能运营管理平台的有效构建,保障对价值链的有效梳理,并实现端对端的集成管理;生产管理层是指打造一个仿真平台,并发布生产控制指令,保障产品生产过程的纵向集成;执行控制层主要负责对生产过程以及物流体系的智能控制。

2.2智能制造新模式的构建过程

2.2.1改进和优化生产线

产品生产过程的精益化水平决定着智能制造新模式的构建效果,因此,需要先针对产品生产过程进行梳理,具体而言,要对生产单元进行具体划分,并根据产品生产需求和特点明确产品生产结构,同时提取其中的各类生产参数,对于参数的精细化管理可以为智能制造生产线的建设奠定良好的基础。这则要求相关的生产企业能够做到对产品生产流程的精准把握,提供可靠的生产工艺参数,为后期的智能化生产提供保障。

2.2.2设计智能制造生产方案

聚焦航电产品,针对其生产特点和制作模式进行重点研究,尤其要关注各类构件生产的原理和架构,在此基础上对智能制造的生产模式加以明确。以通信和导航类航电产品为例,在制造时既需要明确特定飞行器的通信和导航需求,也需要结合原有的制造参数对产品生产的组成以及工艺路线进行分别确定,结合航电产品的实际使用需求和生产特点来设计智能制造生产方案,目的是使整个生产过程均能实现智能化控制,降低因人为因素带来的负面影响。

2.2.3重构车间信息系统

为使产品生产过程实现高集成目标,则需对于生产车间的信息系统进行改造与重构,可以通过建设虚拟仿真平台的方式对车间生产状况进行仿真,借助仿真结果对现场的空间布局以及生产线等进行重现调整,同时保障对物流系统的有效优化,提高配送效率,这可在很大程度上提高车间生产效率,且保障各个生产环节的高效衔接,提升整个生产过程的集成水平。同时,还可对生产车间的各类生产资源信息进行优化配置,既可减少资源浪费,还可保障车间处于最佳产能状态。在今后的产品生产中,也可基于智能化制造新模式,保障资源利用率和产品生产实效,打造出高效生产的作业车间。

结语:智能制造新模式以其高效感知、准确分析、科学决策和标准化执行等应用特点在航空机电航电产品生产领域中表现出了良好的应用前景,不仅可以满足当代航空事业的精密产品使用需求,还可进一步强化企业产能优势,确保企业在市场中处于技术领先地位。尤其是可以改变传统制造生产中存在的离散化现状,有效提高航电产品生产的集成化水平,且保障对产业链和供应链的全过程管理,为航空机电航电产品的高效生产和高质量生产创造了可能,可以将其视作推动航空机电航电产品制造业健康发展的重要技术手段。

参考文献:

[1]马军,万建平,任卫安,吴静青,蔡洋阳.航空复合材料智能制造新模式的探索与实践[J].航空制造技术,2022,65(07):44-53.

[2]辛静雯.航空工业新航:开创军民融合新模式引领智能制造新发展[J].人大建设,2018(S1):146-147.

作者简介:马超,1985.01,男,籍贯:辽宁省法库县,汉,工程硕士,哈尔滨剑桥学院教师,高级工程师,研究方向:智能检测装备,联系电话:18945118125。

徐东晖,2001.04,男,汉族,本科,籍贯:黑龙江省齐齐哈尔市,汽车服务工程专业。