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智能制造!国内民机制造业迎来突破

核心提示: 近年来,物联网、大数据、云计算等新一代信息通信技术得到了快速发展,并与先进制造技术实现了融合创新发展,促进了智能制造的涌现和发展。
近年来,物联网、大数据、云计算等新一代信息通信技术得到了快速发展,并与先进制造技术实现了融合创新发展,促进了智能制造的涌现和发展。当前,智能制造已成为未来全球制造业的发展方向,正引发全球制造业的新一轮产业变革。 微信图片_20170714152642 国内民机制造紧随全球制造业产业变革的步伐,在最新的型号设计过程中采用了基于模型定义(MBD)技术的三维数字化定义、在局部飞机装配上应用了数字化技术、建立了数字化异地协同研制平台。然而,与国外先进民机主制造商相比,国内民机制造在数字化、自动化、智能化制造方面仍存在较大的差距,还面临一些问题和挑战。 国内民机制造发展现状 最新型号基本实现三维数字化定义 随着波音787项目全面采用MBD技术,国内的相关航空高校和研究所对MBD技术进行跟踪和初步研究,通过研究波音公司等在MBD方面相关的标准后,制定了一系列MBD设计、管理等方面的标准和规范。国内最新研制的客机项目也采用了基于MBD技术的全机三维数字化定义。但与早期的民机项目不同的是,现在以MBD模型作为制造的唯一依据,设计过程中仅发放三维MBD模型,不再发放二维工程图,在MBD模型中标注设计、制造、检验等信息。最新研制的客机项目实现了基于MBD的设计制造一体化,这也标志着国内航空制造业已实现了全三维设计制造。 微信图片_20170714152759 飞机装配局部采用数字化技术 MBD技术提高工艺设计效率。随着三维数字化设计技术在飞机型号上的应用,以及近几年MBD技术应用于最新型号的飞机产品定义,极大地提高了飞机工艺审查、工艺协调等工作效率。 数字化装配技术积累一定技术基础。近几年,在国内最新研制的飞机型号中,广泛采用了数字化技术,包括产品数字化定义、数字化装配工艺规划与仿真、数字化定位、测量与调姿控制、自动化钻孔、钻铆等。在飞机数字化装配方面,数字化技术的应用更是取得了显著的效果,研发了一系列飞机制造数字化装备,并成功应用于飞机型号研制过程。 建立了数字化异地协同研制平台。基于多年数字化基础,国内民机项目在研制中采用了异地协同设计,建立了基于广域网的数字化协同商务(CPC)集成平台,为国内航空制造企业在项目研制过程中实施异地数字化协同设计奠定了基础,国内航空制造企业也纷纷开展了分布式数字化协同研制平台的建设。在型号项目的研制过程中,多家参研单位在数字化协同研制平台中可以实现异地协同工作、数据共享、构型管理和控制等,提高了异地设计制造的工作效率,确保了型号的成功研制。 微信图片_20170714152904 客户服务数字化水平基本处于起步阶段 国内民机制造企业的客户服务起步较晚,目前仅能提供客户培训、航材供应、工程维修技术支持和飞机手册查询等基本的民机售后支持保障服务。在客户服务相对健全的企业中,在客户培训方面,初步建成了基于音频、视频的交互式培训系统,初步实现了沉浸式教学模式;在零备件管理方面,建设了基本的零备件管理服务网站。 国内民机制造面临的问题和挑战 MBD技术未建立统一的标准 国内各航空单位对MBD技术进行了跟踪和研究,也制定了一系列国内的MBD设计、管理等方面的国家标准和规范,但国内各航空设计单位也在型号研制过程中根据自身需要建立了本单位的MBD应用规范,飞机制造单位在型号生产过程中要执行不同的MBD标准,导致难以建立统一的MBD技术体系和应用环境,不利于MBD技术在国内飞机供应商中的推广应用。 飞机装配数字化自动化程度低 国内部分飞机装配工作应用了较为先进的技术,如通过CAD技术建立型架标准件库和优化型架及参数设计,在工装、工具和产品的装配过程采用三维仿真技术等,开始采用“激光测量+数控驱动”的定位方式,在部分机型的装配中还采用了自动钻铆技术等。尽管如此,国内飞机装配总体上仍处于手工装配水平,在飞机装配过程中仍主要采用传统型架进行人工装配,装配的自动化和柔性化水平还不高,在组合件、部件装配和对接3个装配环节自动化装配系统应用程度较低,数字量协调、定位和检测还不能贯通飞机的整个装配过程。飞机装配的技术人员还未形成面向装配的设计理念共识,装配生产线管理技术和观念相对落后,基于精益制造理念的移动生产线技术还处于探索阶段。这将影响国内民机产品的装配精度、效率和制造周期。 未从根本上改变传统管理模式 当前,同质化民机产品先后进入市场,使民机主制造商面临新产品研制周期的压力。在产品性能、舒适性、经济性、安全性等方面不具备明显优势的情况下,新产品投入市场的时间变得至关重要。 为缩短研制周期并适应当前民机制造全球化和普遍采用的“主制造商—供应商”商业合作模式,国外先进民机制造企业建立了覆盖产品全生命周期的数字化协同研制平台。通过基于PLM的数字化系统研制平台,使全球的合作伙伴、供应商以及客户等实现协同工作,建立了集市场营销、研发、生产、客户服务等与一体的PLM应用体系。波音在其787项目、空客在其A380、A350XWB等最新型号的研制过程中都采用了基于PLM的全球协同研制平台,缩短了产品研制周期、降低了生产成本,为型号的商业成功奠定了基础。 虽然,国内民机制造企业在最新的民机项目研制过程中创建了数字化异地协同研制平台,实现了异地协同工作、数据共享、构型管理和控制,提高了异地设计制造的工作效率,但并未从根本上改变传统的管理模式,协同管理大多停留在主制造商与供应商之间工程数据发放与接收、现场单据协调等层面,而产品全生命周期上的市场营销、研发、生产、客户服务等各个重要环节仍未实现全面的协同,这一现状不利于国内民机产品缩短飞机的研制周期。 客户数字化服务水平低 目前,国外先进民机主制造商都已建立了数字化客户服务系统,客户仅需通过其客户服务平台网站,就能够在线完成多种服务内容。与国外先进民机主制造商的数字化客户服务系统相比,国内民机客户服务基本上还处于起步阶段,缺少能够为客户提供全方位服务的信息系统。由于飞机制造企业的传统观念认为,产品研制最重要,过去一直对客户服务重视较少,仅能满足提供w88官网手册、维护设备、备件管理和一些现场指导的服务。而客户服务经验的不足以及业务的不成熟,导致无法建立统一的数字化客户服务平台,使得服务信息无法共享,服务响应速度慢,工作效率低,不利于国内民机产品的市场竞争。 对国内民机制造智能化发展的建议 为应对民机智能制造的发展趋势,国内民机制造需要解决好目前面临的MBD技术推广、民机产品装配效率、项目管控、客户服务等问题和挑战。国内民机制造可以从以下四方面去应对当前的问题和挑战,为国内民机制造数字化的进一步发展以及未来向智能化发展奠定基础。 建立统一的MBD技术体系和应用环境 为使MBD技术能够更好地在国内民机制造产业进行推广应用,国内民机制造业需要加强民机数字化制造方面相关标准和规范的顶层规划,对国内民机主制造商和生产制造企业现有的MBD相关标准和规范以及MBD技术的应用情况进行基础性研究,并广泛征询民机主制造商和生产制造企业的意见,在现已制定的MBD设计、管理方面的国家标准和规范的基础上,发挥民机主制造商和生产制造企业的主体作用,尽快建立国内民机制造统一的MBD技术体系和应用环境。 民机主制造商在项目实施MBD技术的过程中,应该借鉴波音、空客的经验,采用单一的产品数据源,并统一规划建立设计、生产制造控制和管理的MBD设计制造标准体系。在统一的MBD技术规范和标准的基础上,使MBD技术向供应商推广应用。 改造数字化自动化生产制造基础设施 昌河飞机工业(集团)有限责任公司旋翼系统智能工厂、西安飞机工业(集团)有限责任公司支线飞机协同开发与云制造是工信部两大试点示范项目,而为使国内民机生产效率提升,国内民机主制造商和生产制造企业应该根据国家《中国制造2025》的战略部署,借鉴参考上述两大示范项目的经验,逐步改造数字化、自动化生产制造基础设施。国内民机主制造商和生产制造企业还需转变过去手工作业和串行生产的装配理念,主动研究并在项目中应用数字化装配技术。另外,数字化装配技术的研究和应用是高投入的长期投资,需要大量和持续的资金投入,不能期望一蹴而就,需要逐步突破数字化装配工艺规划与仿真技术、数字化定位与调姿控制技术、自动化制孔与连接技术等数字化装配关键技术。 采用基于PLM的管理模式 国内民机主制造商和飞机生产企业在新飞机型号的管理中,应该逐渐改变传统的管理模式,从全局的角度、从产品全生命周期管理的角度开展管理工作,利用先进的信息化手段,通过构建数字化系统研制平台提升企业整体效益并优化整个业务流程。在实施信息化管理的过程中,必须对全部业务流程和管理模式进行同时的变革;在学习国外先进的PLM管理方法的基础上,根据企业自身的组织形式和企业文化,将自身的应用模式和管理思想融入其中。逐步提高国内民机企业的信息化管理水平,建立起集市场营销、研发、生产、客户服务等为一体的产品生命管理(PLM)管理体系,通过基于PLM的协同研制平台,缩短民机产品的研制周期、降低其生产成本以获得商业上的成功。 搭建实时高效的数字化客户服务平台 在客户服务方面,国内民机制造企业要改变过去只重视产品研发、生产,不重视产品支援、保障以及其他增值客户服务的观念。通过学习借鉴世界主要民机制造商在培训、零备件支援、MRO网络管理、技术支持、运营数据、定制化服务以及数字化客户服务系统建设方面的经验,逐步搭建起国内民机实时高效的数字化服务平台,为客户提供全方位的服务,提升国内民机制造企业的客户服务水平。    (作者:王郑之
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