什么是直升機MES系統(tǒng)?簡單地說,就是在大數(shù)據(jù)和云計算等技術(shù)的指引下,當(dāng)直升機遇到MES智能制造執(zhí)行系統(tǒng),會發(fā)生什么樣的奇妙的結(jié)果呢?
隨著我國直升機需求量的不斷上升,中航工業(yè)昌飛原有的的生產(chǎn)模式難以跟進(jìn)直升機市場需求量快速增長的步伐,急切需要一種智能的制造模式,以最小的制造資源獲得最大產(chǎn)能的制造模式,并充分發(fā)揮原有生產(chǎn)設(shè)備的潛在能力。這就需要結(jié)合現(xiàn)有的科技如大數(shù)據(jù)和云計算來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能管理,結(jié)合中國制造2025的長期發(fā)展戰(zhàn)略思想,引導(dǎo)企業(yè)智能制造。
昌飛針對直升機制造發(fā)展趨勢,形成了以直升機部總裝過程為主線的生產(chǎn)組織模式。逐步打通智能制造中的各環(huán)節(jié),采用分步實施法,近期構(gòu)建旋翼系統(tǒng),整機裝配等智能車間,昌飛公司實現(xiàn)了一個基于產(chǎn)品數(shù)字模型實現(xiàn)、從管理到生產(chǎn)的數(shù)字化、基于計劃驅(qū)動實現(xiàn)生產(chǎn)協(xié)同執(zhí)行、基于需求拉動實現(xiàn)物料及時配送、基于自動化智能化裝備或系統(tǒng)實現(xiàn)準(zhǔn)確加工的MES生產(chǎn)模式。針對直升機產(chǎn)品協(xié)同研制、敏捷制造等需求,昌飛以直升機研制生產(chǎn)為主線,在現(xiàn)有數(shù)字化生產(chǎn)線基本貫通、PDM/ERP/MES集成應(yīng)用的基礎(chǔ)上,增強關(guān)鍵工藝裝備的數(shù)字控制和自適應(yīng)加工能力、擴(kuò)展車間/生產(chǎn)線運行和物流配送的智能管控能力、強化供應(yīng)鏈的智能協(xié)同,補充智能化綜合保障,達(dá)到直升機產(chǎn)品制造資源和能力的優(yōu)化配置、提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的目的。實現(xiàn)企業(yè)由數(shù)字化向自動化、智能化方向發(fā)展。如何設(shè)計、制造一個結(jié)構(gòu)簡單、可靠、低成本、高效的槳榖成為直升機界一致關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)。而我國直升機技術(shù)起步晚,基礎(chǔ)薄弱,旋翼系統(tǒng)技術(shù)更是技術(shù)瓶頸。
通過規(guī)劃智能車間的體系架構(gòu),采用開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)IMES技術(shù)、管控可視化等技術(shù),構(gòu)建智能制造執(zhí)行系統(tǒng)。實現(xiàn)機床數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、刀具管理系統(tǒng)、倉儲與物流系統(tǒng)、質(zhì)量管理等各子系統(tǒng)的高度信息集成,同時對于實際生產(chǎn)計劃的順利執(zhí)行有一定的指導(dǎo)意義。
針對產(chǎn)品設(shè)計制造數(shù)字化的需求,在產(chǎn)品設(shè)計方面,采用逆向造型、3D造型、二維設(shè)計等,構(gòu)建產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計體系,實現(xiàn)產(chǎn)品3D設(shè)計。在工藝設(shè)計方面,采用基于特征的工藝規(guī)劃技術(shù)、MBD的快速編程技術(shù),構(gòu)建產(chǎn)品數(shù)字化工藝設(shè)計體系,實現(xiàn)工藝路線規(guī)劃和驅(qū)動設(shè)備運動軌跡的數(shù)字化。在虛擬制造方面,采用基于模型的虛擬裝配技術(shù)、虛擬制造技術(shù)、虛擬倉儲與物流技術(shù),構(gòu)建基于軍工產(chǎn)品核心部件設(shè)計、制造,裝配的虛擬研制體系,實現(xiàn)實物制造向虛擬制造的轉(zhuǎn)變,提升制造過程的準(zhǔn)確性、安全性。
根據(jù)信息雙向傳遞的需求,實時連接分布不同地區(qū)的計算機,電子終端設(shè)備、設(shè)施并實現(xiàn)互聯(lián)互通,以此構(gòu)建車間級工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。在設(shè)備層通信方面,基于不同的數(shù)字化設(shè)備通信及控制系統(tǒng),采用嵌入式開發(fā)技術(shù),開發(fā)出可采集設(shè)備運行狀態(tài)的軟件系統(tǒng)及控制設(shè)備運行的操作系統(tǒng),實現(xiàn)設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)的正常運行。在計算機通信方面,采用計算機的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù),實現(xiàn)用戶之間硬件、軟件、以及相關(guān)數(shù)據(jù)資源方面的共享和傳輸。
針對生產(chǎn)過程中的需求,在物料方面,采用倉儲與物流技術(shù)、機器人技術(shù)、構(gòu)建物料輸送的自動化系統(tǒng),實現(xiàn)物料傳輸過程的自動化。在自動化制造方面,采用基準(zhǔn)制備技、成線技術(shù)、工序間快換技術(shù)、柔性制造等技術(shù),構(gòu)建自動化生產(chǎn)線和柔性制造生產(chǎn)線,實現(xiàn)工序間自動流轉(zhuǎn),產(chǎn)品的自動化加工。在質(zhì)量管控方面,采用在機測量技術(shù),大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、自適應(yīng)補償?shù)燃夹g(shù),構(gòu)建自動化的質(zhì)量管理體系,實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的自動化控制。
針對生產(chǎn)過程中不斷地動態(tài)感知外部信息,反復(fù)記憶并形成固定思維,依據(jù)工況自我決策出處理問題的方法并執(zhí)行的需求。在排產(chǎn)與調(diào)度方面,采用基于遺傳算法的智能排產(chǎn)技術(shù)和智能調(diào)度技術(shù)、智能倉儲與物流技術(shù),基于生產(chǎn)過程中突發(fā)工況,能夠依據(jù)各設(shè)備的任務(wù)量、任務(wù)緩急程度、設(shè)備加工精度等一系列因素優(yōu)化出最佳生產(chǎn)計劃,實現(xiàn)制造過程中的智能排產(chǎn)與調(diào)度。在質(zhì)量管控方面,采用事先質(zhì)量控制技術(shù),事前感知刀具、裝夾等信息的準(zhǔn)確性,事中采用自適應(yīng)加工技術(shù),根據(jù)切削工況,實時優(yōu)化切削參數(shù),事后采用在機測量補償加工技術(shù),自動調(diào)節(jié)加工姿態(tài),以此實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的智能化管控。在刀具選配方面,采用刀具、刀柄、加工特征、機床耦合選配技術(shù),優(yōu)選出刀柄、刀具幾何及切削參數(shù),實現(xiàn)刀具智能選配。
將智能制造車間成果全面推廣應(yīng)用到直升機的生產(chǎn)中,實現(xiàn)個性化的智能制造建設(shè),有力的促進(jìn)直升機制造業(yè)的發(fā)展,提高企業(yè)的制造力和創(chuàng)新性。
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