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匯聚智造新勢能,助力航空高質量發展 世界聚焦

自控所智能制造總體架構


【資料圖】

產線動態重構整體方案

激光陀螺腔體加工自動化加工產線

隨著航空裝備的體系化發展,機載GNC(控制、導航與制導系統)產品作為飛行器的關鍵“大腦”與“神經系統”呈現出結構小型化、幾何精度極限化、功能集成化一體化的發展趨勢。在市場需求大幅提升、技術要求更加嚴苛、研制與批產快速轉換、單件制造一次成功的挑戰下,大量依靠高水平技術、技能、管理人員進行設計開發、人工加工裝配的傳統制造技術與管理模式,已經嚴重制約了企業的運營與發展。航空工業自控所立足航空裝備發展新階段,提出“用先進制造模式做強核心產品”的戰略發展理念,探索“管理模式+技術手段”融合變革路徑,讓智能制造新技術與新模式貫穿于產品研發設計與生產制造過程中,提升了運營效率,有力促進了自控所從傳統科研院所向開放式、高科技、創新型企業轉型。2022年11月,世界智能制造大會公布了智能制造標桿企業(第六批)名單,自控所名列其中。

架構引領管理先行

構建智能制造體系,重在“修煉內功”。“智能制造作為一種新型制造模式,不僅僅是單純的技術變革,也是企業組織結構、經營理念,乃至社會生產關系的深刻變革。”自控所所長楊衛平說道。

作為一家設計、制造、服務一體化高度集成的航空高科技研究所,自控所產品覆蓋機械、電子、光學、液壓、電磁、力學、控制等多個專業,制造離散度大、定制化程度高、業務協同復雜。為優化業務流程、提升運營效率,物理企業的數字化建模成為關鍵,在深入學習消化集團智能制造總體架構的基礎上,從頂層架構入手,構建自控所智能制造架構,正向開展了覆蓋研發設計、生產制造、售后服務等業務優化設計,明晰了“企業能力建模—業務建模—產品建模—裝備建模”的建模層級與模型間數據、信息關系,自頂向下,對準戰略、業務、IT之間的關系,構建了“架構—模型—流程—IT—標準”為一體的AOS管理體系,打造覆蓋全業務流程的多層級數字孿生模型,構建數字企業,實現了研發制造全過程、全價值鏈的數據貫通。

集成研發升級模式

“智能制造技術的應用,不僅強力推進了企業數字化轉型,更從根本上改變了產品的設計研發模式。”這是自控所設計研發人員的共同感受。以前,自控所GNC產品的研制大多依靠高水平技術專家與科研人員的經驗與智慧,從技術“小白”成長到領域“大拿”,培養周期往往需要五年以上。現在,自控所聚焦產品設計開發前端機理、原理創新過程,打造貫穿“R 需求—F功能—L邏輯—P實現”的工具鏈及集成環境,實現“設計—工藝—生產—服務”的統一產品模型數據傳遞、裝備生產能力仿真,同時創新打造了知識驅動的產品研制集成環境(PDIE),將長期積累的設計工藝經驗與知識固化在知識組件之中,形成可供自動化調用模型,根據不同產品的定制化需求,實現產品需求輸入、邏輯計算、產品設計、仿真分析、工藝設計的全流程自動快速變型設計,一個新人只要經過簡單培訓就可以設計出高水平的產品,產品研發周期顯著縮短、管理效能大幅提升。

數智建設重構產線

從2018年開始,自控所重新推進精益生產方式,目的是徹底改變生產方式和制造基因,目前已實現100多個單元物理成型、標準作業SOP基本貫徹,為數智化建設奠定了良好基礎。

根據產品多品種、小批量、高度定制化的特點,面向產品快速切換需求,自控所提出面向產品的產線動態重構總體方案,開發了集成多種典型零件加工、清洗、檢驗于一體的自動化加工,針對不同處理要求自動適配工藝的特種加工,人機融合智能柔性化裝配等數智化產線近10條,并融合層次化建模、數字孿生、產線仿真等技術,建設數字孿生平臺,實現面向不同型號產品的、數據驅動的智能產線“虛擬動態拼裝”。以激光陀螺腔體加工生產線為例,根據不同訂單,只需將實際產線的產品、裝備、工裝刀具等全部制造資源進行虛擬組合,驅動產線自動排產與加工,便可容納多種型號產品同時生產,制造資源得到最大化利用,最大產能得到常態化運行,效率提高30%以上。

數據驅動自主運營

自控所結合自身多專業協同、保密要求嚴、高精密高集成的制造特點,自主開發了PMIS、MES、SMS等全套生產運營管理信息系統,實現從市場訂單、生產計劃、采購供應、制造執行、庫存管理等全業務鏈集成管理,并在企業管理駕駛艙上實現集中管控。在保密要求下,構建自動化跨網絡數據交換系統,實現內外部的業務流、信息流、資金流的一體化集成管理,降低供應鏈運作成本,推動與上下游廠商之間的業務協同,實現數據驅動的企業運營管理透明管控。

經過多年來的探索與實踐,自控所打造了以“架構引領的企業正向設計能力、PDIE集成的研發創新能力、動態可重構的柔性生產能力、數據驅動的透明運營管理能力”為特征的,數據驅動的航空機載高端裝備智造新模式,實現了產品研制周期縮短35%、生產效率提高30%、運營成本降低20%的顯著成效,未來將深度結合研究所在航空產業鏈地位,以及產品小核心大協作的外協外包的現狀與需求,將經驗、模式、工具向外部推廣,最終推動制造生態由問題驅動到流程驅動、由業務驅動到數據驅動的能力升級,為航空高質量發展插上智能“翅膀”!

關鍵詞:

來源:中國航空報
編輯:GY653

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