http://007sbw.cn 2015-03-17 09:36 來源:中航工業(yè)洪都 宋利康
德國政府在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上,提出以工業(yè)4.0為標志的新工業(yè)革命時代的到來,并把工業(yè)4.0確立為德國工業(yè)領域高科技戰(zhàn)略的核心要素,其主要特征為以賽博物理系統(tǒng)(CPS)為基礎、智慧工廠(Smart Factory)為載體,以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡化、機器自組織為標志的新型智能化工業(yè)生產(chǎn)模式,其實質(zhì)就是實現(xiàn)制造過程的智能化。這一概念的提出,在全球工業(yè)界引起了極大關注和認同,對我國的工業(yè)界也形成了很大影響,很多工業(yè)界人士都在考慮如何通過智能制造推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
智能制造,通過RFID、WSN、IoT等技術應用,實現(xiàn)所有生產(chǎn)設備、物料的識別、感知、互聯(lián),并通過生產(chǎn)過程數(shù)字化系統(tǒng)將這些信息與生產(chǎn)過程融合起來,從而實現(xiàn)資源、信息、物流和人的交流與互動,由生產(chǎn)過程數(shù)字化系統(tǒng)中的業(yè)務處理邏輯,指揮各種物理系統(tǒng)實現(xiàn)自主行為,把設備、物料、產(chǎn)品和物流過程活化、擬人化,使它們能產(chǎn)生“我從哪兒來”、“我應該被送去哪兒”、“我應該被如何加工處理”的自我意識,進而協(xié)同生產(chǎn)決策、自主加工。這樣一來,就把各種物理元素融入生產(chǎn)過程數(shù)字化系統(tǒng)的數(shù)字化虛擬空間中,形成所謂CPS系統(tǒng),所以CPS也可以被認為是一種數(shù)字化虛擬空間與物理現(xiàn)實世界的融合系統(tǒng)。
航空工業(yè)的生產(chǎn)組織模式呈現(xiàn)多品種、小批量、周期長、定制化的特點,零件精度要求高、裝配過程復雜,因此難以實現(xiàn)自動化、流水線式的高效生產(chǎn)。近幾年,通過實施科研生產(chǎn)數(shù)字化工程,形成了零件數(shù)控加工、工裝生產(chǎn)制造和數(shù)字化裝配生產(chǎn)線,在制造資源、生產(chǎn)組織、工藝技術、加工能力等方面,都獲得了較大提升,但在生產(chǎn)過程自動化、智能化方面,還存在較大提升空間。另一方面,智能制造技術的發(fā)展和逐漸成熟應用,也為航空制造業(yè)突破因產(chǎn)品特點帶來的生產(chǎn)效率相對低下問題,提供了解決方案,通過CPS所帶來的數(shù)字化虛擬空間與物理現(xiàn)實世界的融合效應,可以使得生產(chǎn)過程更具智能、更柔性化、更自動高效。
為了用好智能制造技術,我們需要研究如何結合航空制造特點和現(xiàn)有基礎與條件,改善航空制造過程的智能化水平,并可通過生產(chǎn)線更新或結合一些新建廠區(qū),探討構建航空智慧工廠。
航空制造智能化的關鍵技術主要有如下幾個方面:
1. 為了使所有設備、物料、產(chǎn)品、物流乃至工藝過程都能夠被唯一標識,需要研究各類標識技術的應用,包括條碼、二維碼、RFID及其自動識別技術;
2. 建立生產(chǎn)過程物流模型,實現(xiàn)所有物料(含原材料、元器件、成品等)從入廠到加工、裝配、試驗、交付、售后等全過程的識別和跟蹤;
3. 通過RFID和傳感器件的結合應用構建工業(yè)級WSN,實現(xiàn)物理單元的智能感知;
4. 應用嵌入式智能設備與設備級的工業(yè)控制系統(tǒng)實現(xiàn)設備的精細管控;
5. 通過物聯(lián)網(wǎng)與應用服務的結合,構建萬物互聯(lián)的基礎通信平臺;
6. 最后,也是最重要的,是要建立一個智能化的生產(chǎn)過程數(shù)字化系統(tǒng),把上述標識、流程、智能感知、精細控制和工藝過程、加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫等進行優(yōu)化組織,形成優(yōu)化完善的業(yè)務處理邏輯,實現(xiàn)自主加工決策。
同時我們也在思考結合正在新建南昌航空工業(yè)城的一些新廠房,開展一些智能制造的探索性應用,在數(shù)控、鈑金、裝配、復合材料廠房建設中,選擇性的構建智慧工廠的雛形,也希望得到集團的支持和同行專家的指導幫助。