前不久，大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)CJ-1000AX首臺(tái)整機(jī)點(diǎn)火成功，再次吸引了大眾對(duì)國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的關(guān)注和討論。
已進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn)的CJ-1000AX發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)
作為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域之一，商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)正火熱的“智能制造”概念下現(xiàn)狀如何？智能制造是否真的是提升中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的良方？
智能制造（Intelligent Manufacturing，IM），是一種由智能機(jī)器和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，通過(guò)人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類(lèi)專(zhuān)家在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)。
在《中國(guó)制造2025》中，智能制造是一個(gè)主要規(guī)劃方向。航空發(fā)動(dòng)機(jī)，制造業(yè)皇冠上的明珠，無(wú)疑是打造智能制造體系的最佳范本。
雖然關(guān)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的智能制造，在《中國(guó)制造2025》中有詳細(xì)的規(guī)劃，但是目前關(guān)于智能制造真正落地的內(nèi)容，并不多。
數(shù)字化智能化生產(chǎn)線(xiàn)的建設(shè)及運(yùn)用：基于信息化規(guī)劃的基礎(chǔ)和成果進(jìn)行數(shù)字化智能化生產(chǎn)線(xiàn)的建設(shè)，杜絕數(shù)字化生產(chǎn)線(xiàn)獨(dú)立于公司的整體信息化系統(tǒng)運(yùn)行的情況，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工藝、工裝、仿真、制造一體化過(guò)程。
中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)在智能制造領(lǐng)域的案例
中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)中，有些企業(yè)的某些生產(chǎn)車(chē)間基本具備進(jìn)行智能化改進(jìn)的基礎(chǔ)，也進(jìn)行了相關(guān)試點(diǎn)，如果這些智能化改造被證明可行，那么企業(yè)在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中就可以此為范本，整體向智能化工廠邁進(jìn)。
例如，沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司在民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的智能加工關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了一些應(yīng)用探索。
在技術(shù)上，他們的智能制造發(fā)展的思路是將產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、工程師的經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)、企業(yè)的工藝標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)流程等整合到一個(gè)集成的生產(chǎn)環(huán)境中，量身打造定制專(zhuān)屬生產(chǎn)線(xiàn)。在2008年該公司的數(shù)字仿真平臺(tái)已經(jīng)全面應(yīng)用，開(kāi)始探索物理仿真，2014年工業(yè)優(yōu)化策略基本成型，向未來(lái)發(fā)展3D制造支撐、協(xié)同研發(fā)環(huán)境、智能加工產(chǎn)業(yè)化等方向努力。建設(shè)上，圍繞數(shù)字化工廠為主線(xiàn)，支持時(shí)間上的持續(xù)性、支持階段上的持續(xù)性、注重技術(shù)研發(fā)的連續(xù)性、注重系統(tǒng)建設(shè)的持續(xù)性等。
目前此公司正在做虛擬產(chǎn)品試制，落實(shí)工藝仿真中心。另外，整合面向智能制造的加工工藝技術(shù)鏈，實(shí)現(xiàn)數(shù)字和物理世界的無(wú)縫鏈接等也是他們的未來(lái)發(fā)展方向。
黎明公司正在關(guān)注的一些智能加工領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)主要有：
●刀具時(shí)效切削控制技術(shù)。
●工藝過(guò)程預(yù)先驗(yàn)證或者基于工藝仿真的優(yōu)化，嘗試在計(jì)算機(jī)環(huán)境里把產(chǎn)品試制研發(fā)出來(lái)。
●基于知識(shí)驅(qū)動(dòng)的加工工藝優(yōu)化技術(shù)。
●高效能加工技術(shù)。
●生產(chǎn)線(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)。
●自動(dòng)化技術(shù)。
●工廠建模及仿真技術(shù)，主要是對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)布局、生產(chǎn)流程等一系列生產(chǎn)行為進(jìn)行建模仿真，建立輸入輸入的邏輯關(guān)系等。
西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司在精鍛毛坯葉片的智能制造方面進(jìn)行了嘗試，作為智能制造的示范案例具有一定參考價(jià)值。
西航的精鍛毛坯葉片的智能制造技術(shù)改進(jìn)項(xiàng)目已進(jìn)行了驗(yàn)收，通過(guò)投資組成了由4臺(tái)五軸加工中心、2臺(tái)清洗機(jī)、2臺(tái)測(cè)量機(jī)、2個(gè)機(jī)械手、2臺(tái)磨刀機(jī)、1臺(tái)對(duì)刀儀、1臺(tái)刀具測(cè)量?jī)x所構(gòu)成的精鍛葉片的智能生產(chǎn)線(xiàn)。該生產(chǎn)線(xiàn)其年產(chǎn)4萬(wàn)片，生產(chǎn)效率可以達(dá)到24小時(shí)兩班，夜間無(wú)人值守；每個(gè)月30天可以工作28天，只需要2天休息時(shí)間以檢修設(shè)備。
在這條生產(chǎn)線(xiàn)構(gòu)建的探索和實(shí)踐當(dāng)中，西航公司體會(huì)到要實(shí)現(xiàn)智能制造，首先必須是先進(jìn)、成熟的工藝技術(shù)，而且產(chǎn)品要有一定批量，例如西航目前生產(chǎn)葉片總年產(chǎn)能力是40多萬(wàn)片，選取了產(chǎn)品量很大、適合批生產(chǎn)的產(chǎn)品作為智能制造生產(chǎn)線(xiàn)的加工對(duì)象。至于關(guān)鍵技術(shù)，一是數(shù)字化工藝，二是數(shù)字化仿真，另外加工設(shè)備還必須有對(duì)工藝的自適應(yīng)。
工藝的自適應(yīng)性是圍繞設(shè)備、工藝開(kāi)發(fā)出來(lái)的，例如基于機(jī)床的主軸扭矩監(jiān)測(cè)和切削力的最佳匹配就是自適應(yīng)的一個(gè)方面，這一技術(shù)目前在粗加工應(yīng)用當(dāng)中可以提高效率20%~30%。
第二是幾何自適應(yīng)，例如葉身的光順需要沿著葉片截面進(jìn)行光順，需要自適應(yīng)軟件進(jìn)行在機(jī)檢測(cè)，檢測(cè)出的實(shí)體模型和工序模型建模然后去比對(duì)，找出葉片在加工當(dāng)中的最佳擬合狀態(tài)。據(jù)該生產(chǎn)線(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)，用了自適應(yīng)加工以后毛坯葉片的良品率大大提高，從過(guò)去的92%~93%提高到98%。
智能制造，提升中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的良方？
對(duì)于國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，智能制造落地也非一朝一夕，甚至像前文提到的西航公司這樣的制造企業(yè)，雖然在葉片精鍛生產(chǎn)過(guò)程中引入了智能制造的架構(gòu)，但這一架構(gòu)即使只在西航推廣目前都有一定的難度。例如西航目前產(chǎn)品上有多代產(chǎn)品交叉，包括老產(chǎn)品、新產(chǎn)品甚至預(yù)研產(chǎn)品等；加工技術(shù)也是多代混雜，有依靠人工技能的、有靠簡(jiǎn)單機(jī)加工設(shè)備的，以及靠數(shù)字化加工等。
以渦輪葉片單晶材料為例的基礎(chǔ)技術(shù)是中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)取得進(jìn)步的關(guān)鍵
因此，有些落后的產(chǎn)品、工藝和技術(shù)等就成為實(shí)施智能制造的現(xiàn)實(shí)障礙，雖然智能制造能力是在傳統(tǒng)的加工技術(shù)上發(fā)展，但也要求企業(yè)在總體上具備較先進(jìn)的加工水平，才是實(shí)現(xiàn)智能制造硬件基礎(chǔ)。只是西航一個(gè)企業(yè)就存在車(chē)間水平差距的問(wèn)題，全國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)的水平更加參差不齊，基于先進(jìn)制造基礎(chǔ)的智能制造體系就更加難以推廣。航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)智能制造的過(guò)程中還會(huì)涉及到數(shù)字化延伸的問(wèn)題、信息管控問(wèn)題、物流體系建設(shè)問(wèn)題、整個(gè)行業(yè)的工程數(shù)據(jù)中心建設(shè)等多方面的問(wèn)題，這些都需要花大力氣解決。
另外，雖然工業(yè)4.0的概念提了很多年，但從工程的角度來(lái)說(shuō)，如果某個(gè)概念達(dá)不到產(chǎn)業(yè)化，其效率、效能、產(chǎn)品品質(zhì)肯定就要大打折扣。而智能制造從某種角度來(lái)說(shuō)涉及到很多方面，而對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)重中之重還是經(jīng)濟(jì)可承受性和品質(zhì)提高，這是企業(yè)更關(guān)注的事情，即便再智能再高端，如果企業(yè)仍然解決不了經(jīng)濟(jì)和品質(zhì)這兩個(gè)根本性的問(wèn)題，那也是無(wú)法起到提高作用的。
