黎陽航空動力有限公司作為發(fā)動機公司中小推力航空發(fā)動機主機廠，將借力國家制造業(yè)和發(fā)動機行業(yè)戰(zhàn)略升級，實現(xiàn)自身的跨越式發(fā)展，向世界航空發(fā)動機制造業(yè)的強者靠近。

 

　　智能制造是工業(yè)技術(shù)向前發(fā)展的必然產(chǎn)物

 

　　全球正處于以信息技術(shù)為核心的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命中。機器人、數(shù)字制造、3D打印等技術(shù)的重大突破正在重構(gòu)制造業(yè)技術(shù)體系。第四次工業(yè)革命將依賴于新一代以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及數(shù)字化制造為代表的信息技術(shù)促成的工業(yè)智慧革命。近幾年，世界工業(yè)強國為搶占新一輪發(fā)展的制高點，先后提出了各自的制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，比如美國的“國家先進制造戰(zhàn)略計劃”、德國的“工業(yè)4.0”、日本的“創(chuàng)新25戰(zhàn)略”等等。中國在2015年正式發(fā)布了《中國制造2025》，提出要“堅持創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型、強化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展，加快從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變”。

 

　　不管是哪個國家的制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，實際上都是瞄準了信息技術(shù)的深化應用，以“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”為特征的智能制造已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的主流方向。只不過由于技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)模式的差異，對核心技術(shù)的側(cè)重有所不同。比如，德國注重“硬”制造，圍繞信息物理系統(tǒng)（CPS）、物聯(lián)網(wǎng)、信息通訊等核心技術(shù)將整個制造系統(tǒng)連成一體，形成強大的產(chǎn)業(yè)集成與服務(wù)體系。而美國更強調(diào)“軟”制造，借助于領(lǐng)先的軟件和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)激發(fā)傳統(tǒng)工業(yè)的活力，提升整個工業(yè)價值創(chuàng)造能力。

 

　　信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，就是智能制造，它是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，誰能抓住這次歷史機遇，誰就能在不遠的將來引領(lǐng)潮流。

 

　　智能制造是公司轉(zhuǎn)型升級的必然選擇

 

　　智能制造是發(fā)動機公司提出的產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展愿景，根據(jù)目前的技術(shù)能力，增加了兩個階段目標：第一步，在2020年（“十三五”期間）基本實現(xiàn)典型特征件的自動化、數(shù)字化制造能力；第二步，到2030年（“十五五”期間）基本實現(xiàn)典型零部件的智能化制造能力。

 

　　隨著《中國制造2025》的正式發(fā)布，“十三五”期間，《中國制造2025》國家戰(zhàn)略將會在各行各業(yè)全面啟動實施，航空發(fā)動機重大專項也將會進入全面具體實施階段。從中央到地方將大力推動制造業(yè)的革命性升級，這是歷史賦予我們這一代的機遇與挑戰(zhàn)。作為制造業(yè)高端和國家實力代表的航空發(fā)動機制造業(yè)，必將并且已經(jīng)站到了變革的風口浪尖，我們別無選擇！

 

　　讓智能制造在黎陽落地生根

 

　　黎陽公司結(jié)合自身發(fā)展戰(zhàn)略需求，以智能制造為契機，深入開展相關(guān)核心技術(shù)的研究和應用，圍繞典型件數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)，將相關(guān)的配套設(shè)施都搭建起來，形成完整的體系，從而在專業(yè)化發(fā)展和市場競爭中占得先機。

 

　　黎陽開展了航空發(fā)動機壓氣機葉片、作動筒、鈑焊類零件的數(shù)字化生產(chǎn)線規(guī)劃，以實現(xiàn)制造系統(tǒng)的自感知、自執(zhí)行、自學習、自決策，部分取代人在制造過程中的腦力和體力勞動，即：“工廠+信息系統(tǒng)”替代人的控制，“生產(chǎn)線+傳感器”替代人的監(jiān)督，“精密加工裝備+算法”替代人的技能，將人從繁重的重復勞動中脫離出來，“專職”創(chuàng)新和決策。

 

　　由智能系統(tǒng)控制的數(shù)字化制造單元，是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，它將高精度的、不知疲倦的批量復制過去必須由高技能人員實現(xiàn)的復雜工作?，F(xiàn)有的技術(shù)還不能使它接近人類的智能，但是可以在過程控制中固化人類智慧的結(jié)晶，處理可以預見的各種問題。從而將高技能人員從重復復雜勞動中解放，并實現(xiàn)更高的產(chǎn)品一致性。

 

　　黎陽公司在智能制造方面開展的航空壓氣機葉片數(shù)字化拋光單元工作收效卓著。

 

　　拋光精加工作為葉片加工的最后一道工序，要求高、難度大，一直以來只能依靠高技能人工拋光完成。如能采用機器人自動拋光，則工藝過程可以固化并植入機器人拋光系統(tǒng)中，預計葉片拋光合格率由85%提升到95% ，與人工拋光相比綜合效率提升5倍。

 

　　為實現(xiàn)機器人自動拋光，黎陽公司借助中航工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金開展了“航空發(fā)動機葉片機器人自適應拋光技術(shù)研究”項目，從實際需求出發(fā)，借助西北工業(yè)大學現(xiàn)代設(shè)計與集成制造教育部重點實驗室在航空發(fā)動機葉片冷加工領(lǐng)域有較深厚的積累，共同研究制定技術(shù)方案，高標準建立國際先進水平的專業(yè)化智能葉片拋光單元，切切實實將智能制造的理念融入到新生產(chǎn)線中去，跟上技術(shù)變革的節(jié)奏。

 

　　該項目擬通過采用高精度、具備柔性的機器人替代拋光工人，將拋光工人的打磨拋光經(jīng)驗通過知識工程的方法量化，并對量化的參數(shù)進行優(yōu)選，結(jié)合表面完整性制造的思想和自適應控制、智能控制方法，結(jié)合葉片本身結(jié)構(gòu)和磨削、拋光加工過程的復雜性以及材料的難加工性，研發(fā)出可實際投入生產(chǎn)的機器人精密加工設(shè)備 。

 

　　人工在實現(xiàn)葉片拋光這樣復雜操作時，首先需要了解葉片的余量分布情況，然后選擇適合的拋光工具，根據(jù)經(jīng)驗在需要去除余量的部位進行打磨，然后再進行檢查確認。不斷反復上述過程，直至零件合格。

 

　　機器人系統(tǒng)將模仿人工拋光過程，3D掃描作為“眼”，使系統(tǒng)了解葉片的余量分布情況；控制系統(tǒng)作為“腦”，選擇適合的拋光工具并根據(jù)加工需要生成拋光程序；機器人作為“手”，精確的執(zhí)行系統(tǒng)生成的拋光程序，完成拋光作業(yè)。

 

　　采用機器人夾持工件的方案：各種動力工具周向固定，機器人抓取葉片進行打磨。在機器臂末端安裝夾具，從上下料盒中抓取葉片在拋磨工位上進行打磨，在檢測工位上進行檢測，完成拋磨工序后，將葉片放置回上下料盒中。其工作流程大致可劃分為抓取葉片、自動檢測、去余量打磨、自動檢測、隨型上光、釋放葉片六個步驟。根據(jù)葉片的加工要求差異，可以省略一些步驟。對于精品工程葉片而言，不需要去余量打磨，僅需要檢測→隨型上光→檢測→隨型上光的過程。

 

　　該制造單元管理、運行及控制隸屬于整體數(shù)字化工廠規(guī)劃的執(zhí)行單元。其上游數(shù)據(jù)，是來自EDC的數(shù)字化工藝輸入，至少包括產(chǎn)品模型、精度要求、工裝模型、工具模型、加工方法、加工參數(shù)等具體信息。這些信息到達程序設(shè)計系統(tǒng)后，將以經(jīng)驗知識庫為依托，生成制造單元可以識別的控制程序代碼，在經(jīng)過與仿真程序的驗證迭代后，可以得到較為可靠數(shù)字化加工全貌。這時，制造的全部信息已經(jīng)明確，ERP系統(tǒng)可以根據(jù)這些信息協(xié)調(diào)制定生產(chǎn)計劃，控制刀具管理、工裝夾具、零件檢測及設(shè)備維護等單元完成生產(chǎn)準備，并透過車間MES系統(tǒng)控制該執(zhí)行單元的運行。

 

　　該制造單元的內(nèi)部，是制造過程中各種傳感器收集實時數(shù)據(jù)以及最重要的完成產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是實現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵支撐，單元控制系統(tǒng)將監(jiān)控、使用這些數(shù)據(jù)。同時這些數(shù)據(jù)體現(xiàn)該制造單元的運行情況，將根據(jù)需要，反饋給不同層級的控制系統(tǒng)，為各級管理人員快速、準確地做出反應，提供支撐。

 

　　除了數(shù)字化生產(chǎn)線建設(shè)，黎陽還大力建立與智能制造相匹配的人才隊伍，如規(guī)劃設(shè)計人員、工藝技術(shù)人員、工廠管理人員、技能工人等等都應該快速適應時代發(fā)展的需要，通過實踐鍛煉提升理論素養(yǎng)和實戰(zhàn)經(jīng)驗，進一步帶動整個人力資源的能力水平，為黎陽的持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。