管窥航天智造

文章来源:中国航天报 发布时间:2015-08-10

美国和德国是制造业强国,强在哪里,我认为就强在自动化,而自动化则强在数字化、网络化、智能化的结合。目前第四次工业革命正在起步阶段,谁抓住了工业自动化强基,谁就抓住了制造业升级的良机。

我国的“中国制造2025”规划提出了中国制造强国建设三个十年的三步走战略,又被学者称为中国版的工业4.0,如何读透这份制造强国战略“第一步”的纲领性文件,更好地指导制造业行业企业,在新一轮科技革命和产业升级中抓住机遇,实现中国制造向中国创造的转变,这对以制造业立本的航天企业来说尤为关键。

CCTV4的主持人采访过航空业专家有关航空与中国制造2025的关系的话题,专家谈到,大飞机的车轮、发动机曲轴、机身大梁或骨架、起落架、叶片等关键零部组件,对钢材硬度、韧性、抗高温性、强度等有高标准要求,不能再按传统模式制造和试验,必须利用信息化、智能化的科学方法、科学思维制造再转化为工程应用。

航空业正在搭乘“中国制造2025”的飞机,建立航空业自主发展的工业体系。那么我们的航天装备制造业应如何发展呢?具体到卫星有效载荷、天线系统,我们能做些什么呢?

有专家提出建立CAST工业4.0设想,将“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化”也作为航天制造业转型升级的制高点、突破口和主攻方向,其中制造业创新是关键,内涵包括产品制造创新、设计制造技术创新、产业模式创新三个层面内容,我们可以从这三个方面首先取得突破。

产品制造创新是根本。产品制造创新可从根本上提高产品功能、性能和市场竞争力。以3D打印为代表的增材制造技术不受传统加工限制,可实现航天复杂结构件三维实体加工,体现高度数字化、智能化、网络化、柔性化的制造特点,这些技术如果得到成熟应用,即可使产品性能发生质的飞跃,进而实现产品制造创新。

我们在数字化、网络化、智能化技术应用方面,应加快深入研究,并时刻关注各类智能化、信息化新技术应用和发展趋势,使其尽快服务和应用于我们的航天产品。

设计制造技术创新是手段。智能制造指的是针对产品、装备与设施的设计制造过程,利用信息感知、决策判断、安全执行等先进智能技术,实现制造产品、制造工具与制造环境及制造工人等资源的最佳组织与优化配置,达到由人类专家与智能机器共同组成的人机系统,扩大、延伸和部分取代人类在制造过程中体力与脑力劳动的目的。

从这个层面来说,设计制造技术创新可采用丰富的设计知识库、数字化智能化设计系统,在虚拟数字环境里实现产品的并行全数字化设计和制造。目前,航天的制造单位离此目标还有差距,但一些总装厂和设计研发部门已经开始了数字化的设计制造尝试。

产业模式创新是框架。产业模式创新可通过对装备全过程(生产加后端服务)生产状态实行实时动态监控,获取大数据,实时开展改进设计、仿真、控制等过程。

我们目前的研制偏重于多品种、小批量制造模式,未来应该既要向批量化生产模式转型,又要向制造和运营并重转型,既要卖产品,还要卖服务,利用信息反馈和产品数据库,不断优化完善和改进我们的产品,重视产品全生命周期产业链的建立。

同时,随着环境改变、人工成本提高,产能结构也需不断转型升级,我们需考虑更精细化、智能化、网络化的设计和制造。产业模式创新是我们的弱项,需要我们深入、全面去探索。

未来,3D打印、机器人、大数据等新兴技术的结合将成为智能化的主流,而“人机一体化、智能制造”将是以后制造业发展的趋势。航天智造距离我们远吗?若现在不规划,距离我们真的就渐行渐远,若考虑了、规划了,智能化产品、数字化车间在不久的将来就会在我们身边生根发芽。让我们转换观念,针对航天产品生产特点,携手规划我们的航天制造业愿景。(吴晓霞)

(作者为中国航天科技集团公司五院西安分院质量技术部工艺管理处处长)