航天科技六院火箭发动机以创新引领制造转向“智”造

文章来源:中国航天报 发布时间:2015-05-12

近年来,中国航天科技集团公司六院以全面推动液体动力创新体系建设为引领,建立核心专业国防科技重点实验室、成立集团公司级新型动力技术研究中心、开展智慧型研究所试点单位论证和建设、以3D打印为基础推动建立新型工艺与制造技术研究中心,将航天液体火箭发动机研制及民用产品的开发,由制造向“智造”转化的探索脚步从未间断。

从源头提档升级

加速制造转型

六院管理者认识到,制造领域实现华丽蜕变的源头,在于技术创新,而企业创新体系建设的关键,又在于创新平台建设及创新人才队伍建设。

过去10年,该院通过持续的技术创新,掌握了先进高压补燃循环动力技术,攻克了大推力低温发动机技术,达到国际先进水平。借助新一轮科技革命和产业变革的重大机遇,该院还将研究和突破超大推力火箭发动机、组合动力、重复使用动力等技术,利用未来几年时间使航天液体动力技术达到世界最高水平。

目前,该院搭建了包括3个国家级、9个省部级、8个院级的创新平台,并成立了液体火箭发动机国防科技重点实验室和集团公司级组合动力技术研究中心。

面对近年来数量多、难度大、要求高、周期紧的航天液体动力制造领域的“新常态”,该院全面推进制造领域自动化、信息化建设,促进液体火箭发动机制造实现智能化。通过在制造领域重点环节和重大制造节点先行先试,该院再为制造领域的转型升级“加温补火”,在发动机零部组件的加工制造中,采用制造机器人、自动检测等先进手段和3D打印增材制造等新型工艺方法,进一步提高了研制效率。

与此同时,该院大力推进工艺振兴工作,不断提高制造水平。该院开展工艺风险分析,加强对技改技措新设备的应用研究,加快设备能力向工艺保障能力的转化,切实提升了自身整体制造工艺能力与水平,显著提高了复杂关键产品的合格率与生产效率,为航天产品研制和批量生产交付任务的顺利完成提供了重要保障。

点线面立体联通

推进智能制造

“中国制造2025”旨在实现信息技术与制造技术的深度融合,在企业内部形成智能制造。该院以建设智能化工厂、智慧院所为抓手,紧密围绕液体动力制造技术进步与创新,加强智能制造技术研究。目前,该院正积极推动自动化、数字化、智能化、网络化在液体动力制造方面的应用,大力开展智能制造技术的系统研究、开发与应用,推动实现制造过程的自动化和智能化。

该院建立起基于数字化的设计、制造、试验协同研制体系,打破研制单位之间的边界与壁垒。该院以下一代运载器主动力大推力液氧煤油发动机、氢氧发动机研制为背景,组成集成设计、制造、试验产品团队信息传递和技术管理新形式,对协同研制体系的建立进行了积极的探索和实践,取得了良好效果。

目前,该院11所与7103厂在重型运载液氧煤油发动机研制攻关过程中已经开展了协同设计平台的应用工作;北京11所具备了与一院211厂开展重型运载氢氧发动机研制攻关与协同应用的能力;801所同时承担了型号产品设计、生产、试验任务,开展了基于三维模型的数字化设计、工艺、生产一体化应用能力建设。

该院将通过产品全生命周期研制过程中的各种知识、资源、数据等的集成共享,实现液体动力由串行研制模式向并行研制模式的转变,达到设计、制造、试验高度融合的战略目标,缩短研制周期,满足型号产品快速研制需求。

该院大力发展液体动力虚拟制造技术,建立数字化虚拟工厂,对产品工艺方案、制造过程进行模拟,减少了实物传递带来的时间成本和物流成本。目前,该院已经采用专业仿真软件对关键研制环节进行仿真和半实物仿真,并积极推动仿真所需的人才队伍、知识库和标准规范建设。

该院还通过制造执行系统(MES)和机床数据采集与控制系统(DNC/MDC)等手段,实现了液体动力制造的在线实时监控、在线测量和自动化的数据采集,实现了信息自下而上与自上而下的有效流通,初步实现了过程数据采集和传递的网络化、现场生产过程的透明化。

该院将基于无线射频识别、激光条码等技术建立智能化物流系统,实现智能化制造装备、原材料的感知与互联;通过制造执行系统将这些信息与液体动力制造过程融合起来,实现设备、信息、物流、控制系统的互动;通过制造执行系统中的任务与工位信息,根据上道工序的加工进度智能生成配送计划并自动配送至相应工位,实现了液体动力制造资源的自动化、智能化配送,提升了液体动力型号产品科研生产物流配送环节的快速反应能力。(朱怡蓝 张美书)