航空工业是中国国防和国民经济的重要组成部分,在“十四五”国家计划和一系列支持优质生产的方针中,中国航空工业的战略安全、经济建设和发展经历了几十年的逆转,航空工业还必须有一个完整的数字化智能制造系统,以支持最新信息技术的融合,支持航空工业的现代化,而航空工业是一个非常复杂的链条,结构复杂,对生产质量、精度和效率提出了很高的要求。
一、航空制造业特点
1.复杂的系统、结构。由于航空的特殊应用,航空是一个高度集成的行业,它形成了一个复杂而广泛的关系网络,需要航空工业的高精度配备大量的备件,另外还有大约500万个相关部件,需要高度协调。
2.航空产品的多样性、定制化及变批量。包括飞机、发动机和各种航空产品,多达几十种批次,但一架飞机的年产量往往超过100架,这极大地限制了数字化生产线的创建,增加了生产和运营成本,同时对制造设备的灵活性和智能性以及优化生产和运营流程提出要求很高。
3.制造工艺长,要求高制造和装配。是用于制造航空产品加工零件的高品质产品,许多制造工艺在航空机械加工中积累了误差,通常需要大量复杂的制造问题,如零件尺寸大、结构复杂、刚度低、材料加工复杂、航空装配技术加工、装配精度高、表面控制和协调等。这些生产数据管理问题是一个庞大的数据模型,需要严格的时间和数据精度控制。
4.管理复杂生产组织,供应链的协调难度大。航空产品从设计、试验到制造、制造在典型的跨国企业中分散地域协同。产业链协调是难以管理的,那些负责生产的多相链条卖家遍布世界各地。供应链和产业链的一致性难以找到,是航空发展的主要障碍。
二、技术趋势
1.机器人。从传统的机器人生产线到无人机和无人驾驶,再到在航空领域不断发展,为未来的飞机制造提供更高效、更精确的解决方案,航空智能制造将继续依靠机器人技术,通过自主决策和灵活操作,实现航空自动、智能化生产。
2.云计算和大数据技术。越来越多地用于航空智能制造,飞机制造商可以实时监控制造过程和数据分析,以提高云计算和大数据技术产品的生产效率和质量,航空智能制造将更多地依靠云计算和大数据技术,通过通信和分析实现航空生产的协作和优化。
3.人工智能和深度学习。在航空智能领域具有广阔的前景,人工智能和深度学习技术使飞机制造中的智能决策和自主管理成为可能,人工智能技术和深度学习技术将在未来飞机智能制造中发挥越来越重要的作用,这要归功于学习和分析智能飞机制造数据。
三、市场趋势
1.定制需求个性化增加。随着经济增长和生活水平的提高,航空公司的需求越来越个性化和多样化。未来,航空智能制造将聚焦消费者的个性化需求,通过智能制造技术提高消费者的满意度和购买力。
2.推广应用环保技术。在航空智能制造中的应用将成为市场趋势,随着全球环境问题的日益严重,航空智能制造将环境保护更加注重,并将利用环境技术确保航空产品的减排和循环利用资源,从而减少航空航天对环境的影响。
3.航空智能制造服务市场。随着航空智能制造技术的开发和应用而发展,航空智能制造服务提供商将为智能制造技术提供咨询,集成和运营服务,以帮助飞机制造商实施智能制造,从而支持航空业。
四、政策趋势
1.国家政策支持。智能制造作为一个重要的战略性新兴产业,在促进未来经济发展和提高国家竞争力方面发挥着重要作用。通过行业政策和金融支持航空公司的研究、开发和使用以及智能航空公司的发展。
2.智能飞机的国际合作。是一个全球性产业,需要国家之间的合作和互利,这是未来智能航空发展的关键动力,通过技术和市场合作,加强国家之间的通信和合作,促进智能航空的全球化。
五、结合数字化转型和高端设备研制,加速推进航空智能制造发展
当然,随着数字和制造技术的深入融合,智能制造的发展将会加速到更高、更深的数字水平,而智能航空的转型当然不会在一夜之间发生,需要在几个层面上取得进展,这可能会导致企业的数字和智能变革,首先将重点放在供应链的建模和模拟上,我们将优化工业布局和分工,然后在中国的数字环境下创建数字航空网络,工厂的智能设计应着眼于基于流程模拟的智能工厂的设计和建设,这不仅要针对行业,而且要对基于行业的实际生产过程进行更详细、更真实的建模和仿真,这样才能优化和重新定义生产活动,使其在制造层面上更加柔性和智能,用于建立数字孪生物流系统建模和模拟产品(MBD)集成了整个产品生命周期模型,并在航空和航天领域取得了进一步的进步,但未来的智能航空系统应建立在混合MRA的基础上,并应根据客户的需求和市场需求建立科学的赛博物理(CPS)。整合虚拟世界,提高飞机的柔性化和可重构要求,例如,整机总装或发动机总装为牵引可以柔性重构的制造模型,并向下牵引制造系统(如加工、成形钣金、焊接、复合材料和涂层)和主要由CPS概念控制的制造系统(也称为CPS工业系统),并希望创建一个虚拟集成,以便在其进行更多的工作。
智能航空是未来航空的重要发展方向,机器人,云计算和大数据技术,人工智能和深度学习将为航空业提供更高效,更智能的三维技术,市场和政策解决方案,航空智能制造将增长,有助于航空业的现代化,支持数字化和智能化。最终目标是满足客户在航空领域的新需求,加强国防,培育公众,享受航空,寻求更美好的未来生活,智能制造必须以用户需求为中心,为用户提供优质的个性化服务,为创建协作和智能制造网络做出贡献,并在此基础上提出新的制造方法,以提高产品和服务质量,降低成本,提高行业整体效率,必须适应技术革命的新历史趋势,转化为数字技术,推定的发展。