当前 ， 国内制造业在“两化”融合的战略指引下 ， 已将如何利用数字化、网络化、智能化方式组织生产列为发展主线 。 在此趋势下 ， 针对航天器结构单件小批量生产特点 ， 航天科技集团五院529厂为支撑航天器结构制造数字化智能化转型升级 ， 开展了智能制造技术的研究和应用实践 。
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“航天器结构制造具有极强的离散性特点 ， 无法直接复制应用制造业普遍适用的智能制造技术 ， 各项技术均需与航天制造特点进行有机融合 。 ”529厂信息化总师林晓青介绍 。 通过不断探索和实践 ， 529厂在航天器结构智能制造方向取得了丰硕成果 。
完善数字化制造体系 ， 为科研生产管控赋能
【技术|航天科技五院529厂积极开展智能制造技术的研究和应用实践】面向航天型号产品质量提升需求 ， 529厂以“航天器结构制造全过程全要素可控可管”为核心 ， 以“产品干不错、系统用不错、问题有闭环、质量能追溯”为目标 ， 开展了新一代科研生产信息系统的建设工作 。
“新一代科研生产信息系统 ， 覆盖了厂里科研生产的整个流程 。 ”529厂材料和工艺保证中心副主任刘金山介绍 ， “基于该系统 ， 我们实现了基于统一BOM数据源的研制过程技术状态管控和数据关联追溯 ， 实现了技术状态及时同步、变更信息及时传递、质量问题及时闭环 ， 实现了生产过程‘机器管人’ ， 生产过程质量记录及时、完整、可追溯 ， 实现了从控制结果到控制过程的转变 。 ”
如今 ， 新一代科研生产信息系统已应用于529厂全业务流程、全型号产品、全业务部门 ， 确保了研制过程数据的及时、准确流转和共享 ， 标志着529厂数字化制造体系基本建成 ， 生产过程100%无纸化 ， 质量数据100%可追溯 ， 在主要资源不增加的情况下 ， 大幅提升了生产制造和质量管控效率 ， 支撑了型号任务的持续增加 。
探索智能制造技术 ， 为生产线智能化赋能
各种各样的工业机器人和智能设备在车间里有序移动 ， 智能化生产线整洁有序地运转……这样的电影画面如今在航天工厂也处处可见 。
529厂结合航天器结构产品特点 ， 利用现有数字化条件 ， 深入探索航天器结构智造单元及生产线建设 。
529厂材料和工艺保证中心王彬博士介绍 ， 该厂开展了智能制造关键技术的研究和应用 ， 并在典型产品关键环节取得了阶段成果 。 例如 ， 面向大型金属结构产品制造 ， 529厂研制了可移动式铣削、焊接、测量、抓取与搬运等系列化机器人装备 ， 形成了可移动机器人智能制造系统；面向小型金属结构产品制造 ， 引入了上下料机器人、物流配送AGV、数字孪生等智能装备与技术 ， 形成了数控加工智能制造单元；面向复合材料结构板制造 ， 研制了基于结构板投影辅助装配系统 ， 形成了结构板复合前埋件智能装配单元；面向蜂窝夹层结构板表面涂装 ， 引入了自动覆膜、自动雕刻、自动喷涂机器人、物流配送AGV等自动化装备和系统 ， 形成了结构板自动化智能涂装生产单元 。
王彬补充道 ， 航天器结构智造单元及生产线的探索及应用 ， 解决了部分环节人工参与度高、生产效率低、质量稳定性差等问题 ， 在提升制造直通率、缩短制造周期、提升制造效率等方面均取得了良好的效果 ， 为推动航天器结构产品智能化制造水平和制造能力提升奠定了坚实基础 。
应用工业工程技术 ， 为精益制造模式赋能
529厂将工业工程、精益生产的思想与智能制造的具体技术手段相结合 ， 对各生产线/单元进行了流程优化 。 以航天器金属结构产品研制流程为例 ， 该厂通过模型进行效率与产能的量化分析 ， 将典型产品划分为31类 ， 经过流程优化设计减少9个流程节点 ， 3个流程节点从主线转移到辅线 ， 提升了9个流程节点的运行效率 ， 为后序产品的研制能力提升奠定了良好的基础 。
随着工业工程与精益制造模式深入人心 ， 529厂先后建成和优化了6个生产线、21个生产单元、12个生产准备单元 ， 有力支撑了航天器研制模式和业务流程的优化与再造 ， 实现了在没有大幅度增加制造资源投入的前提下 ， 显著提升了典型产品制造能力 ， 提高了产品的质量水平 。
发展3D打印技术 ， 为复杂结构产品研制赋能
针对“嫦娥”系列、火星探测器等新一代轻量化航天器发展需求 ， 529厂还积极开展3D打印技术的研究与应用 ， 取得了较好的效果 。
“相比于传统铸件或者锻造产品 ， 3D打印的产品研制周期明显缩短 ， 力学性能得到提升 。 ”该厂材料和工艺保证中心陈怡博士介绍道 ， “不仅可以打印薄壁结构 ， 还可以完成‘外部蒙皮+内部三维点阵’、变密度、内部含有流道等特殊复杂构型 ， 在突破瓶颈、减重/提升性能、缩短周期、降低成本等方面产生较大的综合效益 。 ”
该厂采用3D打印技术制备的星敏支架、斜撑支架、主承力大底结构等产品 ， 如今已经通过了地面测试和各项环境考核 ， 逐步应用于空间站、深空探测航天器、运载火箭 。 利用3D打印技术 ， 该厂已经完成20多个型号共计500余件产品的交付使用 ， 有力地支撑了型号复杂形状结构产品的快速研制 。
面向“十四五” ， 529厂将重点开展大数据、知识工程、数字孪生等智能制造技术研究和应用 ， 持续推进智能车间及生产线建设 ， 初步建成智能工厂、形成航天器结构智能制造体系 ， 助力航天器研制模式从数字化制造向智能制造的转型和升级 ， 使得制造资源的运行效率、产品质量一致性水平、成本管控水平、整体制造能力再上一个新台阶 。 （徐磊 陈袁） 来源：航天科技网站
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