航空制造范文（精选12篇）

航空制造 第1篇

智能制造是工业化与信息化深度融合的产物, 当前, 我国政府正在推进《中国制造2025》这一战略规划和行动计划, 应该抓住这一有利时机, 在已有的数字化网络化设计/制造基础上, 打造航空智能制造, 提升我国航空制造业的整体能力和水平[1]。

2 必要性分析

随着航空产品的不断发展, 航空产品制造技术也在不断变革和进步。为了满足航空企业对于产品日益发展的高要求, 必须积极引进和开发新技术。智能制造技术是指机械设备自主驱动和控制机械设备原件, 自动化控制机械生产系统, 是机械制造领域的必然发展趋势[2]。

3 智能制造在航空制造企业应用中的关键技术

3.1 利用工艺成组技术优化工艺过程

在现有产品制造工艺、生产资源以及计算机辅助制造技术应用的基础上, 重点研究零件的制造工艺, 优化工艺路线、制造资源, 以成组技术为基础, 形成规范化的工艺规程、刀具系列、工装结构等, 从而满足生产管理、过程控制、操作管理的不同层次, 形成优化的生产工艺和制造资源配置, 适应企业现状, 强调可用性。

3.2 采用自动交换式工作台技术实现工件快速装卸

为了适应智能生产线的高效率要求, 可以配置交换式工作台, 并将现有的数控设备改造成可交换工作台形式, 机床在一个工作台的加工过程中, 即可进行另外一个工作台上的零件装夹, 使得工件装夹时间与机床加工时间重合, 从而大量缩短机床的辅助工作时间, 提高加工效率。智能生产线单机操作采用两个工作台, 多机共同操作时采用多个工作台。

交换工作台的配置可以大大节省复杂零件装卸定位夹紧的辅助时间, 提高机床开动率, 从而缩短零件的加工周期。

3.3 建立数据采集与分析系统, 实现生产现场可视化动态监控

建立数据采集与分析系统, 实现生产线的设备数据采集与监控、质量数据采集与反馈、刀具数据采集与计划、物料数据采集与监控, 对获取的实施运行状态数据进行快速、及时的分析。

3.4 利用现代物流仓储自动化技术实现物料自动传输

在零件的加工生产中, 存在毛坯材料、半成品与成品、加工刀具与夹具等诸多物料的存储与使用问题, 利用现代物流仓储自动化技术可以很好的解决这一问题。

建立工装、刀具、工件的自动化库站, 分析库区大小、出入库流程布局、货位的数量规格等, 从而确定合理的货位分布, 实现工装、刀具、工件的自动仓储。

在智能生产线中铺设自动运输导轨, 并与自动化库站连接, 利用AGV小车实现工装、工件在仓库与机床、机床与机床间的自动运输。

采用条码技术和RFID技术对工装、工件等物料进行标识, 并建立信息采集系统, 实现工装、工件等物料的全程数据采集与状态监控。

3.5 采用APS系统实现自动排产

高级计划与排程系统 (APS系统) , 可以根据产品加工路线、物料、工序、设备、人员、交货时间等自动编排生产计划, 对所有的资源具有同步的、实时的约束能力、模拟能力, 并将APS系统与生产设备、现场网络及硬件集成, 使得APS系统能够发挥最大的效能。

4 结束语

采用集成化的生产线及其智能化的管控系统, 减少了人工干预、人为出错的几率, 可以使生产流程规范化、标准化、自动化, 提高在制工件的质量稳定性;自动化的物流系统、集成化的生产数据管理系统可以减少加工设备及工作站点的准备时间, 提高整个生产线的加工效率, 从而缩短工件交付周期。

参考文献

[1]汪艺, 王焱.智能制造和高速高精加工技术[J].制造技术与机床, 2016 (2) :18-20.

制造潜水航空母舰的原因 第2篇

航空母舰

制造潜水航空母舰的原因

潜水航空母舰拥有许多种战斗性能。战斗时，可以升出水面，迅速地放出飞机，投入战斗;巡逻的时候，能潜入水下，同时当做弹道导弹潜艇使用。

从80年代以来，美国提出了潜水航空母舰的概念，就是在巡航时潜入水底15～20米处，机起降时浮出水面，潜水航空母舰拥有隐蔽性好、不容易遭受敌人飞机或者水面舰艇袭击等特点。

航空装备制造:军民机叠加推动增长 第3篇

军民机叠加发展，航空制造业最好的发展时期即将来临。航空装备制造两个推动因素：经济转型对民用航空制造业提出战略发展需求；军用航空装备全面推进。未来5-10 年国内航空制造业迎来军民机叠加发展的良好局面；预计未来5-10年国内军费年均复合增长12%-13%，军用航空是发展重点，预计增速约15%；在经济高端转型迫切需求下，预计民用航空制造无论支持力度还是发展进程都会超预期；军民用航空制造年均复合增长率预计18%以上。

航空制造受益先军后民。民用航空受益先后顺序为通用航空、支线航空、干线航空；通用航空受益最大的为直升机和通用小型飞机，公务机短期依赖合资合作发展与过去10 年主要是三代歼击机量产不同，未来5-10 年除三代歼击机机持续量产外，预计大型军用运输机、加油机、舰载机、先进军用直升机、高级教练机都将量产，四代歼击机和新型轰炸机进入初步量产阶段，此外军机出口规模发展，军机全面推进主导未来5-10 年军用航空稳健增长。

从国家发展航空制造战略需求角度，预计民用航空发展政策推进脚步越来越近；从产品发展成熟度判断，民用航空发展先后顺序为通用航空、支线航空和干线航空，通用航空受益最大为直升机及其产业链、通用小型飞机。

航空制造 第4篇

智能制造是我国抢占先进制造技术制高点的主攻方向，也是我国制造升级的推进器。智能制造作为国家战略已列为“十三五”规划的重点内容，国务院印发《中国制造2025》提出，围绕九项战略任务和重点，完善八方面战略支撑与保障，通过“三步走”，到新中国成立100周年时进入世界制造强国前列[1]；强调信息技术和制造技术的深度融合是新一轮产业竞争的制高点[2]，而智能制造则是抢占这一制高点的主攻方向，其中还将突破发展的重点领域细化为包括航空产业在内的十大领域。

同时，政府提出“互联网+”行动计划，推动互联网与航空领域的先进制造业的深度融合，使互联网最新的信息技术、方法论和商业模式深度融合于制造业和服务业的各个领域之中，有助于促进制造业提质增效、转型升级，推动服务型制造业和生产性制造业的发展[3]。

航空工业是典型的资金密集、技术密集、协作紧密型产业，具有高度垄断、高技术的特性，是国家高端装备制造业的典型代表。世界主要国家都将航空工业定义为国家战略性产业，既是一个国家国防安全的重要基础，也体现了一个国家的工业发展程度，是一个国家综合国力的体现。航空工业是带动国民经济发展的重要产业，先进航空产品的研制生产必然带动尖端技术的发展，因此，航空工业是推动工业转型升级的引擎。

以美国波音公司例，其始终保持全球领先的关键就是数字化的航空智能制造，其采用全球协同研制模式，主抓总体设计，详细设计交给其全球伙伴完成，并向着基于知识的创新设计、以智能装备为核心的数字工厂平台、全球协同的智能制造方向发展[4,5]。

在技术层面，制造业智能化是全球制造业的发展方向；在环境层面，制造业需要绿色化发展；在产业结构层面，制造业正在向服务化转变。迫切需要加快发展智能制造装备和产品，组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线，推进工程化和产业化。加快航空、机械、船舶等行业生产设备的智能化改造，提高精准制造、敏捷制造能力。

2015年我国C919大型客机、大运等已总装下线，标志着我国民用航空工业研制水平取得了巨大的进步，但我国航空工业基础和技术水平相比国外先进民用航空工业还有一定距离。在航空工业买不来、合不来、换不来的严峻现实下，要在较短的期间内，在日益激烈的国际民用航空工业竞争环境中占得一席之地，赶上并超过发达国家航空工业研制和制造水平，依靠智能制造为代表的先进制造技术，有利于航空工业充分利用后发优势，走自主创新之路，实现弯道超车。同时，智能制造推进航空工业转型升级创新发展对我国高端装备制造业发展也具有重大典型引领示范作用，带动整个高端装备制造业的转型升级。

1 智能制造是航空工业转型升级创新发展的迫切需求

1.1 智能制造是新工业革命标志性技术和先进制造技术制高点

制造业在世界工业化进程中始终发挥着主导作用。当今，在经历了经济全球化和信息技术革命后，世界面临资源短缺、金融危机、经济衰退等诸多问题和挑战。世界主要经济体纷纷探索和出台破解困局之策。

美国奥巴马政府将“制造业复兴”和“再工业化”视为走出经济困境的重要路径，通过《重振美国制造业政策框架》、《先进制造伙伴计划》、《先进制造业国家战略计划》等纲领性文件和一系列战略性措施，从智能制造、增材制造、生物制造及纳米制造等高、精、尖技术方向入手，引领制造模式创新和制造科技变革，占领21世纪国际制造业战略制高点，图谋强化先进制造发展，加快复兴制造业实体经济，重塑世界经济格局，保持乃至进一步增强国家竞争力。美国全力推进基于互联网的智能制造，构建国家制造创新网络，确保下一代产品的本土发明和本土制造。以人工智能、机器人和数字化智能制造为抓手的美国“再工业化”进程有望演变为一场新型产业革命[6,7]。

德国及欧盟、英国等加快发展可持续性制造和智能制造，以保持制造业传统优势，应对后危机时代[8,9]。欧盟提出“未来工厂”的设想，即在产品可变性不断提高及产品产量不断大幅度变化的背景下，降低成本，提高制造系统的绩效，增加产能的驱动力[10]；欧盟致力于可持续性制造、应用信息通信技术的智能制造和高绩效制造等高附加值技术的研究、开发和应用；德国政府出台了名为“生产2000”的制造业战略计划，突出产品开发方法和制造方法、产品制造过程中的经济学、面向制造的物流学、面向制造的信息技术等方面的研究与应用，以促进先进制造业的发展；特别是，2013年，德国提出的以基于信息物理系统的工业物联网与工业服务网为核心、以智能工厂、智能生产、智能物流为主题的“工业4.0”计划已经紧锣密鼓地提上日程，成箭在弦上之势[11]。

新工业革命已经和正在发生。新一轮工业革命的实质，是在数字制造、互联网等重大技术创新与融合的推动下，由人工智能、物联网、云计算、大数据等新兴信息技术主导的生产方式变革，即以互联网为基础，以数字化、网络化、智能化为核心，实现由传统的“大规模生产”向“数字化生产”、“大规模定制”、“泛在制造”方式的转变，催生智能制造、增材制造、纳米制造、生物制造等新兴制造模式以及相关的产业，并将促使社会生产方式的重要变革，最终使人类进入生态和谐、绿色低碳、可持续发展的社会[12]。

世界工业发达国家一致将智能制造作为先进制造技术的标志性制高点。正如英国著名杂志《经济学人》指出的，智能软件、新材料、机器人以及数字化智能制造等将形成合力，产生足以改变经济社会进程的巨大力量。

1.2 智能制造是两化深度融合发展核心目标和我国制造升级的推进器

我国经济直面新工业革命的严峻挑战和重大机遇。随着土地、劳动力等要素成本快速上涨，资源环境约束进一步增强，国内经济转入中速增长期，加上核心竞争力不足，我国制造业传统的低成本竞争优势不断减弱，正面临欧美发达国家“再工业化”和发展中国家低成本承接产业转移的“双重挤压”。

工业化与信息化的深度融合已成为一种全面、动态、优化的资源配置方式，成为重塑经济全球化条件下我国产业竞争新优势的必由之路。推动两化深度融合就是要适应国内外经济形势新变化，提高企业核心竞争力，提升工业发展的质量和效益，加快形成新的经济发展方式，为实现工业由大变强提供强有力支撑。工信部已明确智能制造是当前和今后一个时期推进两化深度融合的核心目标，是建设国家制造业创新体系的关键，并从实施国家级智能制造重大工程和智能制造试点示范专项行动着手加快推进智能制造生产模式的实施。

中国制造业由大变大而强，必须要实现由技术跟随战略向自主开发战略转变再向技术超越战略转变、由传统制造向数字化网络化智能化制造转变、由粗放型制造向质量效益型制造转变、由资源消耗型、环境污染型制造向绿色制造转变、由生产型制造向生产+服务型制造转变。

1.3 智能制造推进航空工业转型升级创新发展，对我国高端装备制造业发展具有重大典型引领示范作用

航空工业是推动工业转型升级的引擎。世界主要国家都将航空工业定义为国家战略性产业，既是一个国家国防安全的重要基础，也体现了一个国家的工业发展程度，是一个国家综合国力的体现。航空工业是带动国民经济发展的重要产业，先进航空产品的研制生产必然带动尖端技术的发展。

世界工业发达国家无不高度重视和大力支持航空工业的发展。2002年，美国成立了“美国航空航天产业未来委员会”，强调“强大的航空航天工业是美国必须具备的”；欧盟认为，航空航天工业在确保欧洲的安全和繁荣方面有着关键的战略作用，是提升欧洲民用和国防产品在国际市场竞争力的基础，也是欧洲独立和安全的重要保证；俄罗斯政府“俄罗斯2002年-2010年以及到2015年民用航空技术装备发展”联邦专项纲要指出“发展航空工业是国家的首要任务之一”。

为适应国际战略形势和国家安全环境的变化，面向全球市场积极参与竞争，我国已经把航空工业的发展放在更加重要的位置，明确了我国航空工业由大向强转变的战略目标。在近十年中，我国航空装备研制已经初步形成了数字样机、异地协同、数字化制造的产业发展模式，一些重点企业通过技术改造配备了大量的高、精、尖设备及软件系统，使得研制手段、单道工序和单台设备的效能得到了一定的提升，但是现有的“重节点、轻过程”的粗放式生产组织模式和以人工管控为主的运行管控手段无法从根本上解决装备制造产能优化、产业链协同的问题，不能充分发挥先进生产设备及软件工具的综合优势，严重制约了航空装备的研制生产能力，难以满足快速响应、高质量交付的发展需求。

发展航空装备产业智能制造，是在继续完善和发展已有的数字化设计与自动化制造等工业基础之上，构建以智能工厂、智能产品为核心的制造体系，采用现代计算和通讯技术、自动化技术、工业互联网等提升航空装备产业的智能化处理能力，形成新型产业模式。具有“动态感知、实时分析、自主决策、精准执行”特征的智能化设备及制造系统、生产运行和集成自动化系统、产业链协同平台等是支撑航空工业转型升级和跨越式发展的关键基础。

未来的发展目标，将以智能系统为核心，实现设计制造一体化，在产品策划、详细设计过程的同时完成生产规划、工艺设计，在虚拟环境中完成产品性能、工艺过程的仿真分析，数字量到达生产现场后保证生产一次成功，并实时反馈产品生产状态、优化设计方案，形成“动态感知—实时分析—自主决策—精准执行”的全闭环管控。

智能制造推进航空工业转型升级创新发展对我国高端装备制造业发展也具有重大典型引领示范作用，带动整个高端装备制造业的转型升级。

2 航空智能制造发展策略

2.1 发展思路和目标

针对国家智能制造发展的契机，推动中国制造2025在航空制造业的实施与示范，提升航空领域制造业数字化、网络化、智能化水平，加强产业链协作。按照“突出重点、提升质量”原则，围绕大型飞机、通用航空、航空发动机等航空领域科技创新和重大工程，在航空领域围绕一批标志性、带动性强的航空领域重点产品和重大装备，着力提升自主设计水平和系统集成能力，攻克共性关键技术与工程化、产业化瓶颈技术，加快推进智能制造装备的工程应用、数字化车间/工厂、生产制造过程及供应链智能管控的示范工程，组织示范应用具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线，推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造的发展，加快形成航空领域制造业网络化产业生态体系，促进我国航空高端装备制造业的发展与转型升级。

2.2 发展重点

1）搭建航空装备产业智能制造体系与总体架构

分析研究航空装备产业全价值链的基本组成、核心要素、支撑环境、关键技术、处理对象等，参考国内外先进制造模式和企业控制系统集成方面标准，依据《国家智能制造标准体系建设指南》，梳理航空装备产业智能制造的基本要素、相互关系、环境要求等，提出面向航空装备产业的智能制造体系与总体架构。

2）攻克航空装备产业智能制造关键技术

梳理航空装备产业智能制造的瓶颈问题和关键技术，分析产品研制过程的感知、分析、决策和执行要求，研究具有动态感知、实时分析、自主决策、精准执行特征的高档数控机床、工业机器人、增材制造等智能制造设备的研制需求和发展途径，攻克基于工业云的赛博物理融合系统（ICPS）、基于网络的协同制造、数字化设计制造集成技术，提出航空装备研制生产所需的智能生产线/车间、智能企业以及企业联盟所涉及的关键技术研究、工程化应用与产业化发展途径。

3）提出航空装备企业智能制造2025发展战略和应用示范工程

围绕航空装备产业典型产品研制过程，梳理和凝练提升自主研制水平、系统集成能力、产业链协同能力的核心要素，基于航空智能制造体系和总体架构，研究国外先进制造模式及演进历程，分析研究航空装备产业智能制造发展趋势和要求，开展的共性关键技术和自主工业软件开发应用、智能制造装备与工程化、产业化瓶颈攻关等技术攻关，提出航空产业典型智能制造应用示范工程。

3 航空智能制造的重点任务

3.1 研发航空领域关键智能工艺装备

1）基于智能控制的航空数控加工工艺装备

研究数控切削加工过程智能在线监测、高效高精数控切削加工振动智能控制、曲面直接插补智能数控系统等关键技术，包括高档数控机床伺服、主轴刀具系统及整机动态特性现场快速测试、分析系统，实现数控铣削加工工艺系统状态的准确识别、快速预报与切削参数的自适应调整，以提升数控机床使用效能；研究具有智能自适应、自学习功能的控制算法以提高机械系统精度、增强系统特性以及采用智能技术进行运动误差补偿等，实现数控铣削加工振动控制的高效化、智能化与通用化。

2）航空智能装配机器人关键装备

重点开展航空智能制孔机器人、智能喷涂机器人、基于多机器人协同的装配等研究。针对制孔机器人体积大、成本高、自动化程度低、加工精度不稳定、一致性差等不足，突破智能制孔机器人关键技术瓶颈，并开展面向机器人双臂协同装配关键技术研究。开展航空机器人喷涂工艺和设备的研究，突破机器人力控制和精密在线测量等关键技术难题，研究面向整机的智能喷涂机器人系统与空间多维导轨设计、复杂形面的喷涂轨迹规划及纠偏技术、新型涂料的高精度变流量输送技术、多基体材料组合机身表面涂装优化技术等，实现自动化、智能化的航空喷涂机器人，提升我国航空工业制造的质量和效率。

3）航空柔性智能工装装备

重点开展盒式连接可重构柔性装配工装、导管装焊柔性智能工装、飞机部件自适应无应力装配工装等关键技术攻关，突破航空盒式连接可重构装配型架的标准件分类与编码、智能配置设计、稳定性分析与激光测控等关键技术，形成一整套可重构柔性型架的配置设计、安装、性能验证技术及规范，支持航空产品的柔性智能装配；开展面向多根管路整体装焊的柔性管接头定位夹持器、定位器自动配置与工作空间分析、基于力传感和视觉测量数据反馈的导管智能夹持、调姿与对齐等关键技术研究，实现不同规格、尺寸范围、空间走向的复杂管路的快速工艺准备与装焊，为航空复杂管路智能制造提供先进工装技术保障。

3.2 基于工业互联网的航空协同云制造

1）基于工业云服务模式的航空协同制造

重点开展航空工业云服务协同制造、制造资源虚拟化与云端适配接入、工业云资源能力服务聚合等关键技术攻关，研究基于Web的应用系统、独立应用系统等制造软件资源虚拟化与云端适配接入技术、数控加工设备、检测设备等制造设备资源虚拟化与云端适配接入技术以及数据知识资源虚拟化与云端适配接入技术，研究针对制造任务分散、不确定、多粒度等特点的制造服务智能匹配与发现技术和制造服务动态统筹与服务组合优化技术；针对集团内企业交互频繁、协作紧密的特点，研究多学科协同设计服务、工艺-资源匹配优化服务、快速排产与动态调度服务、测试试验服务、供应协作服务等集团企业工业云业务协作服务技术。

2）航空制造集团企业的云服务平台构建

重点开展工集团企业云服务平台与异构信息系统综合集成技术、航空制造集团企业云服务平台开发与实施技术攻关，为实现工业云服务平台与现有企业信息化系统平台的集成，实现企业内外部各类信息与平台的交换共享，研究多样化异构信息统一描述与识别技术、异构信息动态关联与转换技术、多种层次集团企业内合法异构信息共享技术以及基于Web服务的企业应用系统集成技术等。面向航空制造集团企业，定制开发集团企业工业云服务平台，开展典型示范应用，聚合企业制造资源，支撑企业核心业务发展，促进航空企业集成化服务能力提升。

3.3 基于数字化设计制造集成的航空智能制造

1）全三维的航空设计制造一体化技术

重点开展全三维关联产品模型建模与演化、全三维数字化工艺设计与仿真、轻量化三维信息模型在制造车间的集成应用等关键技术攻关，应用MBD技术将三维设计信息、三维制造信息、三维工装信息、三维测量信息等定义到航空产品的三维数模中，实现支持全生命周期的三维产品信息的完整定义，建立支持其产品全生命周期应用的统一数据模型；研究模型驱动的基于知识的航空工艺设计技术，通过智能化推理技术建构产品制造工艺设计与决策分析的系统化方法，研究建立三维工艺数字样机，对航空专用智能制造装备进行加工仿真验证及工艺流程分析。

2）基于全生命周期管理的航空智能制造

重点开展面向产品全生命周期信息建模与管理、基于模型的产品生命周期管理、设计制造一体化集成协同等关键技术攻关，研究面向复杂航空产品全生命周期的过程与数据的集成与管理、支持知识密集型研发的数字化产品与过程建模技术；研究MBD标准及其在复杂航空产品研发中的应用方法，研究基于模型的数字化产品定义、变更、传递及应用的产品生命周期管理系统构建方法；研究支持复杂航空产品全生命周期各阶段产品与过程信息的有效共享和信息传递，实现信息的可追溯的设计制造一体化集成协同技术，建立设计制造一体化集成协同平台，形成多应用系统之间产品模型数据和过程管理数据综合集成的可持续发展机制。

3）基于工程知识管理的航空智能制造

重点开展航空知识型企业创新研发模式、航空产品装备创新研制工程知识管理、航空产品装备创新研制工程知识管理平台的关键技术攻关，针对航空制造企业转型升级的需求，研究能充分发挥企业员工和组织智慧促进技术创新的航空知识型企业模型和项目推动式航空知识型企业管理模式，研究符合航空知识型企业业务与管理要求的工程知识管理实施方法论和标准规范体系，保障工程知识管理在航空企业能够得以实施，促进工程知识管理对研发业务产生积极的变革作用。

4 结束语

本文分析了智能制造的国内外发展趋势，从智能制造是新工业革命标志性技术、两化深度融合发展核心目标、航空工业转型升级创新发展的引擎等角度，总结了发展航空智能制造的迫切需求和必然趋势，提出了航空智能制造发展的思路、目标与侧重点，进而详细阐述了航空智能制造的重点任务。

摘要：智能制造是我国抢占先进制造业制高点的主攻方向,航空产业作为我国高端装备制造业的典型代表,智能制造推进航空工业转型升级创新发展对我国高端装备制造业发展具有重大典型引领示范作用。分析了智能制造的发展趋势,阐述了我国航空工业转型升级创新发展对智能制造的迫切需求,提出航空领域发展智能制造的思路和目标,并给出了相关发展重点和任务建议。

关键词：智能制造,航空,智能工艺装备,协同云制造,设计制造集成

参考文献

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[2]许颖丽.从“两化融合”到“中国制造2025”[J].上海信息化,2015(1):24-27.

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[11]王喜文.从德国工业4.0战略看未来智能制造业[J].中国信息化,2014(15):8-9.

先进制造航空部件残余应力处理方法 第5篇

1.应用背景

飞机机体材料使用情况

先进大飞机所用的结构材料的质量比重

现代飞机使用的主要材料有铝合金、钛合金、合金钢以及复合材料（碳纤维增强塑料、金属纤维板材等）。尽管钛合金和复合材料的使用比例逐年攀升，但铝合金自身的材料性能特点以及成熟的金属材料的机加工、塑性成形等技术优势，其在航空航天工业中仍将广泛应用，并且不可或缺。一：残余应力的检测方法： 1.X 射线衍射法

检测原理：当对构成工件材料的各晶粒施加弹性应力时，晶粒内特定晶面之间的间距就会发生变化，对其进行测量。选用一定波长的 X 射线，使其入射工件，当 X 射线入射到原子上时，即发生各向散射，而如果原子是三维规则排列，则在特定条件下，散射的 X 射线发生相互叠加增强的衍射现象，该现象被成为布拉格定律（Braggs law），是由英国物理学家布拉格父子于 1912 年首先推导出来的。

晶面上的 X 射线衍射

2.中子衍射法

中子衍射法同样属于无损检测。其原理大致如下：利用中子衍射仪测量晶胞中的晶格之间的距离，从晶格之间距离的改变，求出弹性应变，再根据应变求应力。通过平移工件的方式，使其穿过中子束，由此测得不同位置的应变，不同位置的应力即可求出。

布拉格散射示意图

二．残余应力的消除工艺与方法

若采用上述抑制与减少铝合金件残余应力产生的措施后仍然无法满足有关设计要求 ,必须安排专门的消除残余应力工艺。下面分析各种消除铝合金中残余应力的工艺方法特点、效果及适用场合。2.1 时效处理法

时效处理法是降低淬火残余应力的传统方法。由于铝合金材料对温度非常敏感 ,时效温度的提高 ,必然明显降低强度指标 ,使 Mg Zn2 等强化相析出过多 ,产生过时效现象 ,因此 ,淬火后时效处理通常在较低温度(小于 200～ 250℃)下进行 , 从而使得消除去应力的效果仅为 10% ～ 35% ,非常有限。国际上有关学者正致力于研究逆向时效法与二次时效法等先进工艺来改进其应力消除效 2.2 机械拉伸法

械拉伸法消除应力的原理是将淬火后的铝合金板材 ,沿轧制方向施加一定量的永久拉伸塑性变形 ,使拉伸应力与原来的淬火残余应力叠加后发生塑性变形 ,使残余应力得以缓和与释放。有关研究结果表明 ,机械拉伸法最高可消除 90% 以上的残余应力。图 1为拉伸变形量与残余应力消除效果的对应关系 ,拉伸(压缩)塑性变形量一般控制在 1.5% ～ 3.0% 为宜[ 1]。但该种方法仅适合于形状简单的零件 ,且对拉伸前铝合金板材的组织均匀性要求较高 ,多用于原材料生产厂家。

图1 拉伸变形量对 2014-T 6与 7075-T6

残余应力消除效果的影响(44.5mm)

2.3 深冷处理法

Quench)与冷热循环法(Cy clic Treatm ent)两种。

其中深冷急热法是将含有残余应力的零件浸入-196℃的液氮中深冷 ,待内外温度均匀后又迅速地用热蒸汽喷射 ,通过急热与急冷产生方向相反的热应力 ,借此抵消原来的残余应力场。有关研究表明 ,在选择合适的工艺参数条件下 ,深冷急热法可降低高达 84% 的残余应力。图 2表示不同深冷处理工艺对应的 2014-T 6铝合金淬火残余应力消除效果[6 ]。有关研究进一步证实 ,深冷处理时冷热温差愈大 ,加热速率愈快 ,应力消除效果愈好。相对而言 ,冷热循环法是指在慢速交换条件下在低温液氮与高温液体之间进行冷热交换 ,适合于内含线膨胀系数差别很大金相组织的铝合金。

深冷处理的最大优点是在有效消除残余应力的同时 ,可改善材料的强度、硬度、耐磨性与组织稳定性。由于深冷处理对零件的尺寸与形状没有限制 ,因此适合于形状复杂的模锻件与铸件。在切削加工前进行深冷处理还可明显改善铝合金加工时易产生的严重加工变形倾向 ,提高材料的组织稳定性。然而 ,深冷处理的局限性也显而易见 ,它只能消除热处理温度梯度产生的残余应力 ,而不能有效消除机械加工、冷成形等不均匀塑性变形产生的残余应力 ,对焊接残余应力的消除效果也不佳。

图 2 不同深冷处理工艺消除残余应力的效果

2.4 振动消除法

振动消除残余应力法的工作原理是用便携式强力激振器 ,使金属结构产生一个或多个振动状态 ,从而产生如同机械加载时的弹性变形 ,使零件内某些部位的残余应力与振动载荷叠加后 ,超过材料的屈服应力引起塑性应变 ,从而引起内应力的降低和重新分布。现有的相关研究指出 ,当铝合金在刚刚进行了淬火后的不稳定状态(0～ 2小时内)进行振动消除 ,效果最佳 ,残余应力最大可降低 50% ～ 70%;若在淬火后放置 360小时进行振动时效后测试 , 残余应力只能消除 10% ～ 20% [8 ]。

振动消除应力(V SR)技术具有高效节能 ,工艺简单方便 ,适用性强等特点 ,对零件没有形状与尺寸限制 ,尤其适合于大型复杂结构件 ,是一种很有发展前途的工艺方法。另外 ,经过振动时效后的铝合金构件具有良好的尺寸稳定性 ,在后续的机械加工中不易产生加工变形。但目前对振动时效工艺的机理还不充分 ,国内外对它应用于航空铝合金结构件中的适宜性也存在争议。2.5 模冷压法

模冷压法是在一个特制的精整模具中 ,通过严格控制的限量冷整形来消除复杂形状铝合金模锻件中的残余应力 [5 ]。事实上“模压”这种叫法不够确切 ,因为其主要作用机理是使铝合金模锻件的局部材料受“拉伸”或者“压缩”作用。当精整模具压下时 ,精整凸模嵌入到铝合金模锻件端面、缘(筋)条的拔模斜度上(如图 3),实际上使模锻件的腹板部分产生“拉伸”作用。因此 ,该种方法是调整而不是消除零件的整体应力水平,它使铝合金模锻件上某些部位的残余应力得到释放的同时 , 有可能使其他部位的残余应力增大。另外 ,鉴于铝合金模锻件本来就已存在很大的残余应力 ,模压变形量过大将可能引起冷作硬化、裂纹和断裂;而变形过小则使应力消除效果不佳 ,因此需要精确控制。

图 3 受模具冷压作用的模锻件剖面 结论

本文中从抑制残余应力的产生和释放两个方面 ,讨论了消除铝合金构件残余应力的若干技术方法的特点、效果与适用场合。

铝合金淬火速度愈快 ,固溶强化效果愈好 ,产生的残余应力也愈大;采用热水淬火或喷雾淬火 , 虽可有效减少铝合金的残余应力 ,但同时也使其机械性能有所下降。而采用 U CON-A, AQ251等

有机介质淬火 ,同时兼顾了获得较佳机械性能与减少残余应力的目的。另外减小淬火前零件厚度也是抑制残余应力的有效手段。

航空制造 第6篇

英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命，认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命，它以“制造业数字化”为核心，并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务，生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”，被认为是推动新一轮工业革命的重要契机，已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术，正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命，它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域，因此有望在航空制造领域获得广泛应用。

3D打印技术（3D Printing）是快速成型技术（Rapid Prototyping Manufacturing）的一种，也叫做增材制造（ Additive Manufacturing）。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种，表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。

国内外3D打印技术及产业发展情况

世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印

3D打印技术的历史由来已久。1986年，美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备，1990年开始销售，短短几年中，形成了巨大的市场。近年来，美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量，明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年，以美国相关大学为主的“增材制造路线（RAM）研讨会”就未来5～10年的技术发展进行了广泛的讨论，并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议，由爱迪生焊接研究所（EWI）牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC（Additive Manufacturing Consortium）”，试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织，共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员，以金属材料的增材制造技术为主，每季度活动一次。目前，AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识，初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC（National Test Bed Center）”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度，促进相应的产业投资，在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起，AMC每年都向其会员发布增材制造的现状报告。此外，近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛，希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。

尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球，但在基础研究设施、研发组织和政府支持上，欧盟明显领先。首先，欧盟在政府研发方面的投入要大于美国（不计不公开的国防军事投入），著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac（Rapid Production of Large Aerospace Components），全程专注航空航天的SMD（Shaped Metal Deposition）技术等。其次，欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群，开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国，但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业，澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线，南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发，日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。

3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中，专利成为竞争的重要武器

2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前，快速成型技术的市场应用份额如图1所示，其中航空航天约占8%。目前，全球有两家3D打印机制造巨头，分别为3D System 和Stratasys，均在美国上市，2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司，并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后，一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后，又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前，国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。

3D打印行业巨头积极展开收购行动，在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利，并以此专利优势，在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。

从2005年开始，3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底，3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。

我国3D打印的技术水平基本与国际同步，但在产业化方面严重落后

20世纪90年代初，我国开始推进增材制造设备，即3D打印机的研发，在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位，于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备，以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中，清华大学成功开发了无木模铸造工艺 （Patternless Casting Manufacturing），即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备，使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机，并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”，863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展，我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量，而我国在这方面的应用量则非常低。据估计，3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右，2010年以来年增速均为70%左右，市场规模超过1亿元。

3D打印技术在航空领域的应用情况

欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类：1）外形验证，整机和零部件外形评估和测试、验证；2） 直接产品制造，例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等，美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造；3） 精密熔模铸造的原型制造，采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。

国外应用情况

波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件，包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。

空客在A380客舱里使用3D打印的行李架，“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划，制定了一张“路线图”，从打印飞机的小部件开始，一步一步发展，最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统，比如仿生的弯曲机身，能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等，传统制造手段难以使用，3D打印或许是一条捷径。

GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业，计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资，认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力，对GE的未来至关重要。

美国空军对3D打印也报以厚望，近日与3D Systems签约，投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。

国内应用情况

中航重机激光技术团队早在2000年前后，就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前，中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上，并起到关键作用。除了军用飞机，中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最核心技术之一——整体叶盘应用市场，以及大型水面水下舰艇市场。

北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作，瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求，历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术，并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统，已经受近十年的工程实际应用考验，使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日，王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革

相比较传统制造业，3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1）定制成为新标准。制造模式上，过去是生产线规模化生产，今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产，不再需要库存大量零部件，也不需要大量生产。2）缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期。3）更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接，结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4）开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品，这个互动是双向的，消费者也可以自己设计产品。5）改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响，选择生产地时，劳动力成本不再那么重要，而是考虑如何接近消费者，传统过程的供应链就变得短了，使得传统的离岸经济模式得以改变。

3D打印产业的未来发展前景

对于3D打印未来的发展前景，业界普遍看好。作为全国工业的主管部门，工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略，推动完善3D打印技术规范和标准制定，研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中，近期即将公布。高德纳（ Gartner ）公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断：3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段，在5～10年的时间内将迎来发展高峰（见图3）。

据Wohlers Associates报告分析，全球3D打印产业产值在1988～2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元，到2016年产业总产值将达到31亿美元，2020年将达到52亿美元，其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域，则市场更为广阔。2012年，全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元，2015年产值将会达到350亿美元。

不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间，目前仍面临着一些瓶颈和挑战：一是成本方面，现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵，给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面，目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物，选择的局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度还不尽如人意，打印效率还远不适应大规模生产的需求，而且受打印机工作原理的限制，打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面，3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散，制造业面对的盗版风险大增，现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。

3D打印技术未来发展的主要趋势

随着智能制造的进一步发展成熟，新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域，3D打印技术也将被推向更高的层面。未来，3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。

提升3D打印的速度、效率和精度，开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法，提高成品的表面质量、力学和物理性能，以实现直接面向产品的制造；开发更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等，特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点；3D打印机的体积小型化、桌面化，成本更低廉，操作更简便，更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求；软件集成化，实现CAD/CAPP/RP的一体化，使设计软件和生产控制软件能够无缝对接，实现设计者直接联网控制的远程在线制造。

航空制造业整合3D打印技术的建议

我国是制造业大国，3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪，积极为迎接此技术革命做好准备。

（1）推进“产学研用”结合，拓展应用领域，延伸产业链，提高产业化程度。

（2）改变产品，如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。

（3）改变制造过程和方法，将现有制造系统智能化自动化，引入3D制造系统，形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成，复合制造体系在今后将成为主流。

（4）改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式，及相关的流程设计，资源配置和组织机构的形式。

（5）提前专利布局，在发展初期就要将目光放长远，不能满足于现有已经被国外企业掌握的核心技术，而是要更多的走自己的专利之路，努力发展创新技术，抢占技术先机，积极进行合理的专利布局，包括国际市场专利布局，同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖，避免陷入不必要的专利泥潭，争取在未来的市场竞争中占据有利地位。

（5）GE收购3D打印企业，某种程度上给航空企业提供了借鉴：通过一些资本化运作手段，兼并收购一些具有核心技术的3D打印企业，以核心制造能力为重点，打造航空企业自身的价值元宝曲线，或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。

（作者单位系中国航空工业发展研究中心）

参考文献

[1] Gartner Inc，Hype Cycle for Emerging Technologies 2012[R].2012.

[2] Wohlers Associates Inc.Wohlers Report 2012[R].2012.

[3] 王雪莹. 3D 打印技术与产业的发展及前景分析[J].中国高新技术企业，2012，（26），3-5.

[4] 古丽萍.蓄势待发的3D 打印机及其发展[J].数码印刷，2011，（10），64-67.

航空制造业质量审核要点探讨 第7篇

(一) 首件审核

所谓航空制造业的首件审核是指, 航空产品在首次投入使用的过程中或者变更产品使用的时候, 与之相关的航空部门, 必须要对其进行质量审核与检验, 保证将要使用或者变更的航空产品符合相关的要求, 符合质量的需要。此外对于航空生产计划的正确性, 首件审核也要加以注意, 与此同时, 根据相关要求对航空材料的采集、文件的制作与变更以及航空人员的素质要求等等, 都要做出恰当的改变, 直至所有的航空产品正常使用为止。航空制造业的首件审核, 主要的对象还是航空零部件的生产, 具体的首件审核与质量检验工作有内部的相关执行部门进行, 在审核的检验的过程中, 要不断地收集资料, 并将之反馈给客户。

(二) 关键特性审核

航空制造的关键特性审核, 是指审核航空制造中的关键产品, 尤其是一些一旦造到变更, 就会影响其他航空产品的正常的部件。在航空产品生产与制造的过程中, 要精确地把握这些关键部件的质量, 可以是对关键部件尺寸大小的精确掌握, 也可以是对其电压、零件的可靠性以及时间、效率等方面的掌握。

(三) 质量审核记录保管

航空制造业的质量审核, 包含很多环节。在产品质量的管理与审核的过程中, 尤其要对产品的生产、销售以及维护等几个方面进行重点审核与记录在案, 保存原始的记录数据, 审核的目的要保证满足客户的需要。在遵守航空业统一使用的相关质量管理规定和文件的前提下, 与时俱进地对电子数据的记录和保存方式进行调整, 确保记录的电子数据和资料能够满足航空制造业的相关要求。

(四) 风险管理审核

风险管理审核为航空制造业零件的采购与生产提供了标准, 根据不同供应商监理的风险管理与审核方法, 评估航空产品的质量与成熟性, 确保航空关键部位的生产质量。此外因为航空制造业的风险管理与质量审核要求要高于其他制造业, 因此航空制造业对于风险的审核与管理有一套标准的流程, 航空制造业必须要按照这个模式进行风险的控制与管理。这个风险审核模式为:风险的识别、评估、管理计划、知识管理。

2航空制造业对外包过程的审核

航空制造业的对外包过程的审核较为复杂, 大致可以分为以下几个方面:首先, 要将航空制造业的外包装过程给予识别和定性, 将外包装程度收入质量审核中去;其次, 正确认识外包装的特点, 根据特点采用不同的方式, 并将其在有关的质量文件中标出, 正确评估外包装过程对质量影响的大小;第三, 严格控制外包装中所有按照7.4要求采购的材料, 动态管理航空制造业外包装的组织名单, 组织名单生成方式为对能力与资质的考察;在对航空制造业外包装机构签订合同的过程中, 要对外包的质量以及接受的方式等权利和义务提出明确要求, 并对不同特点的航空产品, 提出不同的外包装质量审核方式;第四, 外包装机构购买的材料, 要严格按照7.4的标准, 控制质量, 并准确地评估材料对产品的影响。在外包装签订的合同中, 也要对此提出明确地要求;第五, 对于外包装机构长期提供的航空零部件, 要将其纳入到质量管理体系中去;第六, 外包装机构如果被委托评估和质量审核, 那么在这样的情况下, 要对外包装机构的能力以及量值、人员的资格等方面进行科学考察, 确保其具备外包装的资格。

3航空制造业工艺过程审核

航空制造业的工艺过程审核, 指的是在工艺过程中或者在完成之后, 只有采用一些破坏性地对产品进行检验的手段, 才能对产品的质量进行科学的考察和认定, 在工艺过程中对工艺的审核方式较为方便和特殊。可以这么说如果没有采取破坏性的检验, 那么对于其质量的审核就无法保证。因此这样的审核方式对航空制造业的审核以及非破坏性的审核提出了新要求, 面临新挑战。再者, 即使对于相关元件的质量审核要检验, 也要在破坏性的基础上进行审核才能确定其产品的质量是否牢固。要知道航空制造业的制造风险在, 主要是在航空制造业的工艺过程中形成的, 所以工艺过程中的质量审核与检验成了航空制造业质量审核的关键, 而且不能采用常规的方式进行考察。一般情况下航空制造业对于工艺流程的审核与考察, 根据不同的情况采取不同的方式进行审核, 对于一些不能进行审核的航空产品, 可以采用特殊处理或者事先鉴定等方式进行质量控制。

4结束语

总而言之, 我国的航空制造业的质量审核, 是降低航空风险的主要所在。因此在产品与关键零部件进行生产的过程中, 要科学评估风险, 采用正确地方式审核质量。对于航空外包装部分的审核, 要在质量关系体系的要求下, 把握外包装质量审核的关键几步, 不可麻痹大意。随着科学技术的发展, 我国的航空事业发展越来越完善, 与之相关的部门科学化程度也越来越高, 作为一名航空外包人员, 要做好本职工作, 为航空事业贡献一份力量。

参考文献

[1]王淑英.加强妥全文化建设提升妥全管理水平[J].企业研究, 2011 (08) .

分析航空电器微小零件的制造特点 第8篇

随着我国国民经济的发展, 飞机作为一种交通工具和军事工具得到了更为广泛的应用。飞机的使用量增大, 使得我国航空业对于航空电器的使用量也在不断上涨。无论是从人民群众的安全与方便出行来说, 还是从我国军事力量的增强与稳固上来讲, 加强放空电器的制造安全性已经成为了航空航天业的一个重要课题。而其微小零件的加工更是其中的重点所在。因此, 本文关于航空电器微小零件的制造特点的研究有一定的社会现实意义。

1 冲压成形多

航空电器的零件有许多类型, 而本文的研究主要以其中的断路器和密封继电器的相关零件为出发点, 进行航空电器零件制造特点的阐述。在我国现有的航空电器零件当中, 有十分之七左右都是通过冲压成形而制造的。这样的航空电器零件的形状相对来说比较复杂, 其规格较小, 精准度要求高, 并且其中的大部分零件都为孔系结构, 具体曲线型的特征。0.6mm是许多航空电器微小零件的孔径规格, 其精度要控制在0.02mm之内, 间距不得大于材料百度, 而冲窄槽的宽度一般都在0.15到0.2mm之间。冲裁面具有自己的特殊性, 因为它经常被用做是工作面, 所以, 它是航空电器零件当中的重要部分, 对于粗糙度的要求比较高。用断路器当中脱扣的冲裁面来讲, 它的质量与标准在很大程度上决定着整个产品的技术水平与质量水准。所以说, 这样的零件制造标准给航空电器零件的模具制程加大了困难程度, 使得传统的零件模具不能应用于航空电器微小零件的制造当中, 只能够运用外国的专业技术进行专用零件制造模具的制造, 增加其精准度与规格要求, 主要制造的模具有多工位模具和连续模具两种。一般来说, 航空电器微小零件的模具的精度都保持在微米级别, CAD与CAM技术是进行高精准度模具加工的主要现代化技术。我国现有的冲压设备, 在精度上不能满足航空电器微小零件的制造, 在结构上也不是十分适合。比如说利用现有的冲压设备进行微小零件的制造之时, 其模具的高度不能够进行调节, 进行冲压时微小的模具的与导套相分离, 不利于精度的保持。

从塑压模的角度来说, 这样的问题也在大量存在的。这主要是因为我国航空电器当中运用的塑压模的规格小并且结构十分复杂, 其产品不允许有飞边存在, 质量只有2到3g不等。所以说, 这就加大了零件制造对于模具的精度与型腔的要求, 对于粗糙度来说也是一样。正如我们所知, 要进行这样高精度与高粗糙度的模具要运用高新超精密的加工方法, 除此之外, 一些特殊的加工方法也是必不可少的。

2 机械加工多

在航空电器微小零件的加工当中, 一些细长比大的零件用一般的加工设备与机器是很难完成的。比如说航空电器当中的轴类零件与冲压模当中的孔类冲头等等, 机械法很难进行其加工制造。特殊的加工方法如电火花与线切割等, 也不能满足这类零件的加工与制造要求。所以, 要想达到航空电器当中微小零件的准确加工, 就必须要采用特殊的加工方法。微小的孔与异形孔的加工, 利用电火花技术是最为觉的, 但是加工精度高规格小的零件对于电极来说一直存在困难。而金属线放电磨削法可以很好地解决这一问题, 大大提高零件的加工精准度, 并可以加工与制造多种开关的微小零件。另外, 零件的放电加工与工具成形加工是在同一个机床上进行的, 这就使得工具的调换与松紧对于其偏心的误差影响较小, 因此提高加工制造的精准度。在国外, 规格在7.8微米的零件孔已经可以进行成功制造, 这样就完全可以达到航空电器微小零件的加工与制造要求。其次, WEDG技术制造的加工冲模所用的冲头与电极, 将此电极运用在冲模的制造当中。运用这样的方法加工与制造的冲模与冲头在间隙上可以达到航空电器的标准。

除了航空电器微小零件的制造之外, 其合格检测也是一个重要的程序。传统的检测方法根本不能满足航空电器微小零件的合格检测要求, 因此, 必须要加强微小零件加工过程的控制与管理。在进行航空电器微小零件的加工制造之时, 其加工设备都要被放大投影到相关的显示系统之上, 这样可以加强加工工作人员对于加工过程的监管与控制, 可以大大提高零件加工表面的精度与粗糙度, 发现问题也可以及时进行修正, 降低零件的加工与制造成本。

3 焊接程序多

在航空电器零件的加工过程当中, 会有许多焊接程序, 并且特种精细的焊接技术经常被使用。无论是什么样的设备, 在其进行装配的过程当中都会涉及到焊接程序。当然, 航空电器微小零件的焊接是传统的焊接技术不能满足的, 因为航空电器的微小零件有其自身的特殊性。一般来说, 航空电器微小零件的质量轻、精度高、规格小、触点薄, 所以进行焊接工作的空间很小, 触点的定位也不容易, 加之被焊接的物体刚度较小, 很容易在焊接的过程当中出现变形等意外情况。另外, 在进行玻璃封接绝缘子离焊缝时, 传统的焊接技术所需温度较高, 很容易使绝缘子出现裂缝, 也可能发生泄漏。激光焊接与电子束、离子焊接都是较好的选择。

航空电器微小零件的种类偏多, 所以零件的规格与精度要求数量也多, 材料与成品中的一部分需要自己制造。这些现象大多会出现在一些特殊材料的零件之上, 比如金基异型材料的焊接需要利用真空扩散焊, 触点需要工作人员自己去制造。

4 小结

航空航天业的发展, 使得我国的航空电器微小零件的加技术面临一些新的挑战。本文对我国航空电器微小零件加工的几点特点进行了总结与阐述。希望广大航空人, 有意地提高自己的专业技术水平, 大大改善我国的航空电器微小零件加工现状, 加强对外合作, 引进外国先进的生产技术与管理经验, 促进我国航空业的繁荣发展。

摘要：航天航空电器的制造质量对于航空航天安全有着直接的影响, 精密度高、性能指数高以及电器微小零件的规格小都是航空电器微小零件的制造技术特点。为了实现我国航空电器微小零件的安全与合格制造。本文将以分析航空电器微小零件的制造特点为题, 对其热处理、冲压成形、微细加工等多种加工与制造特点进行分析。

关键词：航空电器,微小零件,制造特点,对策分析

参考文献

[1]蒋君荣.航空零件装配后的加工[J].制造技术与机床.2012, 3 (2) :11-12.

[2]庞继有.难加工材料航空零件的高效加工策略[J].工具技术.2009, 4 (6) :22-23.

[3]雷璟宏.航空零件转包中精益生产的应用[J].城市建设理论研究 (电子版) .2012, 4 (24) :22-23.

航空制造 第9篇

航空制造企业属于军工企业,是知识密集、技术密集、资金密集的高科技企业,是国防事业的柱石,肩负着维系国家安全和带动经济发展的双重责任,是体现综合国力的重要战略性产业。航空产品具有系统化、集成化、高技术化、信息化以及投入大等特点,其研发创新需要包括航空制造企业在内的众多创新组织和单位的通力协作,因此,合作创新作为航空企业的重要战略,正日益受到重视。航空制造企业的国防特性以及国家的角色作用,直接决定着其合作创新网络和创新模式的独特性。本文将从航空制造企业合作创新的特点入手,系统分析其创新网络和模式,以期辅助航空工业决策参考。

1 航空制造企业合作创新特点

航空制造企业合作创新具有明显区别于普通企业间合作创新的典型特点:

(1)战略性。航空制造业合作创新的战略性体现在企业和国家两个层面。企业层面,合作创新是航空企业从外部获取技术创新能力和竞争优势的重要战略,借助合作创新网络的知识溢出效应,航空制造企业可以有效提升自身创新能力;国家层面,航空企业是国家必须高度重视的战略性企业,它不仅是国民经济的加速器,更是国家安全的有力保证。与航空相关的创新项目多具有国家战略意义,例如,大型飞机研制被确定为中国未来l5年内重点实施的重大专项之一,是国家级的战略工程,是国家发展的经济战略问题。

(2)强技术带动性和扩散性。航空产品处于产业链的顶端,其合作创新能够带动装备制造业、数控机床产业、电子产业、材料产业、发动机制造业等相关产业重大关键技术的群体突破,实现跨越式协同发展。日本曾作过一次对500余项技术扩散案例分析,发现60%的技术源于航空工业[1]。

(3)互补性。航空产品研制强调自主创新,但并不排斥合作创新。正如温家宝总理在大飞机研制项目上指出的一样,要坚持以我为主,积极利用全球优势资源,开展国际合作[2]。合作创新是自主创新的有效补充,MD-82/8390等项目合作对中国航空工业的发展起到了有益的帮助。

(4)多变性、不可预测性。航空产品用户单一,基本上是代表政府的军方和航空公司,具有不完全市场性质,市场机制几乎不起作用,创新需求多源于政府对国际局势、国内经济、军事技术水平等方面作出的判断与决策,创新决策波动性大,无法准确预测。

(5)高度复杂性。航空产品创新多表现为技术研发设计,它将众多学科和产业目前最新、最尖端的技术进行优化组合甚至升级,十分复杂。此外,航空产品各子系统及部件之间的相互联系十分重要,需要各子系统、各零部件高度集成、统一,任何创新产品在功能和结构的细小变动都会对各子系统的性能要求产生重大影响,各子系统也深深影响着创新产品的性能和水平,这就要求创新主体间通力协作来完成产品创新。

(6)创新形成的知识产权多为国防知识产权,具有国防性、保密性等特性[3]。航空制造业领域内的知识产权单一且归国家所有,具有公权特性。

(7)创新行为的行政指令性。航空制造企业作为国防企业,具有政治色彩和军工性质,通过合作创新研发的新技术和新产品是以维护国防安全作为创新的主要目的,创新行为带有较强的行政性,由行政指令主导,调节创新主体之间关系的主要力量是政府行政行为以及企业社会道德约束。此外,航空企业组织结构复杂,性质特殊,受国防知识产权法律约束力强,企业间协调沟通困难。

2 航空制造企业合作创新网络模型

2.1 航空制造企业合作创新网络构成要素

学者Hakansson指出网络的基本构成要素包括行为主体、活动和资源[4]。航空制造业合作创新网络正是由于航空企业等创新主体在主动或被动地参与创新的过程中,受利益驱动,形成正式或非正式的合作关系,开展创新活动,并直接导致创新资源流动、整合,最终形成创新成果。创新主体包括政府、航空企业、合作企业、大学与科研院所、中介机构和金融机构,等等。航空产品复杂,创新投入巨大,又鉴于其具有国防性质,研发经费多由国家投入,所以,政府是十分重要的网络结点和推动力量,是创新活动的主要组织者、推动者和创新政策的制定者,面对创新过程出现的矛盾、风险等问题,通过行政命令、政策激励、国防知识产权保护等多种手段,协调各结点利益关系,促进创新知识流动,保证合作创新的顺利实施。航空制造企业作为最重要的创新主体,在创新网络中处于核心或主导地位,它直接与代表国家的军方或航空公司打交道,了解这些客户的产品需求,例如:在大飞机研制中,航空企业作为研发主力军,承担了大部分的研发创新项目。参与创新合作的企业类型广泛,既有航空制造企业、地方企业,又有国际企业,这些企业既可以是技术互补的零部件供应商,也可以是航空系统的竞争对手,它们都是航空制造企业重要的合作伙伴,当然,具体哪些企业会参与到创新网络中去,需要视情况而定。比如:上世纪80年代的MD-82/8390项目合作、与美国杜鲁门公司合作改进歼-8II、与空客之间合作AE100项目、枭龙飞机研制等都是航空企业与国际企业间的合作创新不;歼10作为我国第一架完全独立拥有自主知识产权的战斗机,主要是国内航空企业间的合作创新;贵州航空工业集团和贵州铝厂合作开发新型高强度铸造铝合金是航空企业和地方企业合作创新的具体实践;而我国大飞机研制则是航空制造企业、地方企业、国际企业、大学与科研院所等多主体间的协同创新。大学和科研机构作为专门从事知识和技术创新的主要机构,是创新网络的重要结点,能提供较先进的科研创新成果和知识[5],如小鹰500通用飞机是产学研合作创新的典型[6]。相关中介服务机构是促进创新主体间知识传播、流动的重要节点,能够有效规范企业创新行为,促进创新资源的合理配置,有助于整个创新网络的构建与发展[7],它主要包括国防专利代理机构、航空学会等形式的中介组织。金融机构包括银行、保险公司和基金等社会融资机构,主要为合作创新网络提供资金支持。

2.2 航空制造企业合作创新网络模型

大量的航空产品创新实践表明,航空产品合作创新网络是以系统集成商(发动机制造商或飞机组装商)为主,以各子系统和部件供应商、科研院所为辅,以大学为技术支撑的复杂创新网络。根据航空制造企业合作创新的特点及构成要素分析,本文构建了一个三层次的合作创新网络模型,如图1所示。该模型包括核心层、支撑层和环境层三个层次,其中,外层为内层提供创新资源(包括技术知识、人才、资金和信息,等等)方面的支持。

西方发达国家的实践表明,企业间在产品开发方面的创新联盟比产学研合作具有更大优势,因此,核心层主要是由参与合作创新的企业构成,其中,核心企业是负责牵头组建创新网络的航空制造企业,主要是系统集成商,作为创新网络的主体节点,它的核心能力对网络的规模、性质以及创新能力等方面起着决定性作用。核心能力表现为对产品架构知识的完全掌握以及对子系统和零部件技术性能的准确理解,具备把许多看似不相关的子系统进行系统整合的知识和能力。围绕在航空企业周围的是具有竞争或互补关系的各类型合作企业和科研院所。一方面,处于航空产品供应链系统上的各个节点,由于技术间的互补性,会组建成垂直型创新网络,共同致力于航空产品和技术的创新,其中,由航空产品的客户(军方和航空公司)提出对创新技术或产品的需求,在创新需求达成一致后,航空产品系统集成商(核心企业)开始进行初步设计和研发任务分解,并将非关键系统和部件外包给各专业供应商进行协同创新;另一方面,由于航空产品和技术的高度复杂性,处于水平位置的竞争企业、科研院所与航空企业之间也会组建创新联盟协同进行复杂技术的创新与攻关,从而形成水平型创新网络。

支撑层主要包括政府、大学、中介机构和金融机构,作为创新网络的辅助要素向核心层提供创新所需的资金、政策、技术知识、人才、信息和咨询服务等创新资源。

航空企业合作创新网络是一个开放的系统,它总要与外部环境发生互动。与一般的合作创新不同,航空产品的合作创新会受到国内外政治以及国内经济、技术等多重因素的极大影响。首先,国内外政治环境影响对航空产品和技术的创新有着实质性影响。上世纪末,台湾海峡局势紧张,西方国家对我国实行技术封锁,而我国国内政局稳定,正是在这种情况下,具有自主知识产权的太行发动机得以创新研制成功。其次,国内经济水平也对我国航空产品的合作创新影响巨大,这主要体现在国家对创新项目的资金支持、税收优惠政策以及银行信贷政策等方面。例如,在经济增长速度缓慢、国家财力不足的20世纪中期,国家对“运十”飞机的研发投入仅6亿元人民币,只有发达国家对同类飞机研制经费的几十分之一,最终导致项目研制失败;进入2l世纪,我国经济实力大增,国家加大了对航空型号研制项目的投入,“飞豹”、“枭龙”、“秦岭”、“太行”等一批重点型号创新项目研发得以成功。再次,技术环境也直接影响合作创新的重点和方向,它主要体现在我国航空技术与国外同类技术的差异方面,如1999年我国驻南斯拉夫使馆被炸事件凸现出我国航空工业与发达国家技术水平的差距,其中,我国的航空动力技术水平比国外相差一代半,大约落后25到30年[8]。文化环境方面,航空产品合作创新需要创新团队和成员具有良好的创新文化以及献身国防精神。航空创新项目往往时间紧迫,且需要攻克的技术难题众多,勇于创新、敢冒风险的精神至关重要。市场环境方面,航空产品市场多具有垄断性特征,例如西飞和陕飞公司以运输机研制生产为主、成飞公司和沈飞公司以歼击机研制生产为主、贵航和昌飞公司以教练机研制生产为主、哈飞侧重直升机研制生产,市场的垄断特性直接决定着不同的创新网络在构成主体上的差异。法律环境为合作创新网络提供了硬性约束,如国家制订的《国防法》、《国防专利条例》和《国家保密法》等法律、法规对合作创新行为进行了规范、引导、激励和保障,良好的法律环境保证了创新者应得的收益,大大激发了航空企业创新热情。政策环境方面,政策环境是一系列政府政策的总和,包括政府的采购政策、资金投入政策、税收优惠政策、科研奖励政策等方面,这些政策在很大程度上影响航空企业合作创新网络的规模和运行质量。

3 航空制造企业合作创新模式

纵观我国航空工业成立的60年时间(19512011年),航空制造企业合作创新主要有政府指令型、政府推动型和企业主导型三种模式。

(1)政府指令型(如图2)。

这种模式曾在计划经济时期占据重要地位。1953年我国的第一个“五年计划”把航空工业列为国家重点建设项目并重点资助。当出于国防安全考虑,国家提出某项航空产品或技术创新需求时,代表国家的中央军委、国防科工委直接对其控制的航空制造企业、科研院所以及大学下发命令,促使他们联合起来组成创新网络,开展航空技术或产品的研制。

结构方面。该模式中,由政府全部出资支持创新项目,政府负责组建创新网络,并直接决定创新网络构成主体,政府占据主导地位,是真正的主体;航空制造企业、科研院所和大学等组织只是执行主体;合作企业多为国内航空制造企业,只有少量的前苏联技术援助。此外,在计划经济时代,尚没有中介机构和发达的金融机构,更谈不上在资金、信息等方面的支持。

功能方面。该模式使得我国的航空工业从无到有,快速发展,先后成功研制第一架歼5喷气式飞机、运5多用途运输机、初教6教练机,填补多项国内空白,但是,创新网络中的各个创新主体没有自由进出网络的自主权,也无法根据各自的知识产权投入或贡献进行收益划分,只能由政府决定最终的收益分配。该模式下的合作创新缺乏可持续发展所必须具备的利益调节机制、激励机制等重要机制,低效率、高浪费情况大量存在。

(2)政府推动型(如图3)。

改革开放以后,国家开始对航空工业体系进行变革,逐渐放宽对航空制造企业的控制,通过政府采购等方式来引导航空企业联合其它企业、大学和科研院所共同进行合作创新。一方面,政府通过发布宏观政策,例如“十一五”规划,有重点地引导、发展航空制造业这一高科技领域;另一方面,设立重要专项和重大工程,例如大飞机项目,或直接通过军方和航空公司的采购政策来引导航空企业的合作创新。

结构方面。由于航空产品研发费用巨大,且风险很高,如航空发动机一般的研发费用在10亿美元左右,所以,政府推动型创新项目仍由国家全额资助;此外,由于航空产品的国防性质,创新成功后其产权完全归国家所有,因此,在政府推动型合作创新模式中,政府仍处于主导地位,在网络中发挥着指挥决策、协调控制、监督管理和信息服务的重要作用,航空企业很难脱离政府独立开展型号研制方面的大型合作创新。当然,航空企业凭借其专业技术优势在网络中发挥着核心作用;合作企业类型丰富,既有航空零部件供应商,又有地方企业,甚至还有大量的国际航空制造企业。比如,大飞机项目参与者除了中航工业集团旗下的多家飞机制造企业外,还有诸如江苏彤明车灯有限公司这样的民营企业以及CFM等国际公司。此外,大学和科研院所在相关政策激励、引导下也积极参与,中介机构比如国防专利代理机构也适时地参与其中。

功能方面。针对航空工业这一特殊产业,政府推动合作创新模式在成功实现重点型号研制、关键技术攻关的同时,能够较大程度地激发各主体的创新积极性。该模式能较好地整合各类优势资源,使得创新网络能够在较低成本、较高效率状态下运行。当然,这种模式仍带有一定的强制性,很难做到创新主体间的无缝连接。

(3)航空企业主导型(如图4)。

在市场经济体制下,我国国防工业也在逐步引入市场竞争体制,允许民营企业参与国防项目的政府采购招标。迫于技术竞争压力,航空制造企业在强化自主创新的同时,也在主动加大与地方企业、国际企业间的技术合作,以加速提升自身的创新能力,因此,航空企业以利益共享为手段,采用议价合作方式积极吸引合作企业、大学和科研院所参与其倡导组建的创新网络。合作类型可以是以一个研发项目或任务为合作纽带的项目型合作,也可以是基于长远考虑,以资本运营为纽带、以合资等形式形成的战略联盟合作。

结构方面。航空企业作为创新网络的倡导者和组建者,处于核心主导地位,能够根据自身需求选择合作伙伴,并决定利益分配,当然,也要承担较多风险。合作企业、大学和科研院所作为合作伙伴,为获得创新收益,积极参与产品创新。该模式中,政府作用不再突出,只在政策支持、知识产权法律保护、基础设施供给方面发挥作用,比如,地方政府帮助建立航空工业园或产业园,实现航空企业聚集,以引导开展航空产品某一产业链的合作创新。社会中介机构和金融机构在创新中扮演着更加重要的角色,提供创新所需的信息和资金服务,有效支持创新活动开展。

功能方面。该模式可以更好地根据市场对创新技术和产品的实际需求,以合同为纽带,自愿组成合作创新网络。它较好地适应了市场竞争环境,能有效整合各类优势资源进行产品创新,迅速弥补航空制造企业在某一技术方面的不足,在提升自身创新能力的同时使合作各方获得收益。

4 启示

首先,航空制造企业的国防特性表明其合作创新存在特殊性。从国防技术的国家需求属性来看,不能单纯依靠市场拉动创新,事关国家安全、国防安全的航空产品的创新方向和创新重点的决策属于国家层面的战略决策,必须由政府加以主导。

其次,在坚持政府主导基本原则的前提下,引入市场竞争机制,大力推进军民融合创新。采用军地合作创新方式,航空企业可以整合社会优势资源,在提高自身创新能力的同时,也可加速航空技术向民用经济扩散、转移,促进地方经济发展。

再次,应深化国防知识产权制度改革,知识产权的产权结构单一模式已经无法适应航空企业合作创新体系下多元化创新主体结构要求。目前,国家是航空技术创新成果的唯一所有者,这使得以合作创新形式创造的国防知识产权一旦研发成功,就会被国家(军方)无偿占有并使用,而且可以是非合同范围内的多次无偿使用,而各创新主体更多地是承担国防知识产权创造义务,没有获取收益的权利,直接造成了利益失衡问题,合作创新组织缺乏有效的激励机制,这也使得视知识产权为生命线的地方企业不愿参与航空企业的合作创新。

最后,在保证政府主导的前提下,大规模地吸引社会资本进入航空工业的资本市场。这样既可逐渐摆脱国家单一投资的融资创新形式,又可利用富余的社会资本,弥补研发经费的不足,避免出现创新费用随国家财力变化而大幅波动的不利局面,在一定程度上解决航空企业面临的市场化体制和机制难题。

摘要：航空制造企业属于军工企业,具有国防性质,其合作创新不同于一般企业的合作创新。分析了航空制造企业合作创新特点,构建了合作创新网络模型;归纳并分析了航空制造企业合作创新的三种模式,即政府指令型、政府推动型和企业主导型;最后提出了相关政策建议。

关键词：航空制造企业,合作创新模式,网络模型

参考文献

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[2]温家宝.让中国的大飞机翱翔蓝天[N].北京:人民日报,2008-05-11(01)

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[7]程铭,李纪珍.创新网络在技术创新中的作用[J].科学学与科学技术管理,2001(8):52-54

航空制造 第10篇

一、自主创新能力的内涵与构成自主创新能力就是依靠一个国家

自身的力量 (或基本依靠自身力量) 进行创新的能力。自主创新能力是多种能力复合作用的结果, 它既包括创新主体对资源的掌握和运用能力, 也包括使创新主体资源能力得以实现的载体和外部环境所做的贡献, 既包括科技成果的创造能力即产出能力, 也包括新产品及市场品牌的培育能力。

基于以上理解本文将自主创新能力可分解成以下五个要素:研究开发能力R&D、生产制造能力、价值实现能力、组织管理能力、自主创新环境。并进一步细化分析自主创新能力构成体系:研究开发能力R&D包括研发经费投入、研发人员投入、自主创新产品率;生产制造能力包括设备水平、人员素质;价值实现能力包括市场调研能力、市场开拓能力、新产品收益能力;组织管理能力包括创新战略管理能力、创新机制建立与运作能力、创新过程管理能力;自主创新环境包括政策支持、金融支持、教育支持。

二、航空企业自主创新能力的特点

航空制造企业的自主创新能力是企业为了满足国防和航空产业发展的要求, 整合和运用内外部各种创新资源, 在实现自主创新目标的过程中所表现出来的各种能力的有机综合, 所以航空制造企业的自主创新能力应该具有以下特点:

1. 系统性。

航空制造企业的自主创新是一个复杂的系统化过程, 存在着众多各创新要素间的相互作用, 这些相互作用是非线性作用。在创新过程中必须把各类创新资源有效地组织起来, 从而使企业自主创新能力整体发挥功能。

2. 开放性。

开放性表现在航空制造企业需要根据情况, 吸收外界的能力要素来完善企业内部的能力结构, 同时要借助企业之外的创新资源要素, 以弥补企业自身创新能力的不足。

3. 内生性。

航空制造企业的自主创新能力是企业通过多年的学习、实践, 在技术创新过程中逐渐积累形成的, 没有任何企业之外的力量和过程可以替代。

4. 动态发展性。

这种运动既可以是上升过程 (自主创新能力提高) , 也可以是下降过程 (自主创新能力衰退) 。通过培养和提升, 企业自主创新能力可以得到不断加强。

三、航空制造企业自主创新能力评价指标体系

本文从航空制造企业的特征出发, 寻找出影响航空制造企业自主创新能力的关键因素, 并在国内外关于自主创新的研究基础上, 设计出航空制造企业自主创新能力评价指标体系。其中一级指标六个分别为:X信1息的获取能力、X 2研究开发能力、X3生产制造能力、X 4价值实现能力、X5组织管理能力与X 6自主创新环境。二级指标17个分别为:X11信息的搜集、X12信息的利用、X13信息的管理;X21研发经费投入、X22研发人员投入、X23自主创新产品率;X31设备水平、X32人员素质;X41市场调研能力、X42市场开拓能力、X43新产品收益能力;X51创新战略管理能力、X52创新机制建立与运作能力、X53创新过程管理能力;X61政策支持、X62金融支持、X63教育支持。三级指标32个分别为:X111相关信息搜集的种类、X112信息搜集的范围、X121信息的分析加工、X122及时向企业研发部门提供与否程度;X131信息的检索方法、X132是分散管理还是集中管理、X133被企业研发部门的利用程度;X211研发投入占企业营业个的比例、X212企业自筹经费占研发投入的比例、X213企业研发经费投入增长率、X221研发人员占企业人员的比例、X222中高级职称人员占研发人员的比例、X223创新队伍中有无科学家以及工程师、X231自主创新产品占总产品的比重;X311生产设备装备水平、X312生产设备新度、X321生产技术工人素质;X411市场调研费用投入强度、X421营销投入强度、X422营销网络覆盖率、X431新产品销售收入比重、X432新产品利润比重;X511创新的预测与评估能力、X521创新激励机制水平、X522与外界研究和合作能力、X531创新频率、X532创新成功率;X611财政资金占创新活动经费筹资额的比重、X621金融贷款占创新活动经费筹资额的比重、X631硕士占R&D人员比重、X632博士占R&D人员比重、X633院士占R&D人员比重。

四、提高航空制造企业自主创新能力的主要路径

提高航空制造企业的自主创新能力, 既要遵循自主创新的一般规律, 又要结合行业发展的现状和阶段性特点。因此要提高我国航空制造企业的自主创新能力, 必须在下述四个方面建立和完善自主创新体系。

1.“自主创新, 情报先行”。

企业的研发人员在进行研发之前只有加大技术信息搜索和查询的力度, 充分掌握信息资源, 才能把握前人已积累的经验, 获得竞争对手正在从事的有关研究情况, 避免重复研究和开发。

2. 推进自主创新方式的转变。

通过对航空院所实行“精化分立、重组整合”, 形成和巩固航空产业的核心竞争能力和比较优势, 并在此基础上增强比较优势, 逐步形成绝对优势。

3. 自主创新要与引进消化吸收相结合。

要发展中国的航空工业, 必须按国际规则办事, 不但要全力加强自主创新, 也要积极开展国际合作, 引进消化吸收国外的先进技术。

4. 加强与提高自主创新能力相适应的人才队伍建设。

航空制造 第11篇

关键词：民用航空制造业；供应链管理；特点；协调管理策略

中图分类号： F270 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-19-2

0 引言

民用航空制造业具有较高的科技含量，技术水平要求高，与其他制造产业相比具有明显的离散性生产特性，也可以简单的理解为加工准配生产方式。该类型的生产方式，始终伴随着生产资料的空间移动，工序较多，地域跨度也比较大，因此协作对民用航空制造具有重要的现实意义，供应链管理对其发展也具有重要作用。随着信息技术的不断发展，现代民航制造企业已经组织和形成了全球范围内的供应链网络，这也是当前民用航空业生产的主要方式。民用航空制造企业通过与供应商建立战略合作关系，形成紧密的供应链，将企业之间的竞争转化为供应链之间的竞争，充分发挥整体的竞争优势。因此加强民用航空制造企业供应链管理，对制造业的发展都具有重要的作用。

1 民用航空制造业供应链分析

民用航空制造业的供应链与其他制造行业相比，涉及到的内容更多，也更为的复杂，其地域跨度包含全球范围。在该供应链中，民用航空整机的生产厂家是链条的核心企业，研发、制造、销售以及服务都是依靠它来开展的，其生产供应链如图1所示。供应链利用信息技术，将各个独立的生产企业或供应商联系起来，通过信息共享，以战略合作的关系，使生产供应企业之间形成共同的利益，将分散的生产业务有序的集中起来，形成覆盖供应商到客户的生产链条。

供应链管理已经成为民用航空制造业最主要的生产方式，对多个企业进行整体管理，利用协作运营的方式，实现生产的顺利进行。民用航空企业的供应链将多个独立企业的生产计划归集在一起，通过资源共享、市场共享的方式，发挥供应链的整体竞争优势，实现企业资源的优化配置，使每个企业都获得较大的经济效益。

2 民用航空制造业供应链管理特点

民用航空制造业的供应链包含的内容比较多，链条上的节点也不是一成不变的，而正是由于链条上企业生产的分散性以及合作的实效性，使民用航空制造业供应链管理具备了以下特点：

一是自主性。供应链管理是真正意义上的“全民管理”，所有构成供应链联盟的参与者都是供应链联盟的管理者，他们分别对构成供应链上价值链的各个环节承担管理和控制职能，但没有真正意义上的集中管理者，本质上供应链管理是一种协调式管理模式。供应链联盟中各个功能实体作为独立的利益主体，其决策的出发点必然是追求自身利益的最大化，因而，各个企业实体具有很强的自主性。当然，在民用航空制造业供应链中还是有所谓的核心企业，即民航整机企业在供应链中居主导地位。

二是复杂性。供应链管理的对象不是某个组织，某一个过程，而是对供应链联盟中的物流、信息流、资金流等的综合管理，而这些过程的完成又都需要价值链上的不同功能实体参与才能完成，因此供应链管理具有高度的复杂性。从系统的角度来看，供应链本身是一个复杂的开放系统，系统内存在类型众多的对象，各个对象存在着非常复杂的相互作用和关系，因此，供应链管理具有高度的复杂性，给供应链系统的建模带来很大的困难。同时，民用航空产业的供应链还具有结构复杂的特点，其复杂性表现在两个方面：一是供需网络形态的复杂性；二是构成供应链实体的复杂性。

三是分布性。首先，供应链中各个企业实体，甚至企业内部各个部门在地理上都可能是分散的，它们之间的联系主要依赖信息网络来完成。其次，企业实体决策的自主性，同时也表明了决策权的分布性。

四是动态性，又称灵活性或柔性。随着市场机遇等因素的变化，供应链也会动态的变化，各个节点企业也会存在进进出出，各个企业实体之间的关系也会动态的发生变化。供应链往往是在竞争中合作，在解构中重组，许多不确定性因素在供应链内广泛存在。

3 民用航空制造业供应链协调管理策略

3.1 加强民用航空制造业供应链的整体性

民用航空制造业的生产方式具有较高的分散性，在其生产加工的过程中形成了全球范围内的物资移动，生产供应链包含的内容较多，并且十分的复杂，需要跨企业、跨地域的协作。因此为了保证民用航空生产制造的顺利进行，必须将供应链条看作成一个整体，并且在管理的过程中加强链条的整体性，提高链条企业上的紧密度。民用航空制造业的供应链是经济全球化的一个缩影，必须将供应链看作一个有机的整体，根据具体的管理情况，综合应用各种供应链管理模式，统一配置生产资源，有效降低生产成本，提高供应链企业的经济效益，充分发挥供应链的整体竞争优势。

3.2 促进供应链企业的信息交流和资源共享

民用航空制造业的供应链改变了企业之间的合作方式，而且建立了更加稳固的战略合作模式，将供应链条形成有机的整体。同时民用航空业供应链内部企业之间存在较大的紧密联系，并且利用信息技术进行信息交换和共享，从而实现供应链的高效运行。当前的市场环境十分的复杂，链条上的企业都处于一个动态的市场环境中，市场条件、信息资源无法预计，为了降低供应链运行风险，真正实现资源的优化配置，必须加强供应链企业之间的信息交流，并且建立信息共享机制。同时，民用航空制造业的供应链的研发、设计、物质配置等众多环节基本上都是跨地域的，对链条上企业的协作度要求较高，需要依靠信息交流和资源共享来提高供应链企业之间的配合。

3.3 实现供应链企业利益协同性要求

民用航空制造业产生的根本原因就在于企业的经济效益，同时也只有使供应链企业的利益达到协同，供应链才能得以继续。供应链系统与其他合作模式有很大的不同，是在企业共同利益的基础上发展而来，是互惠互利的。因此如果供应链企业之间的利益出现矛盾，要采用协调的方式，通过谈判、协商，共同维护双方的利益。

同时为了实现供应链的经济性要求以及价值的最大化，必须将利益协同贯穿于民航制造的全过程。从接受制造订单开始的销售到整机的全过程，通过技术转让、分包以及合作生产等众多方式，将利用延展到供应链的各个企业和节点中。并且供应链利益协同的实现是以合同和利益协调为基础的。因此增加民用航空制造业供应链管理的协调性，必须坚持企业利益协同性要求，为供应链的稳定发展提供保障。

4 结语

综上所述，随着经济全球化的不断发展，民用航空制造业建立了全球范围内的供应链，通过战略合作的方式，实现全球范围内的资源优化配置，利用供应链的整体竞争优势，降低生产成本，获得更多的经济效益。但是民用航空制造业的供应链具有复杂性、自主性以及动态性等特点，在无形中增加了供应链管理难度。因此民用航空制造企业在运行的过程中，应利用先进的管理理念，依据供应链特点，不断提高供应链协调管理强度，促进产业的不断发展。

参 考 文 献

[1] 田军，盛昌琴，王智超，等.网络环境下供应链协调管理的特征与措施[J].郑州航空工业管理学院学报，2011，29（6）：77-84.

[2] 王国顺，陈原.民用航空制造业供应链协调管理的策略研究——以波音公司为例[J].中国市场，2007（19）：84-87.

[3] 蒋阳升，陈彦如，蒲云，等.供应链关系协调管理研究[J].重庆交通学院学报，2005，24（6）：133-136.

[4] 陈原.供应链体系协调管理途径和模式研究[J].中国市场，2007（2）：83-85.

工业4.0在航空制造业的应用 第12篇

“工业4.0”是指在2011年德国的汉诺威工业博览会上提出的以实现智能生产为主要目标的第四次工业革命。德国之所以将此次改革称为“工业4.0”是为了与之前的三次工业革命作比较。第一次工业革命源于18世纪末蒸汽机的诞生,使得机械制造替代了纯手工制造;20世纪初期的第二次工业革命时代,人们利用发电机、电动机替代了原有的蒸汽机作为动力能源,大大地提高了工业的生产效率。第三次工业革命是指生产自动化,由计算机控制替代了人工控制,提高了控制速度和精度,同时减少了工人的重复劳动,工业生产效率与产品质量得到进一步提高。而“工业4.0”是指利用如今已经非常发达的网络通信技术以及数据处理能力,通过传感器以及嵌入式操作系统采集生产制造过程中的数据,并对数据进行分析处理,并将数据反馈给控制系统,最终实现对各个生产环节的快速、精准的调控,形成智能生产系统[1]。

航空制造业作为衡量国家工业发展的重要标志,是我国的战略性高科技产业,其发展程度直接影响着国家安全和国民经济的发展,因此,实现我国航空制造业的技术改革对保卫国家安全、提高人民生活水平具有重要的战略意义[2]。

“工业4.0”主要包括两方面内容,一方面是“智能工厂”,该方面主要研究利用信息技术对目前工业的生产流程进行优化改造,实现全生产线的质量监控。例如当前航空制造业在生产中出现生产和产品质量问题时,大多数只能依靠有经验的工人,对生产过程逐个进行检验得到问题所在,这种方式往往不仅费时费力,还存在问题定位不准确的缺陷;而在未来的“工业4.0”时代,每个产品从刚刚生产开始,便会获得唯一的编号,我们将对每一个生产的产品进行实时的质量监控与跟踪。另一方面是“智能生产”,该方面主要涉及整个企业的生产以及物流管理,通过市场调研、大数据分析等手段,根据市场需求动态调整生产产品与目标,从而提高资源配置效率,提高企业市场竞争力[3]。

1 工业4.0的特性

德国的“工业4.0”战略本质是通过互联网和物理信息系统实现制造业由信息化向智能化的转变,从而构建一种高度灵活的柔性生产系统,其特性主要表现在互联性、创新性、集成性以及大数据四个方面[4]。

1.1 互联性

“工业4.0”的核心内容是实现设备之间的互联。主要表现在生产设备之间、设备和产品之间、虚拟和现实之间的互联三个方面。生产设备之间的互联即利用互联网技术,将具有不同功能的单机智能设备连接在一起组成智能车间和工厂,使位于不同地域的生产线、车间、工厂、能够实时的通信从而组成一个庞大的智能生产系统;智能工厂的最终目标是实现工厂的自行运转,设备和产品之间的互联指设备和产品之间能够互相交流,设备通过读取产品的信息可以获得下一步的操作指令,使整个生产系统更加智能,最终实现智能生产;物理信息融合系统作为“工业4.0”最本质的内容,它通过将单机智能设备与互联网的连接实现网络世界和物理世界的融合,使这些智能设备具有自适应、自诊断、自修复和远程协助等功能[5]。“工业4.0”发展的最终目标是使所有的产品和设备都成为一个网络终端,实现人、设备、产品的互联,使彼此之间可以实时的实现数据的交换功能。

1.2 集成性

“工业4.0”通过物理信息系统将生产系统中的传感器、控制系统、生产设备连接在一起形成一个智能网络,从而实现工业的横向、纵向以及端到端的高度集成。

“工业4.0”纵向集成的目标就是实现工厂内部从产品设计、生产制造、物流运输以及使用维护等环节信息无缝连接,这是实现智能化生产的基础;在以前的工业生产模式中,企业一般只是追求自身内部环节的连接与协同,但是在“工业4.0”的应用过程中,要实现从企业内部信息集成向产业链信息集成的转变,使企业间的合作更加紧密。

1.3 创新性

“工业4.0”在航空制造业应用的过程就是航空制造技术不断发展创新的过程,其主要表现在技术、产品、模式创新等方面。

技术创新主要指传感器技术、嵌入式系统、人工智能技术、无线通信技术等方面的创新,为建设智能工厂奠定坚实的技术基础;产品创新即实现产品的智能化,将信息通信技术和传感器技术融入到产品中,使产品具有感知、存储、传输等功能;模式创新主要包括模式创新和组织创新两个方面,由于单机智能设备利用互联网技术可以实现自由的、动态的组合,以满足不同的制造需求,因此,未来的生产模式将实现由大批量生产向个性化定制的转变。

1.4 大数据

“工业4.0”的大数据是指智能制造设备在生产过程中会产生大量与生产相关的信息数据,需要对这些数据信息进行快速的收集、处理并反馈至生产的各个环节之中,使生产能够高效高质的运行[6]。例如,生产设备在长时间使用后会出现一定的磨损,再加上生产过程中环境、材质等因素的影响,导致生产出的产品精度下降,智能制造设备能够及时的将这些数据信息传递给智能制造设备。智能制造设备在接收到这些数据后对其进行分析、判断,并调整控制策略,以保证生产的顺利进行。大数据处理技术直接影响着生产的智能化水平,是实现智能生产的关键要素。

2 工业4.0在航空制造业的应用

“工业4.0”的核心是智能化,即利用工业互联网及相关软硬件设备与系统,建立贯通虚拟产品开发和现实制造执行的智能化工厂,以企业横向和纵向集成为产品研发和生产过程提供多维信息和总体框架,实现制造业从自动化向智能化的飞跃。“工业4.0”在航空制造业的应用主要体现在两个方面:一是建设“智能工厂”,即重点研究智能化生产系统;二是实现“智能生产”,主要涉及智能检测、人机互动以及3D等技术在工业生产过程中的应用等[7~9]。

2.1 建设智能工厂

智能工厂是指通过工业互联网将智能物理设备连接起来,使智能设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治五大功能。建设智能工厂的核心就是开发单机智能设备和实现单机智能设备的互联。

单机智能设备主要指高度集成的模块化的能进行自我控制并能独立完成某些任务的执行单元,其主要包括通信、检测、控制、存储以及执行等功能[10]。通过通信单元能够实现机器和机器之间的沟通,并能产生和存储相关的数据;检测功能单元通过传感器实时检测设备当前的状态信息并实时反馈给控制单元;控制单元根据控制规则和检测单元反馈回来的信息部署任务并将任务发送给执行单元;执行单元接收到任务后操控物理对象。

在未来航空制造业的智能工厂中,即使最小的设备也有会一定程度的内置功能。我们可以看到一些高度集成、低功耗、低成本、存储和无线传输等功能标签贴在生产设备上。智能设备之间可以通过读取彼此的标签实现信息传递功能。以航空制造业的智能化装配车间为例,当原件被送到装配车间后,智能装配机器人通过读取元件的标签可以获得其参数信息以及该器件从哪来该送往何处,进而自动的选择夹具,然后通过读取装配目标的标签信息判断该器件是否为目标需要的,最后通过读取到的标签信息自动规划路径,实现自动装配功能。据有关数据统计显示,智能化装配系统的使用使装配成本降低了30%,装配失误率降低了80%,装配周期缩短了70%,极大地提高了装配质量和效率。

建造智能工厂的核心内容是实现智能设备的互联,通过工业互联网,将工厂内智能设备连接在一起,使得不同类型和功能的智能设备连接起来组成智能车间,最终再由不同功能的智能车间互联组成智能工厂。这些单机智能设备、智能生产线、智能车间及智能工厂可以自由的、动态的组合,以满足不断变化的制造需求,形成高度柔性的生产方式,使高度快速的智能化生产成为可能。

由于智能单元配有传感器和用以识别设备身份的标签,并具有通讯功能,工厂管理人员可以通过网络可以实时监控智能设备的运行状态以及所在的位置等信息,进而实现对工厂的监控与管理。

航空制造业中智能工厂的互联网连接方式和普通的互联网不同,智能工厂利用互联网相连接的最终目的是实现人与设备以及设备与设备之间的互联,把不同的设备通过数据交换连接在一起,是工厂内部的智能设备形成一个整体,进而实现智能化生产。在这一阶段,智能工厂通过工业互联网连接在一起可以更好地协调各个车间、工厂的生产,对提高航空制造业的生产效率、降低成本具有重大的意义。

2.2 智能生产

由于航空制造业具有材料难以切削、工艺及精度要求高、过程控制及检测要求严格、多品种小批量等特点,使得航空制造业对制造过程的实时监测以及柔性化生产有着迫切的需求。

“工业4.0”在航空制造业的最终目标是实现产品的智能生产。智能生产技术是在目前自动化技术、网络技术、无线传感技术以及人工智能的基础上,通过感知、人机交互、决策、执行和反馈,实现产品设计过程、制造过程和企业管理的智能化,是信息技术和制造技术的深度融合与集成[11]。实现航空制造业的智能生产是一种目标,其最核心的部分就是实现产品生产排序自动化、生产线自动化、测试检测自动化、装配自动化等。

智能生产是一种目标,就是全面实现生产智能化。生产过程中,智能生产系统能够将智能单机设备存储的信息进行管理和分析,在无人或者较少人参与的情况下利用这些数据提高生产效率、降低成本以及增加生产的灵活性,最终实现智能生产。

以数控加工车间为例,在对飞机的零部件进行切割时,无论其设计如何精准,在实际的切割过程中如果道具或者其他设备出现问题,都会导致零部件产品的加工偏差。而在智能生产过程中,在零部件进行切割之前就能预测出能否实现准确切割,并在加工工程中实现设备的实时监测,一旦设备或产品即将出现偏差,智能检测系统能够及时的自动修复及调整设备,使之加工出来的产品满足航天工业精度要求。

航天制造业实现智能化生产还依赖于另一项重要技术:3D打印技术。3D打印技术是快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。以航天制造业的铸造车间为例,大多数情况下,即使在实时监测的生产环境中,产品的精度也无法达到100%的准确度。但是采用3D打印技术,工人只需要输入需要加工的零部件的3D模型,智能制造系统便可以立即将产品制造出来。由于3D打印技术采用增材制造(过去的车铣刨磨是减材制造),它不仅可以将产品生产出来,而且还可以在保证产品精度的前提下修补生产过程中出现的缺陷,避免浪费。

智能产品也是“工业4.0”在航空制造业应用的一个重要体现。智能工厂生产出来的半成品或者产品应该自身信息存储、自我检测、无线传输等功能。智能产品内置的存储功能可以存储产品的工艺参数、加工过程、测试结果等数据,外部设备将不再是记录产品数据的唯一手段;智能产品的自我检测功能可以实时的对自身进行检测,一旦检测到故障信号,及时的将故障内容和原因通过自身的无线传输功能传送到智能管理系统。由于航空制造业产品结构复杂,智能产品的自我检测可以大大提高检测准确度,减轻工人的工作负担。

3 技术要求

目前,“工业4.0”在航空制造业的应用还处于起步阶段,想要完成智能工厂的建设还有许多问题亟待解决。由于“工业4.0”涉及到系统工程、工业工程、软件工程等多个学科的综合运用,所以想要解决目前所面临的问题还有很长的路要走,下面总结出目前“工业4.0”在航空制造业应用中所面临的主要问题。

3.1 行业标准制定[12]

若想实现“工业4.0”在航空制造业的应用,就必须解决各生产环节的沟通以及衔接问题。目前航空制造业涉及到机械、材料、信息、自动化等多个复杂的领域,虽然在各个领域已经存在通用的既定标准,但是不同领域之间的标准需要进一步调整和制定。而行业标准的制定可以大大提高产品从一级生产到下一级的生产效率。

3.2 非接触式检测

由于航空制造业具有工艺及精度要求高的特性,因此检测技术是工业升级中所要解决的重要问题。“工业4.0”的一大特点就是实现产品的生产线实时监控,因此对质量检测也提出了更高的要求,需要达到高效率、高精度的检测。传统的接触式检测虽然在精度方面相较于非接触式检测存在一定优势,但是由于其效率远低于非接触式测量,无法满足“工业4.0”的要求。因此稳定、高效的无线检测技术是实现“工业4.0”在航空制造业应用的了基础。

3.3 工业机器人

工业机器人作为实现工业生产自动化、智能化的重要工具,在实现“工业4.0”在航空制造业应用中起着至关重要的作用。目前工业生产过程中,依旧是以工人劳动为主导,机器人只是起到辅助作用。若想用机器人逐渐替代工人进行生产对以下两个方面技术提出了很高的要求。

1)复杂装配问题。目前工业机器人已经可以在简单重复性工作(如喷漆、弧焊、电焊、堆垛等)上很好的替代工人,但是面对体积小、结构复杂的对象时,工业机器人依旧无能为力。2)柔性问题。目前工业机器人大多数均为完全刚性的,因此导致其一旦出现误差将会导致工件或者其自身遭到损坏。

3.4 自动识别技术

“工业4.0”追求物联网与服务网相融合,生产线上的产品不仅仅是单方面接受检测,还可以与生产设备相互通信,主动发送信息。智能工厂中,设备与设备之间的“交流”都是通过读取彼此的标签信息进行的,因此自动识别技术尤其是条形码和无线射频技术,是实现“工业4.0”不可缺少的部分。无线射频技术相对于条形码技术除了具有非接触性外的优势外,还可以存储温度、湿度等信息。但是由于考虑到成本的因素,目前工厂仍然在广泛应用条形码技术。因此要实现“工业4.0”在航空制造业的应用还需研究开发低成本、低功耗的无线射频技术[13]。

3.5 网络安全与可靠性问题

安全和保密问题是军工企业的产生系统的首要设计原则。一旦军工企业的互联网遭受到黑客的攻击,将对国家的安全和国民经济造成不可估量的影响。因此,要实现“工业4.0”在航空制造业的发展首先要研究可靠安全的网络技术,以妥善处理好保密安全问题。

4 结论

由于我国航空制造业目前面临着资源使用效率低,环境压力大,人力成本、运营费用高等多种问题,以智能生产为核心的“工业4.0”是未来航空制造业发展的必然趋势。“工业4.0”具有资源配置效率高,对市场需求变化响应快,人力成本与物流成本低等诸多优点。但是,我国航空制造业存在基础较为贫乏,高新技术落后的情况,因此在此次变革过程中,应当发挥自己市场巨大,擅长数据分析的优势,拉动航空制造业改革,最终借助此次机会缩小与发达国家的差距,甚至实现“弯道超车”。

摘要：“工业4.0”作为近年来国内外制造业领域的研究热点,是以实现智能化生产为目标的第四次工业革命,其主要包括“智能工厂”和“智能生产”两个主题。首先阐述了了工业4.0的概念、特性,并对“工业4.0”在航空制造业的应用进行了分析,最后总结了“工业4.0”航空制造业领域应用过程中所面临的挑战。