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自控所航空飞控伺服作动器智能制造新模式

       液压伺服作动器作为飞行控制系统的关键执行机构,对飞机的飞行品质与飞行安全至关重要。作为机、电、液、磁高度一体化的复杂产品,其制造过程受到电磁场、流场、热场和应力、摩擦、蠕变等多物理场与多因素的综合影响,复杂程度在高端制造业中具有极高的代表性。可以说,加工精度高、装调过程复杂是其制造的最大特点,例如:在仅有十分之一头发丝直径的微小范围内,既要保证承受等同于2000多米深海处高压下的零件能灵活运动,又要保证泄漏不会增加,其制造难度可想而知。

       在如此精密的加工要求和苛刻的装调要求下,传统的加工和装调方式已很难满足未来航空武器装备对伺服作动器所提出的更高性能、更高可靠性与更低成本的要求。此外此类高精度极限制造加工和综合性能检测过程,涉及加工、检测、装配等多个环节,过程十分复杂。由于其尺寸在微米级尺度,人工已难以定量、准确控制。尤其在装调环节,目前以人工为主的装调方式由于人的单一性,很难同时做到对多个指标的最优综合,只能通过“丢车保帅”的方式进行折中,无法实现产品的最优化。如何寻找一种高效、稳定、可靠制造模式已成为一道难题。

       面对困难,自控所人勇于创新,结合自身信息化优势与制造能力,打破传统伺服作动器的制造模式,提出按“流程化—参数化—自动化—智能化”的递进发展思路,分“近—中—远”三期逐步建立面向复杂产品的智能制造技术体系与装备能力建设。

目前,以自控所导航、制导与控制(GNC)产品及制造模式为研究对象,依据集团智能制造架构及自控所智能制造总体规划,已基本形成伺服作动器智能制造示范线的总体建设方案。

       在基础建设上,一方面持续推进生产线精益化,以精益生产单元为基础,结合AOS工作推进,不断精细化制造过程,为智能制造生产线打下坚实基础。同时,针对智能制造示范线的“三哑”(哑物料、哑设施、哑工位)及虚拟制造平台等短板,快速推进设备、设施、物料、岗位的信息化、自动化改造。另外积极开展基于数字化技术的装调流程化梳理并优化、掌握了诸如伺服阀前置级调试、密封堵精密压装等关键工艺环节的参数模型,建立了制造过程从几何参数域与物理性能域的交联关系映射模型,为实现基于参数化模型的高性能制造奠定基础。

在智能制造关键、支撑技术突破上,坚持产学研结合、开放建设的思路,依托集团智能制造创新中心,与金航数码、西工大、大连理工等企业、高校组成智能制造新模式应用联合体,开展高性能伺服阀自动智能装配系统、复杂壳体精密液压组件自动装配系统等关键智能设备的研制,以及基于模型的虚拟制造过程仿真、现场实时信息感知与制造资源动态调度等支撑技术及公用技术研究等。

       当前,中航工业自控所作为首批通过工信部两化融合贯标评定的院所和信息化推进先进单位,已基本建立起基于MBSE的伺服系统研发体系,形成基础生产运行平台与数据库,实现了PIMS/MES/TDM等多个制造信息系统的无缝集成,打造良好的信息化基础。

在航空武器装备高性能高可靠产品需求、对标国际先进航空产品企业、推进《中国制造2025》这三驾马车的带动下,依托信息化优势和优秀的伺服作动器研发团队,自控所在“十三五”期间将继续开拓创新,致力于走好飞控伺服作动器智能制造的新模式应用之路。

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