智能制造技術(shù)在航空附件制造中的創(chuàng)新應(yīng)用研究

摘要：概述了智能制造技術(shù)在航空附件制造中的應(yīng)用。研究了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)，分析了航空附件的分類和功能及行業(yè)特性，提出了基于動(dòng)態(tài)加工特征的航空附件智能加工系統(tǒng)框架，并通過實(shí)例展示了其應(yīng)用效果。研究表明，智能制造技術(shù)顯著提高了航空附件的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，為航空工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了重要支持。

關(guān)鍵詞：智能制造""航空附件""創(chuàng)新應(yīng)用""智能加工系統(tǒng)

Innovative"Application"of"Intelligent"Manufacturing"Technology"in"Aviation"Accessory"Manufacturing

LIU"Xudong

Qing'an"Group"Co.，"Ltd.，"Xi'an，"Shaanxi"Province，"710077"China

Abstract："This"article"provides"an"overview"of"the"application"of"intelligent"manufacturing"technology"in"the"manufacturing"of"aviation"accessories."It"studies"key"technologies"such"as"Internet"of"Things"technology，"big"data"and"cloud"computing，"artificial"intelligence，"analyzes"the"classification，"functions，"and"industry"characteristics"of"aviation"accessories，"proposes"an"intelligent"machining"system"framework"for"aviation"accessories"based"on"dynamic"machining"features，"and"demonstrates"its"application"effect"through"examples."Research"has"shown"that"intelligent"manufacturing"technology"has"significantly"improved"the"production"quality"and"efficiency"of"aviation"accessories，"providing"important"support"fornbsp;the"digital"transformation"of"the"aviation"industry.

Key"Words："Intelligent"manufacturing;"Aviation"accessories;"Innovative"applications;"Intelligent"machining"system

隨著航空工業(yè)的迅猛發(fā)展，航空附件作為飛機(jī)性能、安全性和可靠性的關(guān)鍵組成部分，其制造質(zhì)量日益受到重視。智能制造技術(shù)通過整合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化、自動(dòng)化與最優(yōu)化。這些技術(shù)為航空附件制造帶來了前所未有的變革機(jī)遇。本文旨在深入分析智能制造技術(shù)的內(nèi)涵與關(guān)鍵技術(shù)體系，并探討其在航空附件制造中的創(chuàng)新應(yīng)用。通過詳細(xì)闡述航空附件的分類、功能及其在航空工業(yè)中的重要地位，結(jié)合具體實(shí)例，展示智能制造技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究與實(shí)踐提供理論參考和技術(shù)支持。

1""智能制造技術(shù)基礎(chǔ)

1.1智能制造技術(shù)定義與內(nèi)涵

1989"年，Kusiak"首次定義了"\"智能制造系統(tǒng)"\"一詞，他將智能制造稱為"\"批量生產(chǎn)\"，\"集成了基于知識(shí)的工程、制造軟件系統(tǒng)和機(jī)器人控制，將生產(chǎn)工人的技能和專業(yè)知識(shí)模型化，使智能機(jī)器能夠自主地進(jìn)行小批量生產(chǎn)\"。智能制造用來描述主要側(cè)重于制造和生產(chǎn)過程的工程技術(shù)。最初的智能制造概念強(qiáng)調(diào)智能制造是由智能機(jī)器和人類專家組成的一體化智能人機(jī)系統(tǒng)[1]。""""聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織將智能制造定義為"2030"年前后一種可能的制造方法，是一套涉及企業(yè)、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施和人員的實(shí)踐活動(dòng)。在這一定義中，\"企業(yè)"\"位于4個(gè)維度的首位，強(qiáng)調(diào)智能制造的最終目標(biāo)是持續(xù)優(yōu)化，智能制造與企業(yè)有關(guān)，智能必須與優(yōu)化齊頭并進(jìn)，優(yōu)化本身就是目的。

1.2"關(guān)鍵技術(shù)分析

1.2.1"物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)""""物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過使用各種具有特定感知、計(jì)算、執(zhí)行和通信能力的設(shè)備收集物理世界的相關(guān)信息，并通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)收集的信息進(jìn)行傳輸、協(xié)作和處理，從而實(shí)現(xiàn)人與物之間信息連接和交互的網(wǎng)絡(luò)[2]。物聯(lián)網(wǎng)有三大特點(diǎn)。一是端到端的感知。物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、電子射頻識(shí)別（Radio"Frequency"Identification，RFID）標(biāo)簽、二維碼、攝像頭等，可以隨時(shí)隨地從物理世界中提取各種信息，包括用戶的位置、環(huán)境、個(gè)人喜好、身體狀態(tài)、等。二是智能處理。物聯(lián)網(wǎng)利用云計(jì)算、模糊認(rèn)知等智能計(jì)算技術(shù)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信息進(jìn)行及時(shí)分析和處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物的智能控制。三是可靠傳遞?。通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⑽矬w的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞給用戶。

1.2.2"大數(shù)據(jù)與云計(jì)算

大數(shù)據(jù)技術(shù)在航空附件制造中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。航空附件制造過程會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，涵蓋設(shè)計(jì)圖紙、工藝參數(shù)、生產(chǎn)過程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果等多方面。這些數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著豐富的信息，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行深入挖掘與分析。

云計(jì)算平臺(tái)能夠根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求靈活提供所需的計(jì)算能力，企業(yè)無需自行投資建設(shè)昂貴的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，降低了硬件成本與維護(hù)成本。云計(jì)算的分布式存儲(chǔ)架構(gòu)確保了數(shù)據(jù)的高可靠性與高可用性，企業(yè)可以隨時(shí)隨地訪問與管理存儲(chǔ)在云端的數(shù)據(jù)，方便數(shù)據(jù)共享與協(xié)同工作。

1.2.3"人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)

在人工智能發(fā)展史上，機(jī)器學(xué)習(xí)經(jīng)歷了淺層學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)的過程。淺層學(xué)習(xí)是指利用人工經(jīng)驗(yàn)和特征轉(zhuǎn)換建立預(yù)測(cè)模型，提取特征并獲得預(yù)測(cè)結(jié)果。這一過程不涉及特征調(diào)查，更接近于開發(fā)人員在收集和處理數(shù)據(jù)時(shí)的研發(fā)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的操作流程、學(xué)習(xí)對(duì)象和功能提供工具，因此，淺層學(xué)習(xí)只能從經(jīng)驗(yàn)工作的思路中衍生出來"[3]。

2"航空附件的分類與功能

3"智能技術(shù)在航空附件制造中的創(chuàng)新應(yīng)用

3.1"航空附件制造智能系統(tǒng)框架

利用組件應(yīng)用架構(gòu)（Component"Application"Architecture，CAA）和VS2005TM開發(fā)工具開發(fā)了基于動(dòng)態(tài)加工特征的航空結(jié)構(gòu)件智能加工系統(tǒng)。

航空附件制造智能系統(tǒng)框架以數(shù)字化模型為核心，集成了多個(gè)關(guān)鍵子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造的全流程數(shù)字化管理。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product"Data"Management，PDM）系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)管理中樞，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)等進(jìn)行統(tǒng)一管理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與完整性。三維工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)基于產(chǎn)品的三維模型開展工藝規(guī)劃，生成詳細(xì)工藝文件，指導(dǎo)生產(chǎn)操作。裝配仿真系統(tǒng)利用先進(jìn)軟件工具對(duì)裝配過程進(jìn)行全面模擬，優(yōu)化裝配工藝。ERP/MES"系統(tǒng)則負(fù)責(zé)生產(chǎn)資源管理、生產(chǎn)計(jì)劃制訂與執(zhí)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源的有效整合與生產(chǎn)過程的精細(xì)化管理。各子系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)有序流轉(zhuǎn)，形成一個(gè)閉環(huán)的智能制造體系[4]。

工藝規(guī)劃模塊具有強(qiáng)大的功能，可以實(shí)現(xiàn)工藝過程的智能規(guī)劃。它能夠根據(jù)航空附件的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)資源狀況，自動(dòng)生成初步工藝方案。裝配仿真模塊在航空附件制造中發(fā)揮著重要作用。以航空環(huán)境控制附件中的空調(diào)系統(tǒng)為例，其包含眾多零部件，裝配關(guān)系復(fù)雜。裝配仿真模塊通過裝配順序仿真，能夠提前規(guī)劃出最佳裝配順序，避免零部件之間的裝配干涉[5]。

3.2"開發(fā)實(shí)例

本文以某民用飛機(jī)的典型結(jié)構(gòu)件為例，說明系統(tǒng)的功能和工作流程。該零件為單面加工的結(jié)構(gòu)件，材料為鋁合金，尺寸為"2"788"mm×990"mm×50"mm，特點(diǎn)是邊槽最薄處為"1.9"mm，型芯最薄處為"1.4"mm，尺寸公差±0.15"mm，輪廓公差0.35"mm，位置±0.10"mm。在上述流程的規(guī)劃階段，首先讀入零件的三維數(shù)字模型，然后由識(shí)別代理執(zhí)行識(shí)別，并以"XML"文件的形式輸出識(shí)別結(jié)果，初步流程規(guī)劃器接收來自詳細(xì)流程規(guī)劃器的反饋。

詳細(xì)工藝規(guī)劃代理通過機(jī)床決策代理、刀具決策代理和切削參數(shù)選擇代理讀取之前的工藝規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行通信，并將工件的相關(guān)信息發(fā)送給相應(yīng)的代理。各代理根據(jù)協(xié)商機(jī)構(gòu)的特征信息，確定各工序的機(jī)床、各步驟的刀具和各加工操作的切削參數(shù)，決策后進(jìn)行反饋。在生產(chǎn)資源和切削參數(shù)確定后，創(chuàng)建刀具路徑，并對(duì)刀具路徑進(jìn)行檢查。詳細(xì)工藝規(guī)劃人員可以改變工藝規(guī)劃的結(jié)果，如調(diào)整加工順序，也可以對(duì)原工藝規(guī)劃提出修改建議。

4"結(jié)語

本文全面分析了智能制造技術(shù)在航空附件制造中的應(yīng)用和影響，展示了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)如何優(yōu)化制造流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。本文通過具體案例，充分展示了智能制造在航空附件制造過程的顯著作用，為航空工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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