面向航天制造企业的数字化工厂建设方案探讨.pdf

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1、M。刚。叫未来工厂面向航天制造企业的数字化工厂建设方案探讨DigitalFactoryConstructionProgramforAerospaceMa肌facturingEnterpris髂首都航天机械公司丁鹏飞周世杰王贺孙莹梁丹丁鹏飞研究员。地面支持与发射技术领域集团公司级学术和技术带头人。2011年7月任首都航天机械公司副总经理。曾主持开展多项国防基础科研重点项目及集团重大工艺项目的课题研究工作。为促进航天数字化制造技术的发展做出了突出贡献。18世纪中叶以来，人类历史上先后发生了3次工业革命，在经历了机械化、电气化、自动化之后，人类发展进人了空前繁荣的时代

2、，正在迈向第四次工业革命，即工厂智能化(SmartFactorv)。而作为工厂智能通过对数字化工厂的理解及相关关键支撑技术的分析，提出面向航天制造企业的数字化工厂构建目标及总体建设方案，规划数字化生产线建设，系统策划实施要点，对航天企业的数字化制造体系进行统筹规划，并借助数字化．信息化手段构建新型数字化精益制造体系。化实现的关键技术之一，数字化工厂是现代工业化与信息化融合的应用体现，也是实现工厂智能化的必经之路。数字化制造技术和信息技术的应用是支撑数字化工厂建设的关键。目前，以数字化协同研制、全生命周期产品数据管理、精益生产、柔性制造等为代表的先进数字化制造技术

3、在国外航空、航天、汽车等行业得到了广泛应用，取得了良好的效益。这些企业已经开始着手建立自己的数字化工厂。近年来，随着任务形势的日益严峻、产品需求的不断变化、产品质量与可靠性的不断提升，航空航天制造企业正面临新的挑战，开始越来越重视数字化工厂的建设。因此，构建数字化工厂成为支撑航天制造企业跨越式发展的必然趋势。对数字化工厂的认识1对数字化工厂的理解数字化工厂(DigitalFactory)是数字化制造技术集成应用的制造模式，是一种全新的制造能力或制造模式。数字化工厂借助信息化和数字化技术，通过集成、仿真、分析、控制等手段，为企业生产提供全面管控的整体方案；通过互联

4、网将产品、资源、过程实现有机关联，将企业要素集成，统一协调资源，综合发挥能力，形成一个新的制造模式。数字化制造是一个发展中的概念，有着十分广泛和深刻的内涵。目前，对于数字化制造的相关研究非常广泛，结合企业现状，可从以下3方面来理解。2014年第14期·航空制造技术5l(1)以制造为中心。数字制造的概念首先来源于数字控制技术与数控机床，而数控机床是支撑工厂运作的重要基础。随着数控和信息技术的发展，每一台数控设备都成为丁厂局域网上的一个节点，从而实现生产过程的自动化。(2)以设计为中心。由于计算机的发展以及计算机图形学与机械设计技术的结合，产生了计算机辅助设计(CA

5、D)系统、计算机辅助_T艺规划(CAPP)，形成了cAD／CAPP／cAM的一体化。在面向三维的设计制造协同环境下，以i维模型数据为中心，开展产品数据管理，深入开展多企业、多应用之问的协作。(3)以管理为中心。随着企业需求规划(ERP)管理平台、制造执行系统、流程管理平台等的广泛应用，企业经营管理活动中涉及的物流、信息流、资金流、工作流等数据综合集成，实现企业管理业务的集中管理与应用。2数字化工厂的组成数字化工厂建设涵盖虚拟制造、实体制造、软件平台、业务流程、基础环境、标准体系、技术体系7部分元素，如图1所示。其中，虚拟制造和实体制造是数字化工厂建设的核心，软件

6、平台是数字化_丁厂建设的信息化依托，业务流程、标准体系、技术体系为数字化工厂建设提供技术研发、1二作模式、系统运行方面的支撑，基础环境为数字化]二厂的运行提供基础应用保障。3数字化工厂具备的特征数字化工厂是现代数字化制造技术与信息化技术相结合的产物，具有鲜明的特征。数字化工厂要融合“异地化、敏捷化、网络化、虚拟化、绿色化、物联化、智能化”的先进制造理念和技术，形成产品快速研制及批生产能力，具体特征体现在：(1)具备数字化一T=艺设计能力，通过虚拟试验验证，减少实物验证，缩短研制周期，降低研制成本；(2)具备精益生产管控能力，包括计划调度、制造资源、物流、供应链、

7、质量等信息的有序管理；(3)具备精密化、高速化和高效化的生产装备和稳定的工艺技术，形成数字化快速执行能力；(4)具有快速组织生产、柔性制造和灵活应变的能力，即快速响应能力来应对产品“多品种、小批量、更新快、个性化”的特点，缩短产品研制周期，满足批量生产，形成研发及T业化制造能力；(5)将产品数字化模型贯穿于设计、制造、装配、试验、生产管理、质量控制、物资供应、售后服务全过程，实现三维数字化研制目标，形成包含设计EBOM、工艺PBOM和制造图1数字化工厂元素52航审制造技术·2014年第14期MBOM的基于模型的企业(MBE)能力体系，建成MBE企业：(6)具备大

8、数据管理能力，可解决生产