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大国战略：发展航空智能制造，推动工业升级转型

2017/4/21 10:21:19 人评论次浏览来源：航空制造网分类：机械

随着科学技术的不断发展，新一轮产业革命和工业变革蓄势待发，世界各国围绕着抢占新一轮工业竞争制高点、提高国家竞争产业新趋势的竞争逐趋激烈。西方发达国家和我国周边地区国家纷纷制定制造业发展规划，如美国“重振制造业战略”、“德国工业4.0"、“英国制造2050"、“新工业法国”、韩国“未来增长动力计划”“印度制造”等，拉开了全球新一轮工业革命浪潮的序幕。“中国制造2025”腾势而出，制造强国再次成为全球谈论的重点话题，中国迈向“制造强国”的发展步伐已徐徐迈进。

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；

第一阶段，到2025年，综合指数接近德国、日本实现工业化时的制造强国水平，基本实现工业化，中国制造业迈入制造强国行列，进入世界制造业强国第二方阵。在创新能力、全员劳动生产率、两化融合、绿色发展等方面迈上新台阶，形成一批具有较强国际竞争力的跨国公司和产业集群，在全球产业分工和价值链中的地位明显提升。

第二阶段，到2035年，综合指数达到世界制造业强国第二方阵前列国家的水平，成为名副其实的制造强国。在创新驱动方面取得明显进展，优势行业形成全球创新引领能力，制造业整体竞争力显著增强。

第三阶段，到2045年，乃至建国一百周年时，综合指数率略高于第二方阵国家的水平，进入世界制造业强国第一方阵，成为具有全球引领影响力的制造强国。制造业主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，建成全球领先的技术体系和产业体系。

新一轮产业竞争的制高点是强调信息技术和制造技术的深度融合，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。智能制造主要包括三个方面：传感器、软件和大数据。

智能制造是以动态感知、实时分析、自主决策、精准执行为特征的系统过程，系统可以是企业、车间、设备、加工过程等、也可以是一个复杂的组织体或复杂的系统工程。

而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。航空智能制造是引领智能制造工业化发展的重要产业，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。

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”。

我国的航空工业相对世界先进国家还是比较落后的，十几年前走进中航工业的一些生产制造车间，里面的生产方式有很多还像手工作坊一样，生产工艺及其的落后。我国要想实现制造业的三步走，必须大力发展航空制造业，在航空制造业中实现智能制造，然后带动整体制造业向着智能化方向发展。

德国人工智能研究中心提出了“工业4. 0”的三大范例—智能产品、智能机床、增强的操作员;GE公司提出了工业互联网的三大范例—智能设备、先进分析、与人的连接。这些范例构成了航空智能制造的基础范例，这也是我国接下来要发展的方向。

而发展工业互联网则是关键。工业互联网正通过工业物联网而向航空制造中渗透，它可以在飞机装配中将测量装置、铆接装置和上紧装置等智能设备无线连接到中央控制台以及工厂数据库，通过定位信息自动部署任务程序，通过位置和测量数据的实时分析与操作控制确保作业质量。

加工与装配环节是航空制造的核心，航空智能制造的三大典型范例包括:基于大数据的自适应加工、精益为导向的自主化装配、以人为本的智能人工增强。

1、基于大数据的自适应加工

基于大数据的自适应加工进一步使得集成了传感器的增强机床成为智能机床。机床通过面向对象的标准，由CNC系统直接读取CAD/CAM数据，根据包含了零件几何形状、刀具路径生成、刀具选择等信息的“超级模型”自动生成NC代码。这一过程中，CAD/CAM/CNC/CMM之间无缝连接，从而实现动态工艺规划。

2、精益为导向的自主化装配

精益化导向的自主化装配不是简单的利用刚性编程的机器人、AGV，而是在先进测量、物联网、可移动技术的支撑下充分体现精益制造理念，实现这些设备的自主决策。波音“网络不沙可重构/自主装配”概念中，装配车间集成了无线通信系统、运动控制系统和智能动力单元，各类机器人可以动态感知制造环境并分析任务情况，机与机之间实现自主配合。