祝太福

（中航飞机股份有限公司西安飞机工业（集团）有限责任公司，西安710089）

1 先进飞机智能制造技术概述

先进飞机智能制造技术，主要是将网络技术、计算机技术、传感技术、通信技术等进行融合，利用感知、人工交互、执行等，完善产品设计过程、制造过程、管理过程等，从而提高先进飞机的智能化水平[1]。先进飞机智能制造技术，主要是对制造技术与信息技术进行研究与集成，从而促进先进飞机的发展。我国的飞机制造业发展迅速，并且已经取得了一定的成绩，但是仍然具有较大的发展空间。我国对于飞机数字化制造技术比较重视，研究力度不断加强，将实现智能标准系统作为主要研发目标。近年来，我国航空行业主要将脉动式生产作为信息管理的基础，重点对飞机智能化管理平台进行设计，对先进飞机智能制造装备集成系统进行研究，从而促进航空行业的发展。

2 先进飞机智能制造管理平台设计

2.1 先进飞机协同制造平台设计

先进飞机协同制造平台，能够满足不同类型飞机的管理需求，其能够实现飞机制造的全周期数据接收、发送、使用等管理。先进飞机协同制造平台设计，具体包括总体制造设计、项目计划管理、飞机交付监控设计等，平台设计的关键是飞机的工艺与工装设计。其中工艺设计，具体的内容是PBOM、MBOM等设计与管理。工装设计主要是工装申请、设计、制造、交付管理等。智能协同管理平台的功能，主要是对上述功能进行统一管理与权限控制，与合作单位形成协调管理模式，通过协同平台集成，实现数据信息的接收与传送，从而达到数据协同的目的。

2.2 基于MBD的三维工艺与仿真平台设计

对于先进飞机的研究，设计环节主要是利用MBD技术。MBD技术主要是利用三维模型实现设计目的，具体对三维模型进行尺寸标注、定义公差、加注信息等处理。基于MBD的三维工艺设计，需要制定三维工艺规划，确定详细设计方案，并且完善指令建设。三维MBD技术可以应用于智能化统一管理平台，能够对工艺资源进行有效管理，从而提高平台三维设计数据、工艺资源等管理效率。智能工艺管理平台，能够编制AO/AF文件，文件包含了文字形式表达结构的工艺基本信息、装配动画、三维中间模型等。先进飞机的三维仿真平台设计，主要是对软件工具集成与软件开发进行设计。软件设计环境中，需要设计统一的数据环境库，将智能生产过程的仿真信息存入到环境库中，从而形成PPR，完成制造仿真过程。

2.3 数据库智能管理系统设计

先进飞机制造工艺数据库智能管理系统设计，具体包括集成数据管理状态设计、数据生命周期设计、版本管理设计、人员数据管理设计、流程管理设计等，并且能够实现报表界面管理与操作界面管理等。数据库智能管理系统设计，主要是将主要的数据资源存放到虚拟化管理平台，利用云计算对数据进行统一管理，并对系统平台创新与大数据集成系统进行规划部署。数据库智能管理系统设计，是在现有的平台基础上，结合制造工艺数据的特征，对系统大数据的存储能力进行预测，从而确保数据库智能管理系统的可靠性与稳定性。数据库智能管理系统设计是先进飞机智能制造技术的核心与基础，加强对数据库智能管理系统设计的研究，能够提高先进飞机的智能化水平，对于我国先进飞机研究具有重要意义。

3 先进飞机智能制造装备系统组成

3.1 智能柔性支撑系统的构建

智能柔性支撑系统，是先进飞机智能制造装备系统的主要构成部分之一。软件与硬件是智能柔性支撑系统的核心构成部分，硬件主要包括多个模块化单元的装配、数控系统、数字化测量设备等，软件主要包括仿真软件、优化计算软件、测量软件等。智能柔性装配工装具体有多空式模块化组合、定位器快换类、多点真空吸盘式、行列式、分布式、转动式等。智能柔性支撑系统，主要采用三坐标数控定位系统对不同型号的先进飞机进行定位，再通过在线测量系统集成，完善系统的执行重构调整能力，从而满足多种装配配对的需求。

3.2 智能自动钻铆系统的构建

智能自动钻铆系统，是先进飞机智能制造装备系统的主要构成部分之一。智能自动钻铆系统能够在智能制造过程，通过钻铆机对产品的壁板、隔框等进行处理，通过钻铆工艺设计、工艺过程优化，在精确测量的基础上，采用基础动力学运动轨迹规划法，完成仿真、制孔、涂胶等操作，从而实现钻铆与检测的智能化。对于智能自动钻铆系统的构建，主要是建立CATTA系统数据模块，并且在CATTA软件中构建系统模型，具体包括基座、托架、工装等。对于钻铆机运动机的构建，主要是利用CATTAV5DUM的运动模型，从而模拟钻铆机运动机的模型。其能够与DEMIA软件进行结合，从而实现钻铆机的再次开发，实现钻铆机的加工仿真、运动特征分析等功能。

3.3 智能机器人系统的构建

对于智能机器人系统的构建，主要是对智能机器人的焊接系统、制孔系统、涂胶系统、喷漆系统等进行构建，从而完善智能机器人的系统功能。智能机器人的误差会影响机器人自身的性能，而智能机器人的动、静、焊接、搬运等都会产生误差。因此，要明确机器人的工作定位位置，提升机器人姿态的精度，从而防止误差的发生。为提高智能机器人的定位准确性，需要构建激光雷达、激光跟踪仪等，辅助机器人进行定位，从而提高定位的精准度。为确保智能机器人系统的性能，需要通过在线测量技术，对智能机器人的运动状态进行测量，从而提高机器人的运动精准度。智能机器人辅助飞机制造系统，主要是由末端执行器、离线编程等构成，其在线测量系统与仿真软件的集成应用，能够实现机器人的智能制造。离线编程系统是智能机器人系统制造的核心，其能够对机器人制孔、焊接、搬运等进行程序编制，从而提高智能机器人的系统性能，确保智能机器人运动的准确性。

4 结论

综上所述，本文对先进飞机智能制造装备集成系统进行深入研究，研究结果表明，先进飞机智能制造管理平台设计，主要包括先进飞机协同制造平台设计、基于MBD的三维工艺与仿真平台设计、数据库智能管理系统设计。文章从智能柔性支撑系统的构建、智能自动钻铆系统的构建、智能机器人系统的构建三方面，论述了先进飞机智能制造装备系统组成，从而为我国先进飞机研究提供参考依据。