面向航空产品制造过程的CPS基础共性技术平台研究与应用

吕瑞强，侯志霞，杜婷婷，张家谔

（中国航空制造技术研究院数字化制造航空科技重点实验室，北京 100024）

随着CAX、PDM、ERP 和MES 等信息化系统，以及先进数字化生产系统的广泛应用，我国航空制造业的技术和管理能力获得了长足发展，对降低航空研制成本、缩短研制周期和提高产品质量起到了重要作用[1]。随着数字化研制平台和数控加工中心等先进工艺装备的应用，航空产品快速响应制造能力和产品质量得到了显著提升，但是还远远不能满足日益增长的军民品型号研制需求。

航空产品具有材料品种多、形状结构复杂、多技术专业交叉等特点，造成了产品研制中质量保证难度大，存在大量返工、让步接收和产品报废等现象。在航空产品制造过程中虽然引入了数控机床等自动化装备，但执行关键步骤及环节时仍依赖高技能工人的经验[2]。例如零件的数控加工阶段，缺乏加工前的快速精确定位、加工中的自适应控制、加工后的工装快速切换，使得加工设备主轴利用率低、生产准备时间长，资源利用效率低，生产质量不稳定。在装配生产线上，大量自动化的装备还不具备对现场生产状态的感知和实时处理能力，如自动制孔的法向测调装置和位置测调补偿单元，自动对接调姿力位感控装置等，由于技术的局限导致产品装配效率低下，需要大量的人工补偿和调整。

在航空产品生产的组织方面，当前仍采用人工交互方式处理三维设计模型并开展工艺设计，加工余量分配、典型结构加工方法等受工艺人员能力影响较大。……