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航空智能制造:智能工艺设计与执行无缝集成

[  发布者:华体会体育电竞   |  来源:华体会电竞官网  |  时间:2022-08-17 06:01:32  |  

  航空智能制造可理解为智能工艺设计与智能工艺执行的无缝集成。智能工艺设计包含两个方面内容,一是工艺设计流程显性化、流程化和模块化;二是工艺设计活动智能化、闭环化。采用系统工程方法对工艺设计活动进行仿真验证和闭环优化,从而实现知识融入流程、知识融入设计。智能工艺执行可从两个维度进行解读。从生产线维度上讲,它形成了高度集成的数字化装配与试验生产线,以及高度集成的数字化与自动化生产线。从生产管控维度上讲,它实现了生产数据可视化、生产过程透明化、生产管控智能化,进而实现了物理世界和信息世界的闭环控制以自适应生产的变化。制造信息在工程链和信息系统之间的传递模型化、连续化和准确化,通过信息流动层面实现各层级系统之间信息共享,达到无缝集成的效果。

  由“传统的以经验为主的设计模式”向“基于建模和仿真的科学设计模式”的转变,已逐渐成为飞机工艺设计发展的必然趋势。虚拟现实技术与系统仿真方法相结合,既可以发挥仿真工具的预测能力,又能将用户置身于虚拟世界中,将人的经验融合到仿真过程中,将感受到的信息进行分析,从而更好的预知和决策。

  通过集成虚拟现实技术与工艺仿真软件,可构建多源信息融合系统仿真环境,具有沉浸性、交互性和构想性。工艺设计人员可完全沉浸到该虚拟环境中,进行工艺设计过程中的各种仿真分析活动。典型应用包括:飞机工艺数字样机的运动机构模拟、空间分析与漫游,面向制造的飞机全要素虚拟装配、面向精益制造的工艺布局与生产线仿真优化、交互式虚拟试验等。

  虚拟现实作为高级人机交互技术,提供人与智能设备/管控系统之间传递、交换信息的媒介和对话接口,充分发挥其“智能之窗”的作用。

  生产管控方面,引入VR技术构建虚拟工厂与物理工厂之间的人机交互智能接口,通过不断获取真实工厂的运行信息来驱动虚拟工厂的运行,不仅可以直观的监控到工厂内部设备运行数据、生产资料状态数据、物流系统运转数据,而且能支撑工厂内部系统运转过程中面临的生产资源调配、设备故障预警、设备运转效率、工厂经营指标等开展统计、分析、优化、决策。

  AR辅助操作方面,针对飞机制造过程中复杂、易出错的操作,引入AR技术建立智能增强的三维操作手册,可增强作业人员认知能力,进而提高操作效率,减少操作差错,节约制造成本。在飞机检验检测、线缆制造、机体表面喷涂等方面具有非常广阔的应用前景。

  培训示教方面,对飞机复杂装配操作、数字化装备的操作培训、飞机各系统试验等均具有重要的应用价值,因为和课堂教学、现场培训相比,基于虚拟现实的培训具有立体、系统、客观、可重复性的特点,可实现沉浸式操作演示、交互式操作体验和技能考核等功能,培训人员可提高感性认识和实际操作动手能力,以最少的可重复利用的物质投入,实现系统化的、全面的人员培训。

  航空工业成飞是国内较早开展虚拟现实技术应用研究的航空企业之一,建立了“人在回路”沉浸式仿真平台ISP,提高了工艺执行效率,极大减少了操作出错率。

  目前,航空工业成飞以工艺为核心、以需求为导向、以人才为根本,积极筹建沉浸式工程中心,全面开展虚拟现实在航空制造中的工程化应用研究,统一搭建虚拟现实软硬件平台,面向不同应用场景,并行开展可视化、虚拟仿真、跟踪交互等通用虚拟现实关键技术的工程化应用研究与实施,全面支撑公司建设航空智能制造工厂。

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