酷似增强现实游戏！原来这就是打造国产大飞机的智慧车间

新华社上海5月10日电(记者 贾远琨)戴着AR眼镜操控虚拟电子屏幕、端着相机给零件进行立体扫描……这场景好像在进行一次增强现实的游戏,但事实上他们是在制造、检测飞机零件。

物联网、AR、云计算,你能想到的时下炙手可热的技术都在这个车间有所应用。智慧车间造飞机,靠谱吗?机器人来了,人去干什么?智能改造将通向何方?“中国网事”记者独家揭秘为国产飞机生产加工零部件的智慧数控车间。

智慧车间造飞机,靠谱吗?

走进上海飞机制造有限公司的智慧数控车间,最忙碌的是一条无人零件生产线。数控机床、运载机器人、AGV小车,甚至是物料架和托台,所有设备都植入了一根“神经”,实现设备之间的信息交互。

数控机床将零件加工好,运载机器人便接收到信息前去取件,自动“唤醒”水箱对零件进行超声波清洗,随后放置在托架上,由AGV小车运出车间。整个过程实现无人化作业。

上海飞机制造有限公司数控机加车间党支部书记许江炜说:“操作工人从线性工作中解放出来,从一身油污到一身清爽,工作效率也大大提高。”

自动化生产线在汽车等装备制造行业早已有大规模应用,这个智能生产线有什么特别?

尽管一架飞机上有几十万个零部件,但零部件的种类繁杂,很多零部件用量不大,但加工难度大。

许江炜拿起一个造型不规则的零件告诉记者,这个叫作“角片”的零部件用于飞机的平尾,一架飞机上仅用1片,每月生产30片左右,因为需求量小,采用类似于汽车制造的自动化流水线模式,生产成本太高。要满足飞机制造的精度高、数量少的特殊需要,只能采取个性化定制的柔性智能生产模式。

这一生产模式简单地说,就是工艺员“打样”,机器“复制”。由工艺员按照设计要求,打造出第一件符合要求的零件,以数据导入的方式让这一零件的加工、检测要求进入生产管理系统,后面就由机器人根据生产系统指令进行同一标准的小批量自动化零件生产。

“在智能数控车间,只要确保机床刀具的尺寸是对的,就不用担心它出现偏差,减少了人为因素导致的误差和干扰。” 2010年进入上海飞机制造有限公司的高级铣工陈海明说。

机器人来了,人去干什么?

在产品检测区域,一个装有十几只“眼睛”的机器人正在对一个零部件进行全方位扫描,机器人拍摄下的零部件图像直接输入电脑,与电脑中的设计图纸进行比对,就可看出这一零件的制造是否符合设计要求。过去两三个小时才能完成的检测项目现在两三分钟就完成了。

机器这么“聪明”,是不是就不再需要工人了?

其实,在这个智慧车间,除了生产流水线,还有一条隐性“流”,即信息流,整个车间的运行信息汇总到实时监控平台,使车间“透明化”,所有信息汇总给操控人员,人的作用就可以更好地发挥。

比如,植入“神经”的加工设备工作情况怎么样,如何检查?一位工作人员带着AR 眼镜,手指在空中点动,这是工作人员在实时监控设备运行情况。运用AR技术,眼镜投射出的电子屏幕能够反映设备的工作状态、历史数据、设计图纸,你需要什么资料,就直接用手点击虚拟的屏幕调取,省去了在电脑上反复调取资料、数据比对的麻烦。“在这里工作,充满了科技感,很酷!”操作人员介绍起来兴趣盎然。

“车间的智能化改造不是让机器替代人,而是对人提出了更高的要求。现在我们的工艺员既要懂设计,又要懂生产,还要懂质检,才能保证整个系统的安全运行。”上海飞机制造有限公司科技管理部部长汪顺利说。

有了智能装备,传统技艺是不是就不需要了?令人意想不到的是,30多年未出过一个次品的全国劳模胡双钱就在这个车间。“我们从劳模身上学习的不仅是精神,还有他的操作经验,我们要做的事情是将这些经验数据化、结构化,更便于技术的传承和提升。”许江炜说。

是试验田,也是孵化器,智能改造还在继续

整个数控车间的员工有300多人,35岁以下的占90%,“90后”占50%。时代变了,生产模式必须要变。

除了已经进行智能化改造的机械加工车间外,飞机制造的部装、工装、总装车间的智能化改造是未来的方向。

自2017年9月,上海飞机制造有限公司决定对加工车间进行智能改造至今,800毫米以内的零件生产已经实现了智能生产,下一个目标是实现800毫米以上零件的智能化制造。

“我们已实现小批量、多品种、多工序的混线生产,下一步将向单件流、完全个性化定制的方向努力,也就是说未来任何零件都可以个性化定制,只生产一件也不至于抬高成本,不受批量化生产的限制。”许江炜说。

难点不在于做不到,而在于想不到。智慧数控车间是一块试验田,也是一个孵化器,未来智能化改造还将向绿色、节能、环保、互联网化发展。

比如,数控机床作业需要冷却液,现在是通过加注的方式更换冷却液,未来通过智能化改造可以实现冷却液的循环利用,降低成本,保护环境。

又如,飞机零部件造型复杂,一般成品只占到原始物料的三分之一,实际上,三分之二的物料被削掉了,通过智能化设计,将废弃掉的铝屑直接回收压制,降低废料处理的物流成本。

再如,移动互联网时代,智能车间的信息系统可以与每个员工的手机链接,让员工上班的路上就可以通过手机看到自己当天的生产任务、设计图纸、生产难点。

通过智能化改造,寻找效率更高、可靠率更高、成本更低的生产模式,我国的飞机制造业正在不断探索升级中。