习近平总书记指出,“要以智能制造为主攻方向推动产业技术变革和优化升级,推动制造业产业模式和企业形态根本性转变。”智能制造是制造业实现质的有效提升和量的合理增长的有效途径,对于加快发展现代产业体系、巩固壮大实体经济具有重要意义。
数字化设备、智能化车间、前端研发数字化……近年来,星空体育(中国)官方网站各单位加快关键核心技术攻关和数字基础设施建设,积极迈出数字化转型脚步,实现提质、增效、降本的目的。本期,请跟随航小科一起,学习各单位积极探索“加快数字化转型 推进智能化建设”的举措吧!
从“智造卫星”到“智造产线”
“欢迎来到武汉卫星产业园,这里是国内首条完成建设并投入使用的小卫星智能批量化生产线……”伴随着讲解,参观者走入小卫星智能生产线,智能制造技术变得具体可感。
截至目前,航天二院空间工程总体部武汉小卫星智能生产线已经接待了300余次参观。这条生产线既展示着空间工程总体部的勃勃雄心,也潜藏着智能制造的发展密码。
武汉小卫星智能生产线
不止造星
在这条生产线上,智能制造技术贯穿产品设计、工艺、制造、监测、物流、信息化等全生命周期。从2017年建成,到2021年5月首星下线,再到2023年高质量完成批生产任务,空间工程总体部已经完成由单星生产到批量生产的蜕变。一路走来,步履坚实,但空间工程总体部的志向不止于此。
依托于小卫星智能生产线的建设、应用经验,空间工程总体部总结形成了具有航天特色的智能制造系统解决方案,可以提供产业发展的智能化服务。据此,空间工程总体部主任邹广宝说:“XINGKONG SPORT希望打造具有航天特色的智能制造系统解决方案,能够复制推广到更多领域,让更多的人享受到航天‘智’造。”
就这样,空间工程总体部以小卫星智能生产线为起点,全面铺开智能制造业务。积极承担上级单位重大项目,开展关键技术攻关与研制,并顺利交付客户应用;承担航天产品智能化生产线项目,完成设备详细设计、投产与关键设备交付,助力航天企业智能化升级;开展生产线柔性化、智能化升级改造项目,提升生产线对不同产品的兼容能力和快速投产能力,进一步提升产品智造水平。
2024年,空间工程总体部在5个月时间内中标多个生产线项目,有航天系统内的,也有其他企业的。截至目前,空间工程总体部在智能制造领域通过公开竞标形式获得合同总额累计已突破亿元,各项目正按照进度有序推进。
从智造卫星到智造产线,空间工程总体部驶入智能制造领域的高速赛道。
何以“智造”
当前,空间工程总体部紧密围绕“产品制造智能化、智能制造产业化”两大主线,统筹院内单位和院外合作伙伴资源,打造具有航天特色的智能制造能力。目前,该部已与高校、研究所、行业用户、金融机构、地方政府等单位建立了智能制造“产学研用资政”合作机制。
以新质生产力为卷,以智能制造为题,空间工程总体部之所以能够连连交出新答卷,创新是第一动力。
一方面,从卫星智能生产线到产品智能生产线,空间工程总体部不断打破藩篱,关键在于路径创新。该部聚焦用户需求,不断探索智能制造“量身定制”能力,不仅可以同步对外共享生产线产能,还可以输出智能制造解决方案,真正实现资源共享与协同。在一案例中,空间工程总体部针对用户智能制造转型升级的需求,构建了以“数字智能、人员精简、物流自动、柔性拓展、总装脉动”为特点的生产线建设方案,实现危险工序少人化、无人化,有效提升航天器产能和质量管控能力,促进航天器数智化转型升级,达到国内领先水平。
另一方面,在智能制造的赛道上,空间工程总体部“率先起跑”,并保持“领跑”,根本在于技术创新。为了打造卫星规模化生产能力,小卫星智能生产线从产品数字化研发与设计、产线柔性配置、智能仓储、在线运行监测等8个方面采取有效措施,解决了传统卫星生产中,以手工为主的作业方式难以满足高产能需求,以人力为主的装配方式难以满足高精度、高质量生产需求和以人工为主的检验记录难以满足高质量需求的三大痛点,为我国卫星规模化生产提供系统性解决方案。
在此基础上,该部持续开展技术创新活动、攻克关键技术难题,通过探索数字化、柔性化、智能化等先进技术在卫星规模化生产线中的应用模式,为后续同类型航天器产品智能生产线提供技术支持和示范。
绿色、创新、共享,空间工程总体部的智能制造实践与新质生产力的理念不谋而合,不断焕发新的生命力。
谁来“智造”
习近平总书记指出:“引进一批人才,有时就能盘活一个企业,甚至撬动一个产业”。空间工程总体部致力打造世界一流的航天产业总体部,从成立之初到现在,规模已经扩大了几番,硕士及以上学历占比高达91%。相关负责人高度重视人才:“XINGKONG SPORT在智能制造领域之所以能不断壮大、不断创新,就是因为XINGKONG SPORT在发展过程中培养了一支好队伍,这支队伍在一次次历练中走向成熟。”
目前,空间工程总体部的智能制造专业团队规模已达百余人,涵盖国家级智能制造专家、行业级专家、省市级智能制造领军人才等各层级优秀人才,覆盖机械、电气、软件、控制、材料等完整技术链条,形成了横向拓展、纵向延伸的多维度研发梯队。智能制造领域业务能力覆盖卫星整星及关键部组建总装集成测试和智能制造系统研制。
为引进更多高质量人才,空间工程总体部制定“一人一策”的精准引才策略,党委领导到人才所在地区开展工作,在智能制造领域引进具有多年从事航空航天等高端装备的智能装配与柔性制造系统研究经历的高层次人才。行业专家的加入,带来了智能制造创新创造的源头活水。在专家的带领下,团队精心打磨方案,智能制造再上新的台阶。
随着智能制造转型升级,越来越多的基础工作升级为更高质量的工作,这为劳动者和劳动生产带来了更多可能性。不在机械的工作中消磨斗志,不在简单的重复中消耗热情,越来越多的青年人才加入智能制造队伍中。
在这条卫星生产线上,人、机达成恰到好处的协同。青年占比高达80%的天目团队,仅用4个多月就高质量完成了天目一号星座04、05、06三个组批12颗正样星的总装集成测试任务,先后获得“二院感动人物”“二院青年文明号”等荣誉称号,用实力和努力展现了智能制造的品质,也让“像造汽车一样造卫星”从蓝图走向现实。
后续,空间工程总体部将继续按照新质生产力所倡导的“绿色、创新、开放、共享”路径阔步前进,积极构建国内领先的智能制造技术与产品创新平台、科技与产业转化基地、智能制造人才汇聚和培养基地,推动中国高端装备制造业发展,为制造强国贡献航天力量。(王柳君)
数字领航,地面系统产品启新篇
针对传统地面系统产品反复改型导致设计效率低,数字化设计与当前研制流程难以贯通普及等痛点,近年来,航天三院8359所积极推进数字化工作,深入开展地面系统产品MBSE研发模式应用实践:一方面,构建近千个地面系统产品需求模型、系统架构视图模型、多学科联合仿真模型,实现了80%传统技术要求、方案设计报告纸质文档的模型化替代;另一方面,形成了10余项地面系统数字化研制所内标准规范、地面分系统产品MBSE(基于模型的系统工程)研发模式研制流程规范;同时,该所形成了多样的案例成果,极大地填补了地面分系统产品在数字化前端研发的空白,为后续支撑各型产品的数字化转型及应用推进奠定了坚实基础。
集体讨论定制修改规范
定标准,规范肃门楣
制定数字化建模与仿真标准规范,是开展各型产品数字化转型工作及验收工作的基石。为此,8359所数字化小组总结制定了相关地面装备的数字化设计相关标准及规范草案,发布了该所MBSE研发模式,制定了5项地面系统产品数字样机研制、接口、模型管理等规范,发布了5项地面分系统产品MBSE研发模式、研发流程等文件,为后续产品数字化研发提供指南,确保设计人员与技术人员未来工作的一致性与可重复性,减少不必要的误解与摩擦,支撑各型地面装备的数字化转型及应用推进。
创佳绩,更上一层楼
产品是否顺利通过数字化转型决定了该技术在新领域是否顺利转化拓展。
2023年,以地面系统产品为分系统级试点项目,8359所首次尝试应用系统工程方法,基于三院自主研发的设计工具链,打造示范性技术路线,研制出首台该型地面系统产品系统数字样机1.0,构建800余个第一代MBSE模型库模型,专业技术人员技能覆盖率超过70%,形成10余项地面系统数字样机研制规范、模型接口规范、模型库管理规范、MBSE研发模式等指导性纲领文件,有力支撑2024年重点产品的数字样机研制。
该项目成功入选集团公司25个优秀数字化成果评比,数字化小组的成员们兴致高昂,夜以继日的努力总算没有白费。
做策划,谋定而后动
2024年年初,针对所内一重点产品,8359所数字化小组制定了MBSE应用推进思路、工作策划等规范性文件,对2024年MBSE标志性成果及实施步骤进行了详细策划。开年以来,8359所持续以地面系统产品为试点,探索数字样机1.0~3.0的技术路线,旨在形成一批可重复使用的有效模型资源库,满足该产品在地面系统后续改进过程中系统架构集成仿真、多学科联合仿真时可重复调用的需求,同时,向所内其他重点地面系统产品等进行数字化技术及模型移植。
强培训,要自拔其根
数字化进程的推进离不开设计师整体数字化素养的提升。该所高度重视研发人员培训,导入系统工程知识,构建基于模型的系统工程培训体系,通过线上线下相结合的方式,为职工提供丰富的数字化学习资源和实践机会。
在培训过程中,该所注重培训内容的针对性和实用性,主动邀请三院和外部专家开展系统工程方法论、MBSE工具通用大培训,并编制了4份从需求架构到仿真分析全流程的培训案例,通过交叉培训、实操打卡培训等方式,大大提高了研发设计人员对系统工程知识和设计工具的掌握程度,培训率覆盖大部分试点设计人员。
通过不断努力,8359所在数字化方面开展了多项工作,取得了令人瞩目的成绩。规范的构建、上级单位的认可、重点产品的工作策划、职工数字化思维的建立……展望未来,该所将继续深化数字化改革,不断探索创新路径,以数字化为引领,推动各型产品数字化转型及应用各项工作再上新台阶。(李竹青)
在智能制造中探索“新质生产力”
足球场大小的车间里,数控机床排列整齐,在围栏中“轰隆隆”作响,黄色智能机器人灵活地穿梭在机床之间——这就是星空体育(中国)官方网站九院红峰公司精密制造事业部的智能数控加工生产线。
近年来,红峰公司始终坚持技术创新,加快实施制造业核心竞争力提升行动,推动智能制造能力提升。前不久,一批高精度零件批量投入生产线生产,通过智能化、自动化的制造工艺,生产效率提高50%以上,产品质量合格率达99%。“这解决了批量产品长周期结构件的加工瓶颈。”该公司精密制造事业部部长付奋飞兴奋地说。
零件试切小组讨论零件试切细节
智慧产线提速
“要让产线充满智慧。”这是智能生产线建设的目标。红峰公司高级工程师、高级技师赵连海组织攻关团队,清理产线难点,根据生产节奏、零件结构及机床特性制定产线的工艺路线,让产品动起来、聪明起来。
产线的智慧程度,考验着产线上每一位师傅。为了实现各机床的高度衔接,赵连海和工艺师徐春晖、班组长王胜军组成3人零件试切小组,他们提前准备需要的工序模型、刀具,制作最简化的装夹工装,集中精力试切首件,保障第一台机床运行。他们尝试了三四次,当首件试切完成,第二台机床顺利承担下一工序时,整个产线就逐步运转起来。将人的聪明大脑移到产线上,速度自然就提上来了。
“XINGKONG SPORT将原总计58道工序内容简化为40道工序,所有工序内容实现线内闭环。”赵连海说。智慧产线利用高精度五轴加工机床进行多次翻转加工,实现多工步集中为一个工步加工,将原有成熟的生产工序再次缩短。与此同时,该产线以“巡检”为主,上一道工序能快速自动转入下一道工序,减少了周转和检验时间。
要想把产线要变“乖巧”,人就要多吃苦。为了顺利启动生产线,车间紧急调配6名操作人员进行24小时三班倒班生产。“XINGKONG SPORT今晚得将这道工序干出来,进行排产,不然只会浪费夜班人员操作的时间。”操作人员紧盯节点,都希望能走在预估生产进度的前面,后半夜困的时候,大家就吃点东西,喝点茶提提神。
工艺和操作人员紧密配合,加上智慧产线的有序运作,最终,各工序衔接顺畅,一件件零件被生产出来,秩序与金属之美交织在零件表面的纹路中,道道闪耀。
生产模式焕新
早上8点,操作工李世清将自动加工生成的零件从货架上卸下,并整齐排列,放入周转箱内,他激动地说:“自动化生产线,给XINGKONG SPORT省了不少事!”
随着智能机器人的加入,流动的智能产线实现“上料—周转—加工—换料”自动化,24小时工厂让零件从下料到成品“一键生成”,传统制造由此焕发新彩。
以往在普通机床加工时,以人工操作为主,周期长,合格率难保证。“XINGKONG SPORT与厂家合作,集智攻关,在关键的加工工序上更新数字化设备,提质增效。”付奋飞说。
自启动加工、自动化测量、零件自清洗……一个个智能程序的加入,带来不少新变化。换上新零件,机床可自启动加工,无人管理效率高。不仅如此,机床还可通过测量自动化去毛刺,实现零件自清洗,去掉90%以上多余物。“不仅智能好用,零件还更漂亮,一致性也更好了。”付奋飞说。
生产模式的焕新,也体现在大规模个性化定制和精准过程控制。在赵连海的电脑上,有一张密密麻麻的排产表,红色、绿色、蓝色的线路图标注出每个零件的产线加工路线。工艺团队提前计算零件总加工量——1个月约6000小时。这意味着,8台机床必须每天不间断运转。
“工作量最大的零件,XINGKONG SPORT先排满,再把其他零件穿插进去,保证月初投入,月底能产出。”赵连海说,零件生产方案根据生产能力的大小,同步考虑设备、人力、编程,实现生产过程简易化、模块化、高效化。
随着生产线的深入应用、生产模式的革新,近期,红峰公司大批量产品成功交付。(罗曼)