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航空数字化环境中的制造执行系统

文档名称:航空数字化环境中的制造执行系统
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文档大小:1034KB
上传者:123456LV
添加时间:2019/05/06
内容摘要:
新视点 新视点
接数字制造 , 洛克希德 马丁公司 世界与现实世界的数据同步。
在美国新代战机 F35 制造中提出
将精益和数字化结合起来
了 数字线 Digital thread 的概念,
理解 MES
这是国际航空制造业目前最接近 直
接数字制造 的研究进展。 所谓的 数 MES 的概念是 1990 年由美国
航空数字化环境中的制造
字线就是基于 3D 数模驱动零件制 先进制造技术研究所首先提出的, 传
造和产品装配过程, 形成了从原型设 统上般认为 MES 是上层计划管理
计直至最终产品的 不间断数字链 系统与底层工业控制之间的车间管
路 。 理系统。在数字化环境下,MES 又
执行系统
图2 紧固件安装连接数字线
数字线的核心特点就是形 肩负起了虚拟世界和现实世界的桥
成了不间断数字链路 , 这就需要 梁作用, 使得产品全生命周期管理
MES 在个高度自动化的生产现场
逆向 OML
里, 完全打通虚拟世界与现实世界的
3D 动画
数据
可视教具
数字链路。打通这数字链路的关
工作订单
金航数码科技有限责任公司 张伦彦
键在于:制造过程被数字化的工程
分步装配及
模型参数化, 固态模型用于机床编程 基于特征数
在线测量
基于特征数 3D 投影的
据库的紧固
和仿真, 基于模型定义的制造过程参
过程参数
据库的制造 工作指导
件安装灵活
在数字化设计和制造技术应用方面, 航空制造行业
工程 路线
数和关键特征可以被用于修正机床 连接控制
直走在现代制造业的最前列, 但最终落地到产品现实 编程和仿真的结果。
F35 进气道自动钻孔数字线
制造环节的应用却并不多见, 这已经成为制约数字化整
基于特征
基于特征数据
模拟
是零件加工类的数字线 。其工作 数据库的
库的工程模型 动态 BOM
体应用水平提升的关键所在。MES 作为与产品制造过程
装配
质量报告
原理图如图 1 所示, 从中可以看出:
最密切的软件, 在数字化技术走向现实制造的过程中, 必
在这条数字线上, 系统采用了基
在线间隙测量
逆向间隙数据
将遇到巨大的挑战, 也必将获得跨越式的发展机遇。
于 XML 的程序, 无缝连接了工程环
节和制造环节, 驱动 2 个机器人协同
图3 紧固件安装连接数字线的工作原理
完成进气道的自动钻孔, 在较短的时
系统使用 3D 图像和仿真的工作指
的研究课题。 鸿沟, 即虚拟世界中模拟的制造过程 间内自动完成千个钻孔动作, 同时激 Product Lifecycle Management, PLM
导书、 工程图纸和辅助教具被直接投
无法与现实制造做到百分之百的吻 光跟踪仪实时提供在线位置信息的 的领域往制造、 维护端延伸。最终形
MES 在数字化环境中的桥梁
影在零件表面, 引导工人做出装配操
合, 这是由航空产品的复杂性所决定 闭环反馈, 帮助系统及时纠正发生的 成了如图 4 所示的十字结构 。
张伦彦
作用
作, 同时系统实时测量握固长度, 实
的。 位置偏离, 保证了产品质量。 对于图 4 所示的 十字结构 , 可
高级工程师, 金航数码科技有限
现了动态自动纠错;系统通过自动
数字化制造技术在各行各业都 想要跨越这道鸿沟, 需要完成 2 图 2 是 F35 紧固件安装连接 数 以有 2 个层面的理解:
责任公司生产管理业务部副经理。主
化系统集成, 实现自动数据采集和数
有着成功的应用, 发展出来的门类 个关键动作: 1 将虚拟世界的信息, 字线的示例图, 这是产品装配类的 第个层面是从信息流的角度
要从事制造执行系统、 精益制造、 企业
信息化等方面的研究, 主持和参与了 字记录保存, 使得系统拥有了与实际
也非常多, 如 3D 打印、 加法制造、 以参数化模型的形式传递到现实世 数字线 。图 3 是其工作原理图, 从 来理解, 可以概括为: MES 的计划来
多家航空制造企业的生产管理系统建
生产相致的动态 BOM, 实现虚拟
快速原型、 分层制造等。这些制造 界; 2将现实世界的信息, 以参数 图 3 可以看出: 在这条数字线上, 自于 ERP纵向 ,MES 的内容来自
设工作。
的共同特点是基于三维设计快速、 特征的形式反馈回虚拟世界。MES 于 PLM横向 。 MES 成为产品全
工作订单
直接地制造出成品, 为此美国机械 是生产现场的管理软件, 天生注定是 生命周期过程和价值链过程的交汇
在过去 10 年里, 数字化技术在 工程师协会专门为其定义了个术 横跨这道鸿沟的桥梁:方面 MES 点, 是制造型企业实现全面数字化和
在线测量
基于特征数据
基于特征数
基于 XML
航空制造行业发展非常迅速, 已经 语: 直接数字制造 Direct Digital 需要接收设计和工艺指令去指挥生 全面信息集成的关键环节。
库的进气道自
据库的离线
的过程定
过程参数
从最初的设计领域延伸到了制造领 Manufacturing 。 产, 另外方面 MES 还拥有现实制 动钻孔系统控 第二个层面是从精益流的角度
机器人编程
义文件制
和仿真
域, 在制造领域内, 又从虚拟制造逐 直接数字制造 般见于小型、 造的大量数据, 当然这还有个重要 来理解, 可以概括为 :制造环节的精
基于特征
数据库的
步 走向 现实制 造。制 造 执行系 统 简单产品的制造, 想要直接从三维模 前提, 即 MES 必须与设计系统、 工艺 益改进需求, 推动了管理领域 纵向
质量报告
Manufacture Execution System, MES 型打印出大型、 复杂的航空产品, 还 系统、 自动化系统充分集成。 和工程领域 横向的全面精益化。
基于特征数据
是生产现场的管理软件, 与产品的现 只能停留在科学探索阶段。航空产 管理领域的精益化已经不是新概念,
库的工程模型
从数字线的角度理解 MES
实制造密切相关, 如何在数字化环境 品实现直接数字制造的最大困难 对于价值链过程而言, 制造现场的精
图1 进气道自动钻孔数字线的工作原理
中应用 MES 已经成为个非常重要 是:虚拟世界与现实制造有着巨大 数字化制造的最高境界是直 益化是核心, 企业级资源计划和物流
航空制造技术2014 年第 9 期 2014 年第 9 期航空制造技术
54 55新视点 新视点
新视点 新视点
接数字制造 , 洛克希德 马丁公司 世界与现实世界的数据同步。
接数字制造 , 洛克希德 马丁公司 世界与现实世界的数据同步。
在美国新代战机 F35 制造中提出
在美国新代战机 F35 制造中提出
将精益和数字化结合起来
将精益和数字化结合起来
了 数字线 Digital thread 的概念,
了 数字线 Digital thread 的概念,
理解 MES
理解 MES
这是国际航空制造业目前最接近 直
这是国际航空制造业目前最接近 直
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