沈盼捷

　　。可以说，传统的工具、设备延伸了人的四肢能力，智能制造技术则拓展了人的大脑能力。
　　制造系统已经从机械化、自动化发展到数字化，未来将向智能化方向发展，这也是走向未来工厂的必经之路。未来工厂，通过数字化与自动化融合、网络化连通和智能化处理，实现整个制造系统数字量贯通的集成运行，而支撑未来工厂的核心便是智能制造。
　　制造过程数字化与自动化的融合
　　我国航空产品研制已经进入数字化时代，数字模型、协同化研制、数字化制造已经成为新产品研制的基本模式。全三维模型已经在新型航空产品研制中普遍使用，数字化模型发放替代了传统的设计图发放模式，制造过程以数字化模型为唯一数据源，进行机械加工、钣金成形、复材构件生产、连接装配等工艺活动，制造过程进入数字量协调时代；数字化的装备成为各个工艺环节不可或缺的基础资源，复杂形状零部件制造的工艺活动已经由传统的手工操作变成程序控制执行，这种数字化执行手段为实现航空产品智能制造奠定了基础。
　　（1）加工过程的数字化与自动化融合。一般的数字化加工过程是根据设计模型和工艺要求确定加工工艺及程序，基于空间和时间的确定性关系来完成产品制造，加工状态是依靠人员监控、事后检测来确认的，难以实时掌握加工过程中工况变化并及时调整，导致航空产品零部件质量一致性不稳定、表面质量状态波动大。未来的制造过程将形成一种实时优化调控模式，制造过程中增加对加工过程、时变工况的在线监测，利用智能化技术对获取的加工过程状态信息进行实时分析、评估和决策，实现对加工过程的自主学习和决策控制；通过自主学习形成工艺知识库，支持工艺设计与程序设计过程，实现工件加工工艺的自主决策设计和优化。图3为自适应加工组成示例（其中，实线框为自适应加工运行流程），在计算机及控制系统支持下，这一过程将是基于知识的自动化操作。
　　
　　
　　图3  自适应加工系统组成示例

        （2）加工设备的数字化与自动化融合。目前的数控装备是按确定的空间关系和程序逻辑来运转的，随着数控系统计算处理能力的不断提升和功能部件的不断发展完善，数控装备的加工效率、稳定性、灵活性、信息处理能力都有了极大的提高，基于工况的自主处理能力日趋增强。航空制造领域的未来设备及制造单元将具有较完备的数字化与自动化深入融合的智能处理能力，图4为具有智能处理能力的装备模型。智能装备主要包括智能机床、智能机器人、智能控制装置及系统、智能物流系统、传感识别及信息采集装置等，能够对制造过程中运动、功率、扭矩、能量、信息等状态进行实时监测和收集，形成设备运行状态的数字化表达，并实现基于规则的自主决策与自适应控制。
　　
　　
　　图4  智能装备模型

        在未来工厂中，除上述加工过程、加工设备2个层次实现数字化与自动化深度融合外，运行调度、制造资源、质量控制等层面也都将在数字化与自动化深度融合的前提下实现高效运转，提升未来工厂的快速响应、敏捷制造能力。
　　制造过程的网络化连通和智能处理
　　自数控机床诞生之日起，以数控设备为中心的制造过程网络化连通就不断在发展和完善，这种网络化连通主要是直接数控（Direct Numerical Control，DNC，基于独立通信线路，零件加工程序在计算机上处理，通过传输接口把数控程序加载到数控装置直接驱动机床加工，一台计算机可控制多台数控机床）、分布式数控（Distributed Numerical Control，DNC，基于网络，形成系统支持层、分布处理层、信息集成层等递阶层次的网络化结构，对加工任务、数控设备和数据实现统一管理和动态分配）