火箭院正在建数字化工厂 一场火箭制造“革命”正在进行

发布时间 : 2017-10-25     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  厂房内,升降机刚将产品毛坯放到指定位置,运输车就已等候在旁。按照指定的路径,运输车载着产品毛坯来到机床旁,并将它放到授货台上……这一系列操作,无需人的介入。这里是位于北京南苑的典型壳段数字化生产现场,工人少了,但工作效率和质量却提高了很多。
  2012年以来,在工业4.0和中国“两化”融合的背景下,中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)启动数字化工厂建设,搭建了航天数字化工厂建设框架、建立了“两化”融合管理体系、逐步完善了信息化管理平台。目前,火箭研制在自动化生产线、数字化车间、数字化制造技术研究等方面已取得多项成果。

 
数字化生产线产能翻番

 
  火箭院所属的首都航天机械公司负责我国大部分长征火箭的制造与装配,该公司工艺技术人员介绍,数字化工厂并非传统意义上的实体工厂,而是拥有全新的制造能力和制造模式,是两化深度融合的体现。它借助信息化和数字化技术,通过集成、仿真、分析、控制等信息手段,为企业生产提供全面管控的整体方案;通过互联网将产品、资源、过程有机关联,统一协调资源,综合发挥能力,实现制造模式的转变。
  为了提升制造能力、实现制造模式转型,该公司近年来一直积极探索和实践数字化工厂建设。
  在该公司建成的典型壳段数字化生产现场,像物料仓储管理、配送等以前必须由人来完成的工作,现在都可以通过生产管理系统、产品编码管理系统等信息化工具自动完成,不仅解放了人力,而且提高了生产效率。现在,该生产线的物料周转流程80%实现了自动化,原来运输周期不确定,现在可精确控制在15分钟以内;设备利用率由62%提高到80%;物料管理人员由5人减少到1人;年产能翻了一番,由500个提高到1000个。

 
虚拟制造技术用于多个型号研制

 
  在火箭院天津新一代运载火箭产业化基地,长征七号火箭贮箱瓜瓣焊接等工序被“装”进了电脑里。
  工艺人员通过计算机及仿真软件,把整个厂房布局、模具工装、加工过程都纳入到一个虚拟的环境。焊接装配过程中各零部组件是否会发生干涉?焊接过程中的物流如何周转?这些以前必须通过实物验证才能发现的问题,现在通过计算机模拟就可以提前发现。
  如果在实际装配过程中验证干涉,一方面周期要很长,另一方面生产成本也很高,利用虚拟制造技术,就能很好地提前预测干涉,从而优化工艺过程和物流路径。
  目前,火箭院已引进机加、铸造、钣金、装配四大工艺仿真软件,并在多型火箭研制中得到了应用,在数控加工、钣金成形、铸造及装配等领域已经初步形成了工艺仿真能力。

 
数字化制造技术及装备实现工程应用

 
  五年来,火箭院重点发展先进焊接、总装测试、精密铸造、数控加工等技术,不断提高火箭数字化制造水平,形成了以总装集成、火箭贮箱制造、氢氧发动机制造为代表的核心能力。
  在焊接技术方面,研制了5米直径贮箱装配焊接成套设备,火箭贮箱主焊缝基本实现自动化焊接;
  在铆接技术方面,实现了部分筒段壳体、壁板产品自动钻铆技术的工程应用;
  在数控加工方面,研制了国内首台大型铝合金薄壁网格筒段自适应多头镜像铣削装备,实现了壁板网格及贮箱筒段的精确高效加工;
  在3D打印技术方面,将激光选区熔化成形、激光熔化沉积等技术用于型号生产,解决了型号研制快速响应、复杂型腔金属构建高精度制造等难题。

 
2025年建成数字化工厂

 
  未来,该公司将持续推进数字化工厂建设,预计到2025年,建成数字化工厂,成为航天制造旗舰企业,引领国家高端制造。

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