衛(wèi)星等航天器制造 正從“制造”邁向“智造”

走進(jìn)中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司五院529廠電裝中心，一個(gè)個(gè)或長(zhǎng)或方的智能機(jī)柜擺成U形，由轉(zhuǎn)角機(jī)和接駁臺(tái)連成一條連續(xù)的生產(chǎn)線。一個(gè)個(gè)印制板掃碼上線，經(jīng)過環(huán)環(huán)相扣多道工序后，有序排隊(duì)進(jìn)入包裝箱。

這是該廠去年年底投入使用的印制板智能制造生產(chǎn)單元。據(jù)電裝中心副主任王寧寧介紹，該生產(chǎn)線的運(yùn)行使印制板生產(chǎn)效率提升了5~10倍。

近年來，529廠按照“論證成熟一個(gè)試點(diǎn)一個(gè)、試點(diǎn)成熟一個(gè)示范一個(gè)、示范成熟一個(gè)擴(kuò)展一個(gè)”的原則推進(jìn)智能化改造，把單點(diǎn)自動(dòng)化設(shè)備連成線，在手工程度高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)引入智能化設(shè)備，從點(diǎn)到線，由線至面，逐步推動(dòng)工廠由“制造廠”向“智造廠”轉(zhuǎn)型。 ? ? ?

從點(diǎn)到線，讓生產(chǎn)“跑起來”

在529廠精密制造中心廠房一隅，一臺(tái)約3米高的機(jī)器人正在5臺(tái)智能機(jī)床間“排兵布陣”。憑借著三個(gè)關(guān)節(jié)和地面導(dǎo)軌賦予的7個(gè)自由度，它緩緩上下、前后、左右移動(dòng)，靈巧地抓取出機(jī)床加工好的零件，再把中轉(zhuǎn)臺(tái)上的原料放進(jìn)機(jī)床…… ? ? ? ? 這是該廠新建成的封頭結(jié)構(gòu)自動(dòng)化生產(chǎn)單元，2臺(tái)粗車機(jī)床、2臺(tái)精車機(jī)床和1臺(tái)四軸銑床排成U型生產(chǎn)線，承擔(dān)了產(chǎn)品從原料到成品共11道工序，而七軸機(jī)器人則負(fù)責(zé)各工序的銜接和原料、產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)工作。

? 兩三米寬的走道另一側(cè)，則是傳統(tǒng)加工的情景——各個(gè)機(jī)床自成一體，每個(gè)機(jī)床前守著一名工人，時(shí)不時(shí)完成換料、換刀具等繁瑣工作。 ? 據(jù)了解，封頭結(jié)構(gòu)自動(dòng)化生產(chǎn)單元建成后，人員由每班5人減為1人，產(chǎn)能由每天6件增加到22件，單套成本降低55%。 ?

近年來，市場(chǎng)訂單成倍增長(zhǎng)，僅僅增加人員、加班，已然不能破解難題，讓設(shè)備連成線、讓生產(chǎn)“跑”起來迫在眉睫。為此，529廠建立10個(gè)專業(yè)組，圍繞十大制造能力提升規(guī)劃了81個(gè)制造單元，并形成了各單元智能化改造的清單。按照任務(wù)的輕重緩急和經(jīng)濟(jì)效益的高低，該廠把制造單元分為五個(gè)等級(jí)，五級(jí)是智能化改造最緊迫的單元。 ?

印制板智能制造生產(chǎn)單元就是該廠建立的第一個(gè)智能化生產(chǎn)線。曾經(jīng)，每一道工序都有獨(dú)立檢驗(yàn)，一件產(chǎn)品在加工中要拿去檢測(cè)六七次，工人常常干一天活就要花半天時(shí)間填寫數(shù)據(jù)。如今獨(dú)立的設(shè)備連成一條生產(chǎn)線后，生產(chǎn)過程自動(dòng)拍照上傳，產(chǎn)品一次檢測(cè)合格，掃描二維碼所有數(shù)據(jù)清晰可見，極大地壓縮了生產(chǎn)周期，釋放了大量的人力資源。

? 緊接著，五軸機(jī)床柔性生產(chǎn)單元、封頭結(jié)構(gòu)自動(dòng)化生產(chǎn)單元接續(xù)上線。?目前，529廠已有8個(gè)智能化生產(chǎn)單元逐步走向成熟，產(chǎn)能成倍提高。 ? “由于航天產(chǎn)品的特殊性，智能生產(chǎn)單元必須是柔性的?！本苤圃熘行母敝魅蝿h良介紹，同類產(chǎn)品只需要根據(jù)尺寸不同，更換卡槽、卡盤和夾具、道具等工裝即可生產(chǎn)。

? 在“流程驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、知識(shí)驅(qū)動(dòng)”三方驅(qū)動(dòng)下，529廠還打造了新一代智能制造信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全部專業(yè)、全部新投產(chǎn)型號(hào)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)貫通。原先一個(gè)車間主任要往返于各個(gè)部門，如今通過智能制造信息系統(tǒng)，足不出戶就可以全方位掌握各路信息。 ? ? ?

機(jī)器代人，讓產(chǎn)能提起來

衛(wèi)星等宇航產(chǎn)品研制呈現(xiàn)多品種、小批量特點(diǎn)，尤其是復(fù)合材料加工，大都還停留在手工作業(yè)階段，這類產(chǎn)品如何智能化轉(zhuǎn)型呢？529廠的回答是局部“機(jī)器代人”。 ?

走進(jìn)529廠復(fù)材產(chǎn)品制造中心，廠房高大敞亮，“事業(yè)凝聚力量，精工制造完美”的條幅掛在正中的墻上。廠房的一角擺放著新成員——二次表面反射鏡自動(dòng)貼片系統(tǒng)。 ? “要是3個(gè)月前來的話，這里還是大家熱火朝天加班加點(diǎn)的景象。”529廠復(fù)合材料產(chǎn)品制造中心主任王建宇指著一個(gè)生產(chǎn)工位說。 ? 二次表面反射鏡主要貼在航天器太陽基板上，一顆中型衛(wèi)星需要約8000片。每一片反射鏡表面不可污染，不能有劃痕，片間間距要求在0.2毫米以下，一個(gè)熟練的工人一個(gè)小時(shí)也只能貼100片。這種鏡片只有約75微米厚，稍不留神就會(huì)破碎，二次清理碎片難度非常大。如今有了自動(dòng)貼片的智能化系統(tǒng)，最大產(chǎn)能可達(dá)1小時(shí)1000片，碎片率也下降到了0%。 ?

在隔壁廠房的航天器蜂窩夾層結(jié)構(gòu)智能生產(chǎn)單元，兩名工作人員正在對(duì)新采用的激光投影輔助裝配系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。一顆衛(wèi)星的蜂窩夾層里有著成百上千的埋件，什么產(chǎn)品埋在什么地方，曾經(jīng)工作人員要對(duì)照?qǐng)D紙一個(gè)一個(gè)地找。如今工作人員只要把三維設(shè)計(jì)模型錄入電腦，通過一個(gè)類似路燈的激光投影設(shè)備把模型映射到結(jié)構(gòu)板上，預(yù)埋件位置清晰可見。雖然目前該系統(tǒng)還在磨合中，產(chǎn)能卻已從月產(chǎn)140塊結(jié)構(gòu)板提升到了月產(chǎn)300塊。

宇航產(chǎn)品沒有標(biāo)準(zhǔn)化的智能制造系統(tǒng)，科研人員必須“另辟蹊徑”。智造轉(zhuǎn)型項(xiàng)目從立項(xiàng)到投入使用，就像是一場(chǎng)長(zhǎng)跑，要經(jīng)歷無數(shù)次的磨合與迭代。在529廠，揭榜掛帥、創(chuàng)新提案評(píng)選、智能生產(chǎn)能力發(fā)布會(huì)等激勵(lì)手段層出不窮，智能化改造已經(jīng)成為一股熱風(fēng)。 ? ?

? ? “如果說生產(chǎn)線是一條高速公路，那首先要有能上高速公路的車?！痹搹S生產(chǎn)制造部副部長(zhǎng)劉金山說，智能化改造的前提是批產(chǎn)化。為此，529廠不斷推動(dòng)批產(chǎn)化工作，僅某衛(wèi)星平臺(tái)就實(shí)現(xiàn)了80%的產(chǎn)品組批生產(chǎn)。該廠把智能化改造重點(diǎn)進(jìn)一步向宇航領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，與總體設(shè)計(jì)部門聯(lián)動(dòng)，提出更多適合智能化生產(chǎn)的產(chǎn)品組批生產(chǎn)設(shè)計(jì)方案，從工藝端促進(jìn)宇航型號(hào)產(chǎn)品化工作的深入實(shí)施。 ? 后續(xù)，該廠將不斷深化理論實(shí)踐，堅(jiān)定不移推進(jìn) “制造廠”向“智造廠”轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)“三高”全面發(fā)展，為助力集團(tuán)公司早日建成世界一流航天企業(yè)集團(tuán)貢獻(xiàn)力量。

特別鳴謝?《中國(guó)航天報(bào)》 航天科技集團(tuán)五院529廠? ?文/賀喜梅?戴敬宜