解析 | 洛马智能制造工厂MAB4与648号建筑

2021-10-19 12:13:02 航空制造网

据洛克希德·马丁公司官网2021年10月4日报道,其为位于阿拉巴马州考特兰的新制造工厂举行了隆重的揭幕仪式。该工厂占地65000平方英尺(约6000平方米),由“导弹和火控部门”建造,主要用于高超声速武器的批量生产制造,被称为“高超声速导弹装配大楼-4”(MAB4)。该工厂是继今年8月洛马公司在帕姆代尔由“臭鼬工厂”建成的先进制造工厂(648号建筑)之后,计划今年在美开设的四家数字化转型制造工厂中的第二家,也是其任务驱动的数字化转型的重要体现。

一、MAB4新智能制造工厂概述

该工厂计划承接可能配备于美国六代机的AGM-183A高超声速导弹的总装生产工作,同时也将生产美国陆军的远程高超声速武器和美国海军的常规快速打击导弹。作为高超声速武器的生产工厂,MAB4集结了洛马公司先进制造技术,包括机器人热防护应用能力、智能扭矩工具和用于培训及虚拟检查的混合现实技术。该工厂的生产设施将于明年初连接到公司的智能工厂框架(Intelligent Factory Framework,IFF),该框架通过数字技术将洛马公司的生产设施和资产连接起来,有助于对工厂运营状态进行深入了解,进而实现运营优化。

二、洛马数字化转型工厂(MAB4与648号建筑)对比分析

一、工厂内的机器设备均接入到洛马公司的智能工厂架构(IFF)。该架构是洛马最新提出的概念,是以数字优先为原则的基于工业物联网的解决方案,通过更贴近现场的边缘计算系统进行高效数据分析,保证对工业现场的实时响应能力;利用人工智能、机器学习、大数据等技术,通过云边协同实现了弹性生产、运营管理优化以及生产组织协同,保证了工厂资源的充分利用和企业的集约化经营。目前,洛马公司已在7个地方部署了IFF,并正在向全公司扩展,使工作人员能够实时访问有价值的数据,监控工作流程、系统和设备,大幅提高效率。

二、工厂都是利用先进数字技术的总装车间。为保证装配效率,需要对产品各零部件的公差、装配精度进行严格控制,这依赖于其先进的数字技术。洛马公司在648号建筑应用了涵盖工程、供应链、制造与维护全生命周期的“StarDrive”(星驱动)数字工具集,集成了数字建模、数字验证集成、工艺过程验证、精益装配规划、数字化装配、数字化检测、培训/维护、智能排产等数字工具。此前在北极星项目中利用星驱动进行了复合材料蒙皮的全尺寸确定性装配(FSDA),使一次对孔成功率达到100%,装配速度提升了70%,总生产周期缩短了20%-40%。预计在MAB4工厂中也将采用类似技术。

三、集成大量已验证成熟的先进制造技术。包括先进的数字技术、先进的工业机器人以及混合现实等,其部分技术在F-35生产中已有所体现。洛马公司利用“柔性装配技术”,将F-35飞机装配制造周期缩短2/3,单机由15个月缩短到5个月,而工艺装备由350件减少到19件,同时制造成本减低一半,效果显著。

两个工厂的不同之处表现在两个方面。

一、工厂的定位不同。648号建筑由“臭鼬工厂”建造,基于“臭鼬工厂”原型机研制的职责,将用于研制秘密武器原型系统,包括下一代战斗机、无人机、高超声速导弹等;而MAB4由“导弹和火控部门”建造,专注于高超声速导弹的批量生产。以AGM-183A为例,该导弹初始样弹的制造将由648号建筑完成,然后将生产工作交给MAB4。

二是工厂的建设理念不同。作为原型机研制工厂,648号建筑更注重对用户需求的快速响应能力,通过“宜家”式可重构的生产设施、无线物联网环境以及可移动预编程机器人等,使工厂具备了高度的敏捷、柔性,被称为智能柔性工厂;而MAB4则更注重质量效率,报道所提及的机器人热防护应用能力可能是利用机器人代替人工进行防热结构的装配或防热涂层的喷涂,智能扭矩工具、混合现实等技术则可以辅助装配工作,提高装配效率,保证装配精度。

三、结语

洛马公司从“打造闭环的数字线索”、“数字织锦”、“产品数字世界”等概念的提出,到持续验证优化“星驱动”数字工具集,再到集成先进制造技术用于原型机研制生产的648号建筑和用于高超声速武器批量生产的MAB4,经过长时间的持续推进,基于任务驱动的数字化转型战略已取得初步成效。能够在短时间内接连不断地建成新的智能工厂,可见其承载先进制造技术集群的智能工厂解决方案已基本成熟。可以预见的是,集成诸多新技术的先进制造工厂,对其新型武器装备的快速研发、高效生产和质量管控都将带来质的飞越。

作者:将鸿图,中国航空制造技术研究院技术发展中心

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