作為一家隸屬于中國航天科技集團第七研究院的重要運載火箭生產(chǎn)制造單位，四川航天長征裝備制造有限公司（以下簡稱：‘航天長征’）在航天產(chǎn)品制造領(lǐng)域承擔著重要使命。面對多品種、小批量、高風險的制造特點，他們?nèi)绾瓮ㄟ^數(shù)字化單元建設(shè)實現(xiàn)柔性制造、提升效率？在由榮格工業(yè)傳媒主辦的‘2026先進制造業(yè)發(fā)展論壇·成都站’上，四川航天長征裝備制造有限公司精密加工中心主任李東奇為我們帶來了一場內(nèi)容詳實、思考深刻的分享。

四川航天長征裝備制造有限公司精密加工中心主任李東奇

四川航天長征裝備制造有限公司位于成都龍泉驛區(qū)，是國家現(xiàn)役運載火箭的重要生產(chǎn)制造單位。航天產(chǎn)品具有探索性、復(fù)雜性、高風險性等特點，尤其在制造環(huán)節(jié)，體現(xiàn)為小批量、多品種、交付節(jié)點剛性強。“交付節(jié)點剛性，主要是跟我們產(chǎn)品發(fā)射的窗口相綁定。”李東奇解釋道。在這種背景下，航天長征針對單件小批量、多品種的典型結(jié)構(gòu)件，進行了重組分類，力求在單元內(nèi)形成規(guī)?；a(chǎn)模式。

談及數(shù)字化單元建設(shè)的背景，李東奇指出，近年來商業(yè)航天運載火箭及衛(wèi)星產(chǎn)品的發(fā)射任務(wù)激增，運載火箭需求量大幅提升。然而，每一發(fā)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件存在較大差異，并非系列化產(chǎn)品所有零件都一致，這給制造帶來了極大挑戰(zhàn)。

“針對這樣的特點，我們采用了柔性制造方式進行數(shù)字化單元規(guī)劃。”李東奇說。從需求角度來看，航天長征希望將傳統(tǒng)數(shù)控加工集成到制造單元中，解決傳統(tǒng)制造中效率不高、兼容性低、管控難等問題。具體表現(xiàn)為：產(chǎn)品質(zhì)量高度依賴人員技能、生產(chǎn)準備時間長、任務(wù)快速響應(yīng)能力不足、生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)無法實時采集等。

在柔性制造過程中，航天長征借鑒了成飛等單位的先進理念，引入工業(yè)機器人，并首先明確產(chǎn)品對象、產(chǎn)能目標和效率要求。

柔性制造的關(guān)鍵：快速切換與人機協(xié)同

李東奇重點介紹了柔性制造方面的工作，主要體現(xiàn)在縮短裝夾時間、實現(xiàn)多品種快速切換。航天長征采用了工業(yè)機器人與人機協(xié)同相結(jié)合的方式，實現(xiàn)零件的快速裝夾。

在裝夾方案的設(shè)計上，航天長征并未追求單一夾具的“萬能化”，而是通過構(gòu)建一套標準化的接口與模塊化夾具體系，來支撐多品種零件的柔性生產(chǎn)。具體而言，利用統(tǒng)一的機器人接口與標準托盤進行對接，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)零件特點靈活選用自定心虎鉗、壓板等進行組合。這種“標準化接口+模塊化組合”的思路，既保證了裝夾系統(tǒng)與自動化上下料環(huán)節(jié)的高效銜接，又能在面對不同零件時快速切換配置，實現(xiàn)了標準化與柔性化的統(tǒng)一。

工藝流程優(yōu)化：從傳統(tǒng)到數(shù)字化的轉(zhuǎn)型

在柔性制造單元建設(shè)中，工藝流程的優(yōu)化與分析是最重要的環(huán)節(jié)。航天長征基于數(shù)字化環(huán)境，對產(chǎn)品零件進行基于模型的數(shù)控加工程序編制、加工過程模擬仿真，以及單元集成的自動化加工。

“采用柔性裝夾方式后，工藝方案也需要進行適應(yīng)性調(diào)整。”李東奇說。航天長征從產(chǎn)線節(jié)拍調(diào)整、數(shù)控程序走刀路徑優(yōu)化等方面入手，將多工序集中到一次裝夾加工中，以便與機器人匹配，提高產(chǎn)線適應(yīng)性。

在工藝設(shè)計過程中，航天長征大量依靠計算機輔助編程和仿真，對生產(chǎn)過程進行產(chǎn)前模擬，盡量減少在線調(diào)試時間。在自動化校正方面，通過接觸式檢測方法對零件裝夾基準進行再校正，確保加工精度。針對葉片等典型產(chǎn)品，航天長征也對切削工藝進行了驗證和調(diào)整。

物流集成：打通自動化通道

在數(shù)字化單元的物流集成方面，航天長征采用工業(yè)機器人加第七軸和隨行夾具，保障設(shè)備高效運轉(zhuǎn)和不停機生產(chǎn)。各子系統(tǒng)采用通用接口，確保單元封閉運行。

在整體數(shù)字化車間建設(shè)中，自動化物流體系正在形成。李東奇透露，航天長征正在針對某一自動化單元實施基于AGV的物流配送，通過自動化倉儲配送到生產(chǎn)制造單元，打通從原材料到各工序間、再到最終產(chǎn)品交付的物流通道。

數(shù)字化管控系統(tǒng)：四層級貫通數(shù)據(jù)流

在數(shù)字化管控系統(tǒng)設(shè)計方面，李東奇介紹了航天長征基于四個層級的規(guī)劃：車間層級、制造單元、單元內(nèi)設(shè)備層級、基礎(chǔ)設(shè)施層級。通過工控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字化車間規(guī)劃，打通生產(chǎn)過程全流程數(shù)據(jù)貫通。

“我們要把刀具、加工零件質(zhì)量、設(shè)備運轉(zhuǎn)等數(shù)據(jù)收集起來、存儲起來，便于后期應(yīng)用。”李東奇說。同時，基于數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程異常進行全流程管控，通過看板實現(xiàn)可視化。目前，航天長征已打通主要單元，將數(shù)據(jù)提取到車間層級管控系統(tǒng)。

典型案例：柔性制造單元的落地成效

基于柔性制造單元，航天長征建成了典型結(jié)構(gòu)件的多個單元。其中，銑削加工單元主要加工平板類、口蓋類、接頭類等零件；車削加工單元覆蓋直徑200-600mm的加工范圍，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)。

此外，航天長征還建設(shè)了大型殼段柔性制造單元、中型回轉(zhuǎn)體殼段單元等。李東奇介紹，銑削加工單元目前年產(chǎn)能達到6000件水平。這些單元具有示范性，可根據(jù)產(chǎn)品需求量和任務(wù)數(shù)量進行復(fù)制、重組和調(diào)整。

值得一提的是，這些單元從論證、集成調(diào)試到運維管理，均由航天長征內(nèi)部的自動化團隊和數(shù)字化團隊自主完成。“如果某一新產(chǎn)品發(fā)生重大變化，或者狀態(tài)調(diào)整較大，我們可以隨時對單元進行重組和調(diào)整。”李東奇說。

在數(shù)字化車間建設(shè)過程中，航天長征采取分步驟、分產(chǎn)品、分加工目標的方式，分步實施現(xiàn)場工藝布局調(diào)整和建設(shè)。通過現(xiàn)場布局調(diào)整和多個數(shù)字化單元的建成，最終將單元集成到整個數(shù)字化車間。

數(shù)據(jù)驅(qū)動：從經(jīng)驗到智能的躍遷

在分享的最后，李東奇談到了數(shù)字化單元建設(shè)的深層價值。他認為，通過這些建設(shè)，航天長征首先把數(shù)據(jù)收集上來、存儲下來，把原本儲存在特級技師、大國工匠頭腦中的經(jīng)驗提取出來，形成可供應(yīng)用的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。“這些數(shù)據(jù)便于我們后續(xù)結(jié)合人工智能、具身機器人等新技術(shù)，在新產(chǎn)品開發(fā)、規(guī)模化生產(chǎn)過程中，提供更高效、高質(zhì)量的解決方案。”李東奇說。

來源：榮格-《國際金屬加工商情》

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