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物联网技术在国内航空制造业的应用前景解析

物联网是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的研究和应用日趋广泛,包含有电子标签识读器硬件、物联网软件、电子商务相关研究等众多方面。

航空制造业是一个关系国家安全的高技术产业,是知识密集性、技术密集性、综合性强、多学科集成的产业,同时是高投入性、高附加值和高风险性的产业。其最典型的特点是离散式生产,产品结构、工艺流程十分复杂,产品配套的零件种类和数量众多,尤其是大量的结构件需要机械加工与装配,使得生产过程、协调关系非常繁杂且生产周期长[1]。这些特点使得航空制造业成为物联网技术最有潜力的应用领域之一,从飞机数万个零部件的制造、运输,到飞机的飞行、维修,物联网技术的应用空间无处不在。它可以大大提高供应链的自动化能力,保障飞机零部件的供应,使得航空部件的状态可实时监控,提高航空飞行和航空服务的安全性与保障性,使飞机部件的维修保养和更换变得非常方便,其最终目标是保证持续的空中安全[2]。
 

国内物联网技术应用现状

目前,物联网技术在国内航空制造业中仅有个别企业开展试点应用,大规模的行业应用尚未展开,但是在汽车制造业有了广泛的应用。汽车制造业由于产品批量大、自动化程度高,普遍采用物联网的射频识别(RFID)技术,用于生产过程中的流程控制与生产信息的控制,实现物流与信息流的同步[3]。国内外汽车厂商在汽车制造的四大工艺段冲压、焊装、涂装、总装及发动机的装配制造过程中,广泛采用RFID产品。很多汽车零部件供应商及OEM设备商也都普遍采用RFID,用于生产制造,显著提高了生产效率。

在汽车零件制造环节,上海通用公司为实现在同一条生产线上生产4种不同平台的车型,通过AVI系统完成了不同工艺段车体的自动识别跟踪和生产过程的控制[4]。AVI自动车身识别系统控制焊装、车体分配中心、涂装的车体直到车体运送到总装。每个AVI系统通过以太网连接到工厂信息系统FLEX/SFE。AVI系统从FLEX/SFE系统请求生产数据,或把车身的信息送FLEX/SFE系统。FLEX/SFE通过系统可知某辆特殊的车体的位置,并且处于什么生产阶段。通过安排从车体分配中心过来的相同颜色的车体一起喷涂来提高生产效率。

在汽车涂装工艺方面,奇瑞二厂为实现车身自动转接、存储功能,并通过PLC控制自动化设备根据存储在滑橇载码体中的生产指令进行相应的操作,最终实现柔性自动化生产,运用物联网技术控制系统控制车身的自动运行、自动存储和自动转接,大大提高了生产效率,为生产的良性循环提供了保障。

在汽车装配环节,上海瀚鹏公司将RFID技术应用于发动机泵装配线(图1)。在汽车发动机泵的生产过程中,按照生产工艺流程可分为10多个装配站点。在每一个站点,需要对所装配泵的编号进行识别与确认,并在每个站点的工序完成之后,需要将完成的工序对应的站点编号写入到泵所在托盘上。在泵进入到下一个站点时,先要对泵已经完成的装配工序进行确认,即保证前面的工序已经完成后,再转入下一工序的装配。通过将RFID产品引入到泵的装配过程中,使得泵的装配状态实时地记录到系统中,并由系统程序来保证泵装配的正确性。通过泵装配过程中泵的识别与确认的自动化,提高了泵的生产效率。

物联网技术在国内航空制造业的应用前景解析

在整车物流方面,安吉物流[4]将一系列物联网技术通过系统一体化的集成,开发了整车交接电子签收系统,以电子交接的方式取代传统的纸质交接方式将交接信息同现有的调度系统、仓储系统、经销商的管理系统相连接,形成数据链路,大大缩短供应链的响应时间,从而满足公司管理需要并为客户提供更为个性化的服务。

物联网在电动车上也得到了广泛的应用,通过物联网的应用,可以实现不同控制系统之间的信息传递和共享,减少传统电动汽车电器系统设计中的线束和接触件,并且线束和接触件的布置更加容易,提高各系统的可靠性、稳定性及安全性等。河南某公司[5]自行研制了电动汽车物联网系统,该系统主要利用CAN接口实时采集车辆状态信息,并将数据通过公用无线通信设施发动到监控中心,监控中心将车辆的状态数据存储到数据库。针对纯电动车零部件生产中我国电池生产企业目前所提供的大容量、高功率、高电压锂离子蓄电池生产一致性差问题,可通过利用无线射频识别(RFID)技术管理产品相关信息,从而实现自动化生产线运作,智能监控,智能诊断,加强产品质量的控制[6]。