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技术引领国防制造(下部)

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(接上部)技术引领国防制造(上部)



.3.

工艺支持


工艺技术是将产品设计图样和技术要求物化为实际产品的一门工程技术,是制造技术的核心。水平先进、高效可靠、绿色环保的工艺技术,支撑着军工制造业的不断发展与前进。


3.1 精密/超精密与微纳加工技术 


精密、超精密与微纳加工技术是随着武器装备精密化、小型化而迅速发展的加工技术,这些加工所采用的手段除传统机械加工以外,还涉及高能束加工等特种加工技术以及相应的检测技术和环境控制技术等,在近年来得到了较快发展。为了降低成本,扩大红外热成像技术在国防关键领域的应用,美国光路技术公司2012年开发了低成本红外光学制造工艺,以支持DARPA低成本热成像制造(LCTI-M)项目。LCTI-M 的目标是开发一种晶圆级制造工艺,该工艺旨在制造经济可承受的单芯片摄像机。LCTI项目中的低成本红外光学制造工艺不仅可以提高士兵作战能力,也可扩大其应用领域,诸如红外对策、热像仪、气体传感和商业夜视系统等。德国弗劳恩霍夫激光技术研究所(ILT)利用激光束开发出一种适用于多种结构多类工件的表面抛光机床,将取代模具制造中的费时费力的手工抛光,尤其是金属模具。与传统去除工件表面材料的抛光不同,激光抛光则是用一定能量密度和波长的激光束辐照待抛光工件,使其表面融化形成大约20~100�m厚度的薄层, 利用流体的表面张力保证液态金 属层均匀地冷却固化而获得光滑表面。NASA马歇尔空间飞行中心在2012年运用蜂窝状碳纤维预制刚性模具制作蜂窝碳化硅复合材料反射镜。该技术制造速度快,生产成本低,使用聚合物渗透热解或液态硅反应,使碳纤维蜂窝结构致密化,采用化学气相沉积法沉积可抛光的硅或蜂窝结构上的碳化硅包层,使得到的增强型的碳化硅蜂窝结构体机械强度高、 导热性强、热膨胀系数低。


为满足下一代智能武器的要求,针对惯性导航系统 / 全球定位系统(INS/GPS)的低成本、小型化、高集成度需要,在与工业界的合作下,空军ManTech通过改进集成MEMS加速度计和陀螺仪传感器制造工艺及组装前提高芯片级屏蔽传感器性能,提高集成MEMS生产能力,实现加速计制造成熟度达到 8 级、陀螺仪制造成熟度达到 6 级、惯性测量单元单位成本降低 40%、辅助和非辅助导航精度提高、对外部干扰的敏感性降低。


从国外情况不难看出,微纳制造技术作为当今国际高技术竞争的一个热点,是21世纪战略必争的前沿技术,对社会发展与国家安全具有重要意义,在我国也持续得到了“十五”、“十一五”、 “十二五”规划的重视。近年来,国内在微纳跨尺度设计、微纳集成化加工、微纳复合加工、纳米加工、 生物相容加工等前沿微纳制造技术以及微能源、高性能纳米器件与系统等前沿微纳器件方面取得诸多进展。例如,近期国防科大精密工程创新团队自主研制的磁流变和离子束两种超精抛光装备, 创造了光学零件加工的亚纳米精度,这一成果使我国成为继美国、 德国之后第 3 个掌握高精度光学零件制造加工技术的国家,并成为世界上唯一同时具有磁流变和离子束抛光装备研发能力的国家。而在超精密光学元件加工等方面,国内经过近20年的努力, 通过引进和自主研发,初步建立了包括CCP、MRF、IBF、SPDT等技术在内的超精密光学制造技术体系。为了提高精密成型的效率,北方材料科学与工程研究院有限公司研制了强力磨削成型设备,可以快速获得球面或者非球面的成型元件,有效缩短工艺周期。西安工业大学围绕真空等离子体抛光开展研究,获得了0.8nm 粗糙度的熔石英表面,系统掌握了等离子体发生、抛光工艺及系统控制等关键技术。国内还在多个领域开展积极的创新探索,在大口径光学元件应力盘抛光等技术领域取得了国际瞩目的成果。



3.2 高效数控加工技术


高效数控加工技术的水平和 能力是军工核心制造能力的重要体现,由于军工产品高品质和高精度等特殊要求,数控机床成为军工企业生产制造关键零部件的必备工具和手段,在产品研制生产中起着不可替代的作用。发达国家在这一领域拥有着较大的领先优势,并且一直通过不断的研发与创新,对这一优势进行巩固与提高。例如在2011 年年底,美国普吉特海峡船厂开始使用可穿戴式外骨骼进行船体切割、钻孔、打磨等工作,大幅提高了船厂工作效率。可穿戴式外骨骼是一项融合传感、控制、动力、移动计算的综合性技术装备。它模仿人体结构特点设计,主要由机械腿、机械手臂、驱动装置、 控制计算机、负重装置等部件组成。通过穿戴外骨骼装置,可为操作人员提供助力,大幅提升人员负重、抗疲劳和长距离移动等能力。Iscar公司在2012年, 提供了航空航天钛合金零件高去除率加工战略,针对钛合金复杂形状件加工问题,开发了一系列具有创新的几何形状和断屑器设计的车、铣、制孔刀具。Iscar 公司采 用次摆线铣切法,并开发了实体的钛化物端铣刀。次摆线或螺旋铣不仅可提高材料去除率,而且可解决窄槽加工问题。这种方法易于使用各种铣刀对钛合金进行大切削率加工。日本牧野机床公司推出的新型A系列5轴卧式加工中心,适合于大型铝合金薄壁结构件的高速、高效加工, 如翼梁、 翼板、底梁。新型铝合金加工中心族包括 A4、A8、A12 和 A20,可加工的零件最大长度分别为 4m、8m、 12m 和 20m。A 系列机床标配有33000rpm 的 HSK-F80主轴,该主轴具有80kW的高功率输出,在峰值功率时,A 系列主轴的排屑率达到 5600cm3 / min。2012年,GF阿奇夏米尔推出一款专门针对航空航天冷却孔的加工专用机床——小孔机DRILL300。它配备的GF阿奇夏米尔全数字控制脉冲电源,特别开发出适合小孔加工的工艺,具有很高 的加工效率,而且电极损耗很低并几乎没有变质层。它本身可提供多种材料的工艺文件,如高温合金,钛合金,硬质合金,钢等。强大的放电电源和数控系统、高度灵活性和自动化、紧凑式设计使其对航空航天领域的冷却孔有成功的解决方案。



3.3 先进焊接技术


焊接技术在当前军工制造领域应用范围极广,从航空、航天中薄铝、钛合金构件的焊接,到兵器、船舶行业高强构件的焊接,无不有其身影。当前,高效、优质、智能化、数字化是其发展方向。2012年,世界发达国家对于焊接技术的研究获得了许多新突破。


美国国家制造科学中心 (NCMS)牵头的“ 空间框架结构的变形电阻焊实现地面战车减重”项目采用变形电阻焊技术焊接了一种新的空间框架结构,用来代替高机动性多用途轮式车辆(HMMWV)现有的车架结构。变形电阻焊被外媒誉为革命性焊接工艺,是近十多年来焊接领域的一次重要突破。该技术在空心构件(管件、杆件)的焊接上具有显著优势,在车辆、航空航天、流体处理等领域将获得广泛应用,对改进产品结构,实现轻量化,以及提高焊接效率、降低成本都将发挥重要作用。近海战斗舰(LCS)是美国海军下一代最重要的水面战斗舰艇之一,是首次大量运用铝质结构的水面战斗舰艇。铝质结构虽然可减轻自重,但在焊接过程中极易变形。


2012 年2月,美国海军开展研究,以开发和验证高熔敷气体金属电弧焊(HDGMA)铝质材料焊接系统和相关焊接工艺和程序,从而使得针对两种近海战斗 舰的铝质结构实现单面和单通道焊接。与目前的对接焊相比,新工艺预计可节约成本 30%~35%。同时, 搅拌摩擦焊技术在2012年得到了更多的重视和应用。美国宇航局(NASA)将搅拌摩擦焊技术进展用于制造太空发射系统(SLS)的外部燃料箱后,SLS 的开发取得了更多的领先优势,不仅降低了项目成本,提高了可靠性,并且硬件的机械性能也更加出众。美国陆军坦克车辆研发与工程中心也利用搅拌摩擦焊技术对轻型战术车辆进行了优化。其设计了一种双V 底部结构,采用2139铝合金作为抗弹装甲,利用传统焊接工艺,其抗弹性能可提高 20%,而利用搅拌摩擦焊工艺,其抗弹性能可能会提高85%。


国内在近几年中,在焊接技术的研究方面不断取得进步和突破,航天科技集团公司一院“变截面薄壁空间曲线螺旋管束式喷管自动化焊接技术及装备”项目就是其中的典型代表之一。这项研究具有多项自主知识产权,其中,创新管束对接接头形式,突破了变截面薄壁管束自动化焊接工艺的关键技术 ;创新工装设计方案,实现了近400根变截面螺旋管束无间隙装配,焊接后喷管型面误差小于1.5mm,减轻了结构重量,提高了发动机的比冲等等,在此不一一列举。该成果已经成功应用到氢氧发动机喷管的自动化焊接生产,成为氢氧发动机批量生产和新型发动机研制的主力工艺装备,还实现了我国液体火箭氢氧发动机喷管的自动焊接生产,自动化焊接的产品提高了质量、减轻了结构重量,提升了我国氢氧发动机的整体研制水平。


在焊接机器人方面的研究,国内也从未停止。例如上海船舶工艺研究所“管子 - 法兰机器人自动焊接生产线技术研究”项目运用了现代信息技术以及机器人、 自动化等先进施工技术,实现了机器人自动焊接工艺技术、生产线集中控制等5项关键技术的突破,实现了法兰直管自动流水线的生产模式,大幅提高了管子生产效率。航天科技集团公司六院165所研制了机器人焊接系统,与仿形焊和数控焊相比,机器人焊接系统实现了六轴转动及全自动、多部位焊接等功能,还具有定位准确、速度快、输入方便等优势。机器人焊接系统的成功开发为人工在高压、高温、有毒、有害等危险环境下作业开辟了破解之路, 还可大幅降低人员操作强度,提高生产效率,保证产品质量一致性。不难看出,提高焊接机械化、自动化水平,实现焊接工艺及装备的现代化已成为当前国内焊接工艺的发展趋势,而搅拌摩擦焊等国内外热点技术在未来的应用前景也会一片光明。通过开发和采用更先进、高质量、高效率的焊接技术,加强产品质量的现代化管理,将是焊接技术更好支撑国防军工的必经之道。



3.4 复合材料构件制造技术 


当前,复合材料替代金属结构材料已成为航空、航天飞行器减重的主要技术途径,也是实现航天器防热、高温透波、高温承载的结构与功能的保障。其成形工艺水平、性能高低以及用量在很大程度上代表了飞行器的先进水平。2012年,在武器装备轻量化需求的牵引下,各国政府、研究机构、企业对复合材料构件制造技术研究活跃,取得多项进展。为实现 A350-1000 飞机复合材料机身框架的自动化生产并优化其重量和性能,空客及其母公司 EADS 启动了复合材料编织框架(BRaF)技术的研究。它们使用与机身直径相当的环形自动编织机, 利用干碳纤维制作单轴编织预型件,之后将预型件进行树脂浸渍、 固化和加工修形,有望替代在减重方面存在局限性的预浸料工艺。MAG公司与洛马、Hitco、Cytec等公司合作,优化了F-35 战斗机机翼蒙皮和短舱等复合材料构件目前所使用的制造工艺——双马树脂(BMI)基复合材料的自动纤维铺放(AFP)。工艺改进包括红外加热技术装置和使用碳纤维 BMI 复合材以减少摩擦, 实现 F-35 减重和提高使用性能。从而缩减制造周期,减少设备成本。


美国海军近年来也十分重视复合材料结构件修复工艺,计划开发一种满足环保要求的新型树脂材料及树脂注入修复工艺,以进行特殊条件下舰载机受损复合材料层压结构的修复。开发的树脂材料与工艺将能改进结构树脂的流变性能、化学反应性和机械性能。美国陆军研究实验室则对真空辅助树脂转移成形(VARTM)工艺进行了优化,最终成形出复合材料层压板,其平均纤维含量为60.4%,平均树脂含量为38.4%, 平均空隙率为1.2%,平均树脂注入时间为32min。与当前使用的双真空袋VARTM工艺相比,纤维体积含量提高了10%,平均注入时间增加了2min,但是整个加工时间缩短了近12h,平均空隙率从0.9% 增加到1.2%,力学性能也得以提高。国内近年来对于复合材料的各项研究广泛开展。在备受瞩目的大飞机C919中,后压力框部段样件就首次采用了全复合材料,其结构复杂、制造难度大,采用了全新的材料和结构形式,无论是设计还是制造,在国内尚属首次。AC313 直升机全复合材料尾梁也顺利通过了静力试验,试验严格遵循最新适航标准和程序,预制 了制造缺陷和冲击损伤,考虑了环境影响因子,全程采用声发射等实时监控手段,是国内首次带预制缺陷的直升机主承力复合材料结构大型试验。“辽宁省纳米复合材料重点实验室”则在纳米表面工程技术研究及产业化研发、军用航空高性能纳米复合涂料研发及工程技术研发、船舶海洋用高性能重防腐 纳米复合涂料及工程技术研发等五个方向上开展研究,为纳米复合材料的发展起到了有效助推作用。此外,检测技术也正成为复合材料构件制造领域的主要研究内容。中国航天科工三院159厂成功突破了C/C复合材料物理性能及力学性能测试技术,对复合材料的密度、开口气孔率、弯曲性能、 拉伸性能、层间剪切强度、面间剪切性能、平面应变断裂韧度等物理及力学性能进行了测试分析。通过此次研究任务,提高了该厂力学性能测试技术水平,同时获得了相关性能数据,为研究的开展提供了数据支撑和技术支持。



3.5 精密成形技术


2012年,最为热门的精密成形技术就是增材制造技术了。增材制造技术是指根据三维数字模型, 采取逐层叠加的方式直接加工出零件的一类技术,也称作三维打印、直接数字化制造、快速原型等。它不仅在2012年取得了诸多进展,展现出成为主流制造技术的巨大应用潜力,更被《经济学人》专题报告誉推动“第三次工业革命”的重要突破口之一。美国国防部将增材制造技术作为推动美国制造创新的首选技术,大力促进该项技术的研发和普及应 用。


2012年,增材制造技术的研究、 应用取得若干重大进展,如 NASA 使用选择性激光熔融技术制造金属零件,并计划将该技术用于制造 J-2X 发动机零件,经高温和结构性测试,最终目标是将该技术用于2017年试飞的太空发射系统零件的制造 ;美国海军开展研究将某型水下换能器50%以上的零件采用增材制造技术生产 ;美国国防部开展“激光烧结热塑性塑料的先进制造工艺控制”研究项目,通过改进直接数字化制造的工艺过程控制和建模方法,实现太空环境下使用选择性激光烧结工艺制造高温热塑性塑料零部件 ;美国国防部开展“增材制造计算工艺模型开发”项目研究,针对激光烧结(SLS)工艺、直接金属激光烧结(DMLS)工艺,开发描述工艺模型的计算方法等等。


其它技术方面,2012 年, 美国NASA兰利研究中心与Spincraft旋压公司合作,采用旋压成形工艺制造了“猎户座”飞船乘员舱正向压力舱壁(FPVBH) 铝合金模型,实现重量轻、高强度、低成本零部件的制造。英国Magnesiun-Elektron公司以及北美 Magnesiun-Elektron公司合作,对直冷铸造镁合金技术进行了改进, 通过采用计算机仿真对直冷铸造工艺设备和参数进行了重新设计, 获得了高强度、良好阻燃性和抗弹性能的坯料。英国Magnesiun-Elektron 公司以及北美 Magnesiun-Elektron 公司合作对直冷铸造镁合金技术进行了改进,通过采用计算机仿真对直冷铸造工艺设备和参数进行了重新设计,获得了高强度、良好阻燃性和抗弹性能的坯料。通过采用有限元分析(FEM)计算机仿真建模技术,对直冷铸造工艺设备进行了重新设计,显著缩短了镁合金铸造产品的开发时间。美国材料与电化学研究(MER)公司研究采用等离子转移弧(PTA)技术制造具有TiCN 内衬的全钛身管。研究人员发明了 一种“从内到外”的钛合金身管结构制造技术,这种方法类似功能梯度材料的制造方法,可通过PTA系统使先进的衬管材料逐渐 “过渡”到钛合金身管结构上。这 种制造方法可使一系列难熔金属用作身管内衬。 


3.6 电加工技术 


在 2012 年,世界各国推出了许多用于电加工的新产品、新设备。如AMT 公司在2012年推出 了一种新型线切割加工机床—— SP-300iA五轴数控机床。该机床采用了一种先进的微电火花技术, 有助于提高零部件的表面光洁度, 对于航空航天等要求零部件具有低返工率、高表面光洁度的领域尤为重要。瑞士GF阿奇夏米尔推出了CUT 1000 OilTech超精密数控慢走丝线切割机床等产品。CUT 1000 OilTech超精密数控慢走丝线切割机床具有高性能的放电电源和AC Duo双丝系统,可以优化特殊应用领域的加工,提高加工效率和自动化。AC Duo 功能可以使用 两种不同切割丝进行加工,所有切割丝的操作为全自动的,由专利设计的检测器监控。CUT 1000 Oil Tech 的加工工件可以达到优异的表面质量,没有表面氧化和杂质,加工好的零件完美无缺。它适用于对精度有着超高要求的精微应用中,比如微电子行业等。


在国内,相关技术也在不断发展着。电解加工技术已成功应用于航空航天、武器装备发动机整体叶轮的研制和生产,如航天211厂采用套料电解加工技术成功加工了等截面整体叶轮 ;南京航空航天大学大学采用数控展成电解开槽后再对叶片型面进行精密电解加工,研制了专用数控电解加工设备。在特殊材料高效数控放电铣削加工技术与装备方面, 突破了高效放电铣加工脉冲电源控制、放电解“对刀”电源等关键技术,研制出高效数控放电铣削加工机床。在五轴联动精密电火花加工方面,攻克了高效精准电火花加工脉冲电源、电火花精密数控转轴、全浸液精密数控转台、复杂曲面零件五洲联动精密电火花加工工艺等核心关键技术, 等等。



3.7 绿色安全生产技术 


2012 年,绿色安全生产技术取得多项进展,节能、降耗、环保等可持续发展问题仍然是各国军品研制生产中重点关注的问题之一。如美国国防制造与加工中心公布可持续发展实践,美国国防部开展火炮身管铬替代技术研究,印度研究水雾喷射冷却技术、英国开发植物切削液,美国造船业开展绿色螺柱焊接技术研究,NASA 进行绿色推进剂技术验证等。近年来,美国国防部实施了多个可持续制造相关的计划,如可持续航天制造技术计划、适用于国防备战的能源监测及其有效性计划、可持续加工单元计划等。NASA与工业界合作,进行新型高性能“绿色”推进剂技术验证,以替代有剧毒的燃料肼。与常用燃料相比,绿色推进剂的使用将可能极大地改进当前的装药和发射工艺,能减少对环境的危害与污染,降低系统的复杂性,减少操作危险,缩短发射处理时间,增强推进性能。美国海军也开展了多项绿色安全生产技术研究,如 :美国海军金属加工中心开展磨料改进技术研究,提升磨料研磨效果,以满足核动力舰船建造中对清洁度和避免有害材料存在的严格要求, 预计可为每艘艇降低成本70万美元,包括降低7.5%的人工成本 ;在国家造船计划的资助下,美国海军与美国国家钢铁和造船公司合作开展非铜类防污涂料技术研究,目标是通过应用非铜类防污涂料减少舰船向港口水质扩散铜、 锌等重金属污染。其他国家也都投身于这股“绿色浪潮”中。印度军事工程学院开展了绿色切削技术研究,用超声波喷射水雾取 代油基冷却液,是一项低成本、高效率、环境友好的技术,能够提高表面光洁度,无需对工件进行后续处理和清洁,便于回收利用金属切屑。英国Jemtech公司开发的基于植物调配的金属切削液,使航空钛合金加工取得突破,实现工作环境稳定、安全。


在国外,绿色制造为各国有效降低了工业污染、人工成本,提高了材料的回收利用率,为制造业的再次崛起贡献了力量。而在中国,随着资源浪费和环境污染的日益严重,绿色制造越发受到重视中。我国绿色制造起步于 “十五”时期,近年来快速发展。“ 十 一 五 ” 期间,科技部设立了 “绿色制造关键技术与装备”、“工业电机及典型泵阀节能关键技术研究”、“重点节能低耗机电产品与装置关键技术研究”等一批国家科技支撑计划重大、重点项目, “十二五”规划亦强调了继续重点发展先进绿色制造技术。长期的坚持换来了诸多成果,我国针对传统制造工艺绿色化,重点开发了改性水玻璃造型、铸件在线孕育及喂丝球化、铸型数控加工、锻件非调质化、锻压成形环保润滑等诸多新技术 ;通过对基于干砂造型的消失模铸造工艺进行研究和分析,形成了消失模铸件开发和生产的工艺技术资料,并建立了年产1500t消失模铸造试生产线 ;针对传统切削液冷却工件引起的安全、卫生及废液处理等各种环境问题,开发了利用冷冻压缩空气的干冻磨削装置 ;掌握了电子线路板沉银工艺、无铅焊接工艺等多项关键技术 ;开发出快速热循环高光注塑成型技术、快速热循环模具温控技术等,形成了成套的快速热循环绿色注塑成形技术和装备,等等。这些都只是近年来我国为实现绿色制造所做出的努力的一个缩影,其所带来的资源利用率提高、能源消耗降低、环境污染减少,为我国制造业的绿 色转型起到了良好的助推作用。在当前环保地位不断攀升的大环境下,绿色制造将迎来更好的发展。



.4.

总结与展望


2012 年,围绕提升武器装备经济可承受性,缩短研制周期、降低成本等需求,世界各国高度重视并积极推动武器装备先进制造技术的发展。在制定战略规划与计划方面,各国采取多种措施积极推动武器装备先进制造技术的发展。在快速研制技术、先进工艺技术、绿色安全生产技术等领域,武器装备先进制造技术的发展为突破武器装备研制生产瓶颈、实现其性能,提高研制生产效率、降低成本等发挥了重要作用。而国内也在不断提升自身整体军工制造技术业技术水平,追赶军事强国脚步。


近期国内外武器装备先进制造技术的发展呈现以下特点 :


(1)信息化推动生产提速,数字化设计与制造技术不断发展以美国为代表的军事强国,在现有较为先进的技术基础上, 仍不断寻求突破,并全面开展应用先进制造模式,采用先进设计技术等技术手段,缩短武器装备研制周期、降低武器装备生命周期成本,提升武器装备快速研制能力, 保持了强劲的发展势头。如模块化设计技术在舰船、导弹、太空飞行器、军用车辆等武器系统研制领域中得到广泛应用 ;先进的多体动力学仿真技术在车辆、 轻武器、引信等武器装备及相关产品研制中的应用,有助于发现潜在的设计问题、改善和优化产品性能、减少仿真模型的创建和测试时间成本,等等。目前国内军工制造业的信息 化水平仍参差不齐,许多企业仍停留在传统工艺生产方式上,信息化水平函待提高。但随着我国近年来国产专业化软件和构件不断创新研发,军工企业的信息化 程度与数字化工艺水平依然有了大幅度提高,制造工艺过程质量和效率有了明显提升。国内军工制造业信息化正在从单元技术应用阶段向综合集成阶段发展转型,力图构建完善的、高效的、协同的制造生产模式,以实现系统集成增效。在未来,更好的推动军工企业信息化步伐,将是非常必要的。


(2)先进工艺技术不断涌现, 推陈出新在工艺技术方面,2012年各军事强国积极开发新工艺,如美国海军金属加工中心针对舰船建造,开发多项工艺,显著降低舰船建造成本 ;获得国防制造技术成就奖的双马树脂基复合材料自动纤维铺放工艺 ;开发模塑成形、高精度电铸等光学零部件成形技术,等等。并且不断将先进的工艺技术引入到武器装备制造中,如可穿戴式外骨骼用于舰船建造 ;洛马公司采用电子束增材制造技术,实现 3m长的F-35机翼钛合金零部件成形 ;通用电气公司在发动机叶片制造中采用激光增材制造技术加工 1.22m长钛合金零件,使每台发动机成本节省2.5万美元 ;搅拌摩擦焊技术、变形电阻焊技术在舰船、地面战车、太空发射系统等武器装备制造中的 应用,在降低武器装备制造成本,提高可靠性方面发挥了重要作用。国内方面,航天工业在加工精密化、结构轻质化、功能复合化方面不断突破,使得近年来航天工业取得突出成绩 ;航空工业则重点推动数字化集成制造、结 构整体化制造技术、高性能材料工艺技术等的发展,C919大飞机后压力框部段全复合材料样件的研制成功就是很好例证 ;船舶工艺技术的发展呈现出“五化”—— 总装化、精细化、数字化、绿色化和自动化,如武船、沪东中华 等企业,都已经全面推动了数字化造船的发展 ;兵器工业工艺技术不 断克服其多样性、特殊性、复杂性的特点,在多方面推动了整体工艺水平的提升 ;电子工业工艺技术则重点集中在电气互联、元器件制造、精密加工、电子模块和整机装配、表面工程等方面。国内军工各行业工艺技术在近些年都取得了较快发展。在现有阶段的基础上,各国对于先进技术的探索势必会继续推进。


在未来一段时间内国防制造领域的发展趋势会有以下几点 : 


(1)高效、低成本将成为主要追求目标在和平发展的大环境下,国际上大部分国家都以经济建设、国力增长为立国之道,近年来世界范围内都在进行裁军与军费缩减。并且,能源、资源的有效利用与环保问题也早已是世界性的重点话题。在这种形势下,一项技术先进与否,已不仅仅以是否满足制造需要作为评判的唯一标准,而需要更多的考虑材料的消耗程度、技术的使用效率等多方面因素。这对于武器装备先进制造技术的发展提出了新目标,那就是高效与低成本。一项高效、低成本的新技术,能帮助缩短武器装备研制生产周期,提高产品质量与生产效率,延长设备寿命,降低生产消耗。当大部分新技术发展都实现这一目标时,军工制造业将更加符合可持续发展的要求,同时将能满足更加快速和高质量的生产要求。


(2)数字化、智能化将成为主要发展方向美国作为当今世界军事霸主, 其国防部所定义的“先进制造企业”主要的特点就是通过数字化、 智能化技术实现企业内外部的集成和互联,实现车间生产的敏捷智能。国内军工企业近年来的数字化进程所带来的良好效果,也从一个侧面印证了这一点。企业内部全数字化可实现产品寿命周期内,设计、分析和制造信息完整集成 ;企业间互联可确保跨越企业界限的流畅互操作 ;建立敏 捷智能的生产车间,形成自适应的制造能力,可以快速响应作战需求。这些优势将改变企业行为模式,全面提升企业的核心竞争能力,帮助企业更好的满足以信息 技术等为主导的未来战争的特殊需求。数字化、智能化在国防领域所扮演的角色势必更加重要。


(3)政策引导将推动国防制造发展以国内情况来看,军工企业许多人员对于制造的概念仍停留于传统思维模式中,新技术、信息化等的推广阻力较大。企业间技术共享较少,并且军工各行业工艺都有其自身特点,导致跨行业间的技术交流存在壁垒。这对我国军工制造业的进一步发展是十分不利的。随着信息化社会的逐步发展,企业间将实现互联, 这种状况势必有所改善。但在这一过程中,强有力的政策引导必不可少。需要通过政策引导,将许多利益相关者采取的发展措施统一协调起来,突破文化阻力,实行深层次变革 ;通过政策引导,加强对未来制造技术发展趋势的判断,开展制造技术的创新研发与推广应用 ;通过政策引导,加强国防制造人才队伍的培养,使之适应未来数字化、智能化的发展需求。政策引导将成为推动国防制造向前发展的有效动力。




End


作者:常家辉
选自中国学术期刊封面故事


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来源:安怀信正向设计研发港
疲劳断裂复合材料化学电源光学通用航空航天船舶兵器ADS电机材料单元技术MEMS
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首次发布时间:2022-10-14
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