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酸洗钝化智能管控示范线

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成果主要完成人

易俊兰、余 卓、邱太文、王知华、马 周、唐俊榕、陈耀华、邹 楠

项目概况

民用飞机面临国际竞争和多方位的产业挑战,对质量、寿命、成本、安全、绿色提出了严苛的要求。与国际航空巨头普遍重视飞机制造的“环境生命周期”生产模式相比,国内民机制造业主要采用较为传统粗放的表面处理生产模式,存在高能耗、高污染、高排放等突出问题,已无法满足未来民用飞机的精准管控及绿色发展需求。 上飞公司浦东基地酸洗钝化线承接 C919 钛合金及不锈钢型号零件渗透前酸洗及表面去除污物等生产任务,原有产线存在以下痛点:强酸强碱环境,危害人员健康;酸洗当日必须进行腐蚀速率预先测定效率低;缺乏量化统一的产品表面质量检测判定标准;溶液离线分析、传感器离线计量效率低。针对以上痛点,应用新一代信息技术对原有产线及设备系统进行自动化改造及智能化升级。研究创新性技术,建立酸洗钝化智能管控示范线。通过5G网络及物联技术采集产线设备与溶液状态实时数据实现产线全域感知;通过机理+数据驱动模型预测酸洗工艺并传递给产线执行端实现工艺精准控制;应用机器视觉检测酸洗后零件的外观质量实现基于机器视觉的产品表面质量智能检测;并开展混酸溶液在线分析及温度、pH值、电导率值等在线计量校准技术的研究,以数据为中心,逐步代替人工经验判定和槽边繁杂的操作,实现绿色智能酸洗。 酸洗绿色智能管控技术的投入带来直接的经济效益主要包括:减少人工成本,将人工从 4 人减少到 1 人;减少酸碱对操作人员危害,槽边的每天工作总时长从 16h 减少至 1h,;节约能源用量,每天用电量从 360KWh 减少至 83KWh;减少废气排放,酸碱废气排放时间从每天约 4h 减少至 2h。目前酸洗钝化示范线已应用于国产大客民机项目,创新成果获得软件著作权 2 项,成功入选“上海市绿色技术目录(2022 版)”,为 C919 项目批产的绿色、高效制造提供有力保障。 本项目所述的机器视觉检测判定技术及数字溶液建模技术在国内航空产业表面处理专业尚属首次;面向产线智能化需求的基于要素的在线监控系统可计量性设计为国内领先水平。可推广至国内航空制造企业,可推广的技术包括数据采集、酸洗绿色智能管控技术的探索经验与成果,可有效带动航空表面处理产业的精细化制造、数字化转型和智能化管理能力,大幅提高了我国民机研发和制造水平,具有显著的社会推动和带动效应。