此外,批空中出租車(空中汽車)預(yù)計將于2023年投入使用。所有這些概念都需要大量使用復(fù)合材料,以滿足其航程和速度要求,這將對當(dāng)今的工業(yè)基礎(chǔ)造成壓力。
如今,復(fù)合材料的工業(yè)基礎(chǔ)復(fù)合材料工業(yè)的基礎(chǔ)是手工鋪層或已有的自動鋪層機,自動化設(shè)備的利用率只有20-50%。許多企業(yè)正在嘗試利用數(shù)字化解決特定的痛點,例如資產(chǎn)跟蹤,但是很少有制造商擁有真正的企業(yè)范圍的工業(yè)4.0環(huán)境。
為了實現(xiàn)未來飛機的生產(chǎn)率,航空航天工業(yè)必須進行狀態(tài)變化。先,復(fù)合材料的自動化必須是推動即將到來的生產(chǎn)浪潮的主要組成部分。如果做得好,自動化將減輕對大量資本投資的需求,并減少制造飛機的新技術(shù)工人的數(shù)量。其次,復(fù)合材料社區(qū)需要采用工業(yè)4.0概念,從制造和組裝過程中生成的數(shù)據(jù)中獲得可操作的見解。
為使自動化和工業(yè)4.0可用于航空航天復(fù)合材料生產(chǎn),未來研究的關(guān)鍵主題和解決方案主要包括以下三個部分:
1、制造科學(xué)分析工具
未來將會為制造業(yè)設(shè)計一套民主化的工具,它可以根據(jù)制造生命周期中的某一點來一致地評估貿(mào)易空間。
潛在的解決方案包括:集成人工智能AI/機器學(xué)習(xí)、自動化、數(shù)據(jù)、分析、制造和產(chǎn)品。使用包含模擬仿真、3D可視化、分析和協(xié)作工具的基于計算機的集成系統(tǒng),來開發(fā)整個制造過程的虛擬演示。
2、低成本、高效率的制造和加工
未來復(fù)合材料行業(yè)將會對低成本制造工藝能力進行深入了解。受已識別過程的約束,從而使設(shè)計周期時間縮短50%。生產(chǎn)線可以快速重新配置,以滿足生產(chǎn)需求和各種產(chǎn)品的組合。
潛在的解決方案:下一代自動化。改進的自動纖維鋪放/自動絲束鋪設(shè)設(shè)備的使用、用于手糊成型和復(fù)雜形狀零件(熱固性塑料和熱塑性塑料)成型的機器人解決方案、協(xié)作機器人、靈活的機器人系統(tǒng),可以重新編程或重新設(shè)計以集成到另一個系統(tǒng)中。
3、在線監(jiān)測與檢查
未來有望需要無干擾的過程傳感器,從而實現(xiàn)適用于制造和使用條件測試的替代方案。潛在的解決方案包括:從檢查轉(zhuǎn)向測量,這會需要在仿真模擬和制造過程中進行測量,使其水平足以滿足目標(biāo)要求。使用Industry 4.0工具加強對零件或裝配體狀態(tài)的理解,而不僅僅是跟蹤它們。

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