满足对复合材料自动化的巨大需求
航空航天业正在为在不久的将来生产零件的工业能力需求的大规模结合做好准备。在新冠疫情之前，波音和空中客车公司估计，未来 20 年将需要 40,000 架商用飞机（相比之下，目前服役的飞机约为 25,000 架）。美国军方也在研究寿命有限、成本极低的无人机群概念。最后，第一架空中出租车预计将于 2023 年投入使用。所有这些概念都需要大量使用复合材料来满足其航程和速度要求，这将对当今的工业基础造成压力。
今天，复合材料工业基础以手动铺层或当前的自动铺层机为基础，机器利用率仅为 20-50%。它也仍然比数字更模拟。公司正在涉足数字化以解决特定的痛点，例如资产跟踪，但很少有制造商拥有真正的企业级工业 4.0 环境。
航空航天业必须发生状态变化，以实现未来飞机的生产率。首先，复合材料的自动化必须成为推动即将到来的生产浪潮的主要组成部分。如果做得好，自动化将减轻对大量资本投资的需求，并减少制造飞机的新技术工人的数量。其次，复合材料社区需要接受工业 4.0 概念，以便从制造和组装过程中生成的数据中获得可操作的见解。未来研究使自动化和工业 4.0 可用于航空复合材料生产的关键主题包括：
- 制造科学工具
未来状态： 一套用于制造民主化工具的设计，可以根据制造生命周期中的点连贯地评估贸易空间。
潜在的解决方案： 集成人工智能/机器学习、自动化、数据、分析、制造和产品。使用由模拟、3D 可视化、分析和协作工具组成的基于计算机的集成系统来开发整个制造过程的虚拟表示。 - 低成本、敏捷的制造和加工
未来状态： 对低成本制造工艺能力的深入了解。设计受已识别流程的约束，导致设计周期时间缩短 50%。可以快速重新配置的生产线以满足激增的需求和各种产品组合。
潜在的解决方案： 下一代自动化。改进了自动纤维铺放/自动丝束铺设设备的使用。用于复杂形状零件（热固性和热塑性）的手工铺层和成型的机器人解决方案。协作机器人。灵活的机器人系统可以重新编程或重新利用以集成到另一个系统中。 - 检查
未来状态： 我们需要无干扰的过程中传感器以及适用于制造和使用条件的验证测试的替代方案。
潜在的解决方案： 从检查转向测量。这需要制造模拟和过程测量，以及在役结构模拟和测量，其水平足以满足监管要求。使用工业 4.0 工具来了解零件或装配体的状态，而不仅仅是跟踪它们。
SME 启动了复合材料自动化技术社区来满足这些需求。我是技术社区的一员，欢迎为我们开始的讨论提供意见。
自动化控制系统