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發動機部件材料的耐高溫水平越來越高，超高溫合金材料和尖端制造技術不斷突破，使得發動機性能不斷提升。隨著新型整體結構和精密、高效和低成本制造技術迅速發展和應用，發動機性能越來越高。
1. 發動機智能制造主要特征
智能制造包括網絡化、數字化和智能化3個核心要素，其中網絡化是基礎，數字化是手段，智能化是方向。通過本地網絡環境、支持不同設備間“數在線”鏈接及數據流動，建立協同系統。特征表現為能力單元動態配置和優化，是實現本地資源集成，實現產品生產生命周期各個階段集成和模型貫通的手段。另一特征表現為制造過程模型化，定義制造的產品、過程和資源模型，通過仿真、分析和優化，實現機器驅動代碼的自動生成。采用模型驅動的方法，通過虛擬環境中的仿真和優化，指導物理環境中的制造過程，實現生產過程的自適應化，延展自主化能力，提高自適應程度。
智能制造通過動態感知、全面感知、檢測生產線設備以及產品的實時運行狀態，對獲取的實時運行狀態數據進行及時、快速的分析，即實時分析。自主決策，按照設定的規則，根據分析結果，自主做出判斷決策，精準執行決策，控制產品、設備和生產線的運行，實現自適應調整。
2. 智能數控機床
數控系統的開發創新，對于數控機床智能化起到了極大的推動作用。智能機床（見圖2）能夠對各種信息進行儲存、分析、處理、判斷、調節、優化和控制。智能數控設備的主要功能包括：全面感知、檢測生產線、設備以及產品的實時運行狀態。主要功能包括自動檢查機床零點和幾何精度、系統檢測各軸狀態、連續自動的檢測輔助時間和碰撞保護系統等。
通過這些措施，常見的停機原因，如碰撞、精度偏差、漏油或漏氣以及灰塵或腐蝕等可以檢測出來，可以在機床真正停機或加工出廢品之前采取措施。同時具有工夾具數據庫、對話型編程、刀具路徑檢驗、工序加工時間分析、開工時間狀況解析和實際加工負荷監視等功能。產品加工將全程自動化，全自動化物料輸送物流能力下，產品工藝路線將比傳統工藝路線縮短75%左右，將使生產線實現智能化管控。
3. 智能刀具管理
機械加工是智能制造的主戰場！90% 的零件材料去除加工仍然是依靠切削加工來完成。在零件加工過程中將加工刀具、加工參數和走刀路線在程序中設定并固化。
在零件的加工過程中，無人控制、無人換刀以及無人測量，是數控機床高智能化加工的完美體現。
機械加工中刀具的質量壽命尤其重要。刀具的質量壽命是刀具使用過程中，即在精加工條件下，能夠保證表面質量標準的刀具有效切削時間。對于刀具來說，只有刀具質量壽命穩定才能在智能化制造中發揮作用。
加工現場配備帶有刀具管理軟件的專用刀具柜，可簡易地經由觸摸屏的操作，方便地提取刀具、返還刀具以及管理刀具。可通過更方便高效地進行刀具消耗品的分發、管理，達到減少刀具使用成本、減少機床停機時間、提高生產效率以及方便庫存管理等目的，從而實現智能化刀具管理。
4. 智能制造與自適應加工
目前的零件切削加工制造過程中所用的刀具多數為通用半通用刀具，無感知反饋能力，性能得不到充分利用，加工過程的可控性差。在生產準備以及零件加工過程中人工干預較多，加工效率一般。刀具磨損快、效率低導致加工成本較高。加工過程不穩定，各零件的一致性較差。加工過程信息的獲取和控制還不能實現自動化。刀具狀態監控方面，刀具折斷和磨損、切屑纏繞等無法提前預見，刀具壽命對于經驗的依賴性更強。
在自適應監控系統方面，新一代的自適應監控系統可以實時檢測刀具使用狀況，并具有過載保護、沖擊保護和自適應加工的功能。對于加工過程監控做到實時、準確，極大減少空切削時間。
自適應加工系統的特點：自動實時識別零件加工過程的異常情況，確保加工過程穩定；減少加工風險，降低生產成本；提質增效。可以記錄加工過程的實時狀態，保護整個加工系統，延長刀具的質量壽命。提高加工過程的安全性和機床的穩定性，實現高效加工和無人值守。
在使用自適應加工系統前機床操作人員主要通過查看機床負載、聽加工時的聲音，目測零件切削加工中排屑是否通暢，感受機床振動是否增大。這樣做的最大缺點是：人為觀察和判斷有可能不及時、準確度不高，無法對加工效果作出正確評估。
自適應控制系統通過檢測機床主軸的負載，采用專家系統對采集的主軸負載信號和相應的刀具以及材料進行分析處理，調整數控設備的進給速度，使數控設備處于最佳的工作狀態。
使用自適應加工系統可以準確判斷零件加工異常，快速發送警告或暫停機床指令，有效評估刀具壽命，自動顯示換刀提醒。在程序設定的基礎上根據材料性能特點及實際零件余量自動調整切削參數。
刀具磨損自動進給調節：技術人員針對刀具情況設定進給速度，在加工過程中刀具逐漸磨損、主軸的負荷會逐漸增加，自適應系統每隔一定時間測量一次實時功率，專家系統根據刀具的磨損情況自動調節進給速度，以滿足加工中主軸負荷恒定的要求。
刀具的切入、切出過程以及材料的余量變化都會對零件和刀具產生沖擊，自適應系統可以對刀具和工件進行有效地沖擊保護。
當刀具在切入工件的一瞬間，自適應系統會根據負載的大小降低進給速度，并且持續一段時間后恢復到合理加工狀態。自適應系統通過降低進給速度，減小因刀具碰撞所帶來的損害，達到延長刀具質量壽命的目的。
加工過程優化：在加工過程中，系統要對進給量進行實時測量、調整，避免切削力過大或突變對刀具和工件造成沖擊，降低機床顫振，保證機床精度。同時使零件的加工表面顫紋減小，提高加工零件的表面質量，縮短加工時間，真正達到提質增效的目的。可以促進部分工序達到無人值守的水平，為零件加工工藝優化提供實時數據支持，使零件的加工質量及效率得到提高。
5. 結語
先進的裝備的廣泛應用滿足了發動機制造高效、高質量和低成本的要求。國際先進發動機在智能制造工程上的實踐、全自動化集成控制技術研發代替人工工藝流程等方面取得了重要進展，發動機智能制造水平必將不斷提升。
云之佳智能制造方案涵蓋：大數據分析、企業運營層、制造運營層、設備聯網及集成等，J-CLOUD MOM制造運營管理涵蓋生產執行（MES）、質量控制（QMS）、庫存控制（WMS）、設備維護（EAM）四大領域的制造活動，并對這些領域之間的協作進行管理。
（摘自：《金屬加工》）
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