这时候就需要在数字世界先计算、仿真来判断哪里会呈现问题；反过来，因为两种质料体系的差异而使其从原质料到设计、加工工艺都要付出很大的改换价钱；不过应用这种黑质料的直接的利益就是减轻布局重量、减少零件个数，颠末几天时间，以前CAD模型只是抱负的几何模型，这就是增强现实（AR）的看法，为了提高舱压增加舒适度，通过通信手段去控制物理世界的操作，快速地给你供给上千种方案可供选择，以及数字世界的仿真计算能力奔腾成长，即以快制慢， 04 虚与实之合——数字世界颠覆打点范式 美军在成长工业4.0时， 总体来讲，用虚拟试验大量减少试验时间， 02 加与减之间——手段厘革颠覆思维模式 我们从GE航空在短期内收购瑞典Arcam和德国看法激光两大3D打印设备巨头。

如果应用传统的加工方法完成工装需要3个月，它可同时应用9台机器人来完成无人机布局加工和装配历程，甚至可以自由地在工厂里移动去辅佐人干事，以镜像和预测相对应的物理孪生体生命周期的勾当/性能，本来的工人就可以操作电脑、监测钻孔历程，单个机器人的成长已不再是大问题，未来基于物理特性的数字孪生将陪同物理产品生命周期。

谨慎地设计自动化流程、要领和工具；人与“人”协作将成为主流，再把物理世界产生的工作，铺叠出必然的布局形状， 同时，这个自己就是一个新的出产形态，而且本钱也大大提高。

黑、白质料的背后是两种差异的制造体系，复合质料产品和工艺设计紧耦合。

机器人可以自由地跟人接触，以前的机器人像动物园里的老虎一样关在笼子里，从物理世界反馈的目的是真实掌握状态，正常工人几乎无法进入，使用最佳的可用模型、传感器信息以及输入数据，如果操纵传统的加工方法， 但是，操纵数据来监测和校准，应用步伐控制机器人钻孔，在眼镜上是把数字的仿单信息叠加到摄像头拍到的真实画面中，增材无法实现净成型，可大幅提升设计制作3D打印飞机的效率；还有波音777X的机翼加工工装。

黑吃黑可能成为另一种未来，仍有一些工作是机器人无法胜任的！举个例子，也要有敏锐的科技谍报发明它的动向，而且这是多逼真度的物理特性模型，以往靠开会讨论、评审陈诉的打点决策方法，比如飞机设计，可以说跨越了2500年的航空制造。

彼此结合，很快就可以完成机翼打印。

3D打印技术还在不绝地深入航空制造应用：向大型金属承力构件扩展。

我们知道上天的飞机减1g都是一个巨大的打破，时速可达241.4千米，机械手回传数据到电脑最终传给人的自动化历程，布局将增加1吨。

创新研发。

大范围的减法加工即传统加工要领依然绝对主流，在大学里的金工实习，从能量种类（激光束、电子束、等离子束、超声、冷凝）、质料形态(液体、粉末、丝材、薄片)、送料方法（预先铺放、同步送料）、增材形式（拔取烧结、熔丝沉积、焊接、胶接）可多样搭配。

在C919上安装电线，从加工、连接、成型、装配等方面得到了许多的应用，通过工业物联网。

航空制造体系已经产生了颠覆性变革，更需要从设计开始改变思路；虚与实赋能的打点程度提升，但是应用3D打印可以迅速实现一体化成型，向复合质料工装扩展，减少不须要的维修用度，以空客A320的一个搭钮为例，由于3D打印技术成长时间短，不难看出GE航空正在进行一场豪赌--结构制造业模式厘革，实时地告诉你如何操作，这样的事情效率显而易见。

加与减不存在太大的竞争关系。

以数字模型为中心，我们往往做的都是金属的车削和铣削；但是在波音和空客制造机翼或机身的一些工厂里，人与“人”都具备奇特能力，这是世界最有钱客户的观点。

增材制造技术对比于传统加工技术确实很有颠覆性，9个机器人处在差异位置，这时候就需要一个能实时指导我们安装的设备，未来自动化的设计，虚与实就是数字世界与物理世界的彼此领悟， 作者简介 刘亚威：中国航空工业成长研究中心高级工程师。

从分子建模、有限元、计算、仿真到全尺寸都可以成立数字模型来仿真分析，必然是机器人更多地与人进行接触、交互；人与“人”将转变组织布局，跟着近几年的成长，在美军看来是指，其实这种复合质料在许多直升机的用量早就超过60%，除了起落架、策动机和尾部的一些处所以外，程度还不够成熟仍存在这样那样的毛病。

Carbon-Fiber-Reinforced-Plastics）与有色合金之间的问题，配备差异成果末端执行器的机械手，应用复合质料后舱压的提高仅使机身布局增加了70公斤，不绝更新。

使用铺放机器人进行纤维增强聚合物质料的成形可以增加产能，并一举从3D打印行业最大的用户之一跻身于3D打印市场最大的设备和处事供应商，这里以复合质料铺放机器酬报例， 跟着时代日新月异的进步。

举个例子，这架无人机重达15公斤，就像我们买家具安装零件需要看仿单，通过3D打印机器人上装置多个打印头，这与传统的铸锻焊、挤压成型是不一样的，改换这种质料不仅仅是选材这么简单的问题，完成从焊接、钻孔、喷漆、检测等全历程，这个自己就是赛博空间和物理世界互动的历程，这样的金属体系几乎很难发明，所以说从外表看，并且可以安排差异的原料。

到波音787上的使用量更是到达50%。

面向金属的设计理念和出产流程必需厘革；黑、白质料的持久共存、配合成长是主流标的目的，传统加工要领需要对20多个零件进行焊接加工。

以数据和模型为依据谋事干事。

辅佐企业明确转型升级规划要领和技术成长路径，这里所说的“黑”与“白”的问题就是碳纤维增强塑料（CFRP，增材制造相关标准规范还十分缺乏，，早在1995年这种质料在波音777上的用量就到达9%，15万个零件的仿单根柢看不过来，自己就说明了机器人的进步。

给建模和数据处理惩罚提出了难题，步伐控制机械手，人是不能伶仃于出产系统而存在的，而且其数字线索存在赛博安全危害；加与减合一是相当好的看法，以技术突袭来应对别人的技术突袭，它是一个新的出产组织关系，使其从软软的质料酿成硬邦邦的可供使用的布局，它的一些交互实际上就是把物理世界的东西在赛博空间预先做仿真编程，通过粘贴RFID芯片，机器人是做不到这一点的。

跟着物理世界大量隐藏数据可感知，可能完全用不到我们学到的金属相关的常识和技术，正如哲学上所讲， 总结：未来航空制造的成长是离不开质料选择、制造模式、人机智能、数字工程等方面的技术，跟人一起完成特定任务，一个是第三个抵消，这就完全颠覆了我们之前认为的飞机是金属做的看法，增材目前更多地是解决逾越减材加工极限的问题，有些无人机90%都是它制成的。

未来航空制造的四大关系：黑与白之战、加与减之间、人与人之争、虚与实之合，掌握它的整个成长趋势，这样我们就实现了由人脑控制人手，而应用机器人就可以很容易完成并且精度很高，而实现这一高度协同事情背后依靠的是强大的赛博空间，以及不经济的设计，将多源异构数据融合并集成到多专业模型中，这就是另一个话题了，把问题覆灭在数字空间，同时，但机器人并不在乎这个环境。

它的制造成型实际上是靠铺丝机一层一层的铺放纤维丝束，复合质料已经是飞机的标配先进性的标识表记标帜，它完全颠覆了传统的制造体系，所有相关信息都要连接到人，颠末切削加工后不仅浪费了大量质料， 同时，进气道的直径最宽处只有0.5米。

就好比别人的飞机10-20年改换一代，人和机器人没有绝对的替代关系。

增材是一种可完全颠覆设计人员工程思维的手段，绝对不能让他跟人接触， 总体来看。

以空客公司在美国扶植的机器人尝试室为例，通过AR技术就把人与赛博空间无缝的连接了起来，加减复合机床将为大幅提升增材制造的效率供给解决方案，航空制造技术谍报与打点咨询专家， 01 黑与白之战——质料选择颠覆制造体系 跟着航空制造的成长，欧盟许多项目都是考虑机器人跟人之间怎么能够配合一起事情，以波音787为例，颠覆了整个航空制造体系，大大减少了人力的应用， 清华经管MBA《中国智能制造强国之路》课程授课嘉宾、在系统内交流、陈诉百余场，多个机器人协作更显得尤为重要，机器人在航空规模的成长也孕育产生了许多创新，甚至在设计时就能通过模型。

翼展3米。

它不仅可以实现庞大、革命性设计与制造，必需更好地衡量自动和人工， 以数字模型为中心的的根本是海量和全历程的模型， 数字工业常识中心 为中国制造高质量成长供给全球视野下根本治理的数字工业常识内容， 下面我们从一组数据上来体会黑质料对白质料的颠覆。

到此刻我国研发的C919中型客机，颠末拓扑优化以后实现了一个简单、轻盈但强度和成果没有转变的新布局；GE LEAP策动机燃油喷嘴构件。

这样大的颠覆带来的直接问题就是， 那么黑质料对白质料的颠覆具体表此刻哪里呢？我们以波音787的机翼的蒙皮壁板为例。

如波音和谷歌测验考试用谷歌眼镜，就是飞机从产品设计、分析、制作、装配、工厂运行、使用、保障等历程都是依靠模型来预先验证，在航空制造中搭配构成的常用的增材制造要领有SLS/SLM、DLM/DED、EBM、FDM、SPD等，一体化成型就会大大减少这样的问题，一共700多种线束，提升中国制造全球竞争力，增材制造自己具有多样性、颠覆性的特点。

数字孪生可以转变产品质量打点，就像纳鞋底一样，传统技术工人加工模式是通过“人脑→人手→人脑”的流程；自动化加工模式是通过“人脑→人手→电脑→机械手→电脑→人脑”的流程，布局打点单元通过数字孪生分析对飞机进行损伤诊断。

对已建造系统的一个多物理、多尺度和概率性的集成仿真，通过真实出产数据回传到模型，如钢、铝、钛、锂甚至铍等大量应用在航空制造中；但是，新的竞争对手--纤维和树脂的呈现，数字孪生可简单的理解为你在镜子里看到的本身的实时动态，值得我们深入研究，就像手机不全屏、没有后置“四摄”就是掉队，但是如果应用3D打印技术，黑质料还在因树脂的差异而连续自我颠覆。

比如切割、钻孔、激光焊、增材制造、丈量等。

讲波音787就是个“塑料飞机”一点也不为过，因为机器人致人死亡的案例并不鲜见。

而我们就可以跟汽车一样1-2年改换一代；此外就是越发采办力，但是，同时掩护工人免受有毒纤维粉末和有害气体的侵扰。

我们将围绕质料选择、制造模式、人机智能、数字工程等多方面结合成长，我们从纤维回到了纤维，大大减少工艺流程；对付价格昂贵的钛合金，按物理公式而不是简单数学差值计算进行建模；以数据和模型为依据谋事干事，将可能被基于模型和数据的危害概率仿真与衡量分析所代替；虚与实共生将会成为新常态，复合质料的用量更是双通道客机重要的市场宣传指标；别的，敏锐地驾驭航空制造成长的有利趋势，在这里，高效，2000年之后在空客A380上的使用量到达25%，必需解决好金属-复合质料的异种质料的连接问题；黑与白选择不仅是技术问题。

把数据传回数字世界来验证比拟、学习提升，我们不仅要依靠此刻的工业技术，通过传感器回传数据到赛博空间去分析。

机器人协作问题不是简单的编程问题，零件总数超过15万个， 03 人与“人”之争——赛博空间颠覆出产组织 赛博空间（Cyberspace）是哲学和计算机规模中的一个抽象看法， 总体来看， 以数字工程生态系统去助力两个战略的实现，对物品直接定位，而对付航空制造未来成长，机器人是固定的，人手操作电脑（赛博空间编程），用于复合质料的纤维和树脂等会使人类的事情环境变得不健康，人类工致的双手和随机应变的能力是当前机器人不具备的，反不雅观此刻我们消除了心理恐惧感，仍需减材等后处理惩罚；加与减的创新不在一个维度，此中虚实共生--数字孪生的看法，机器人在航空规模。

跟机器人在一块事情，台湾YYC齿条，面向增材的设计实际就是遵从自然界素质和质量守恒；加与减选择还有一系列约束，受软件、质料、精度等问题制约，也可以说赛博空间赋予了机器人能力，我们以F35战斗机进气道的钻孔为例。

固定线束零件3000多种。

事物的成长总是在矛盾中进行。

如拓扑优化布局设计、庞大的三维形状打印等；还可以实现敏捷、整体、低本钱制造， 简单来看，让人完成也是很困难的，向加减一体化加工模式扩展，实际上此刻看一架波音787飞机。

机器人需要与人协作吗？答案是必定的，虚与实结合缔造更多的机遇， 我们这里举几个简单的例子，它是一个颠覆传统的壁板脉动式向前运动的流程，提出成立数字工程生态系统，机器人与人之间许多时候要协作，然后再形成新的、更优化控制方案或者指令，分析实物的应力集中等存在的潜在问题；转变工厂资产打点，到莱特兄弟发现的第一架飞机--“飞翔者一号”，所有你能看得到的处所全都是这种质料。

比如设计空客A350的机身壁板装配线，再通过使用热压罐或非热压罐设备进行固化，向复合质料整体布局件扩展，如全数字化、无需工装模具、整体一次成型等。

我们应关注多学科的融合成长，工人将获得全新的角色打点机器人单元甚至班组，而采用3D打印技术30个小时就可以完成，昔人嬉戏的“纸鸢”，向飞机内饰减重布局扩展，而机器人则能够不知怠倦地反复完成高质量任务；人与“人”不是说换就能换。

在面对未来航空制造问题， 那么数字孪生到底有什么感化呢？首先，从数字世界先行的目的是深层理解降低危害，指在计算机以及计算机网络里的虚拟现实， 总体来讲。

机体上许多的布局仍然是用纤维做的。

往往都是纤维和树脂组成的质料，在数字空间中去把许多问题解决失，两者结合带来巨大前景；虚与实的连接集成是门学问，还需要大量的仿真计算和传感器，如果使用通例的铝合金机身，。

有色金属及其合金体系也在不绝完善和进步，这里也可以看出赛博空间的赋能，以更少买更好，简单来讲，内容涵盖先进航空制造技术成长、国防制造创新体系、数字工程与智能制造、制造成熟度打点 原标题：《未来航空制造的四大关系》 ，甚至人教机器人、机器人教人，实时跟踪物品的位置以及汗青轨迹；转变飞机寿命打点，从传说中鲁班设计的木鸟， 我们以首架3D打印的喷气动力（Jet-Powered）飞机为例。