智能制造航空产业发展航空工业新航：以智能制造打造发展新引擎|智能制造|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

航空工业新航：以智能制造打造发展新引擎

产品柔性装配单元

航空工业新航的产品多为重要指标保障的关键机电部件，产品具有多品种、小批量的典型特点，研发周期长、生产组织、排产困难，制造和装配过程是以人工作业为主的传统制造模式，随着批产交付任务与科研生产任务的逐年增长与叠加，原有传统的生产制造模式与信息化管控模式已经不能适应新时代航空企业的发展需求，一场变革势在必行。

为加快研发、制造、信息管控能力建设，提升企业核心竞争力，新航于2016年申报工信部与财政部联合组织的“智能制造综合标准化与新模式应用”项目——航空关键零部件数字化车间，并于2018年顺利通过项目验收。作为当时入选的五家航空企业中唯一的一家航空机电附件企业，新航通过航空关键零部件数字化车间项目，为生产带来了翻天覆地的变化。

理顺思路明确架构

航空关键零部件数字化车间项目以航空智能制造总体架构为依据，结合“动态感知、实时分析、自主决策、精准执行”的智能制造特征，明确了科研数字化、制造精益化、管控信息化的建设思路及原则，围绕从主机客户需求提出，到产品设计试制、物料和零组件供应、生产排产、制造组装、品质确认、物流保障、收货回款及合同闭环的产品研制及售后全过程，构建了具有新航特色的航空产品研发制造管控新模式——XH-iFLOW。

立足“三个维度”

全面推进根据项目架构、建设思路及原则，新航将航空关键零部件数字化车间项目划分为研发、制造、管控三个维度，全面推进并实施。

研发维度，打通正向产品研发流程，摸索建立了需求梳理、设计、仿真、制造全面协同及并行研发新模式，减少生产试错，提升了研发效率；实现了目标产品全部数字化三维设计模型、工艺模型、需求模型建立及仿真验证，初步建立了座舱压力调节器类产品各类建模规范，解决设计与制造一体化、设计仿真协同等关键技术问题，实现了设计、工艺、制造数据同源。

制造维度，打造航空机电类产品多品种、小批量柔性混线精益制造新模式，建立了以生产单元为核心的车间管控业务流程，完成了三组典型零件精益制造单元及两大类典型产品柔性装配单元的规划及实施（如图）；建设了工业互联网平台，实现生产现场设备互联互通，实时采集过程数据，为未来制造大数据分析打下基础，初步实现航空机电产品制造升级。

管控维度，搭建了门户协同/决策系统、质量系统、PDM数据平台、U8库房管理系统、生产管理系统、MES系统、MDC/DNC设备互联互通平台、产品实物质量采集平台等信息化系统及平台，并通过各系统及平台全面集成，实现了数据共享和信息共享，提升了管控效率。

成效初显智能制造驱动发展新引擎

航空关键零部件数字化车间项目实施完成后，实现生产效率提升39%，运营成本降低24%，产品研制周期缩短57%，产品不良品率降低54%，能源利用率提高42%，一串串让人惊喜的数据，不仅折射着新航提速奋进的脚步，更彰显着新航以智能制造引领企业发展的信心和决心。

航空关键零部件数字化车间项目建设的初衷是基于主机客户角度和思维，重点解决主机客户所关注的产品主价值链各环节存在的问题，全面提升航空机载附件企业产品研发、制造和交付能力，实现航空产品按时、保质交付。通过需求及仿真工作开展对产品故障模式由“定性”转变为“定量”，为后续产品研发质量提升提供数学模型；制造技术提升使产品一装合格率达到90%以上，零组件及产品制造一致性大大提升，数字化质量检测与追溯系统建设使产品质量数据实现实时条码查询，为故障分析提供关联数据进行分析，实现故障精准定位，为产品改进提供数据支持，顺利解决了产品研制交付质量一致性、按节点交付等关键问题。

航空关键零组件数字化车间项目涵盖产品研制、制造运营和车间现场管理等企业增值链核心业务，实现流程贯通、数据集成和信息综合展示与利用，在航空关键零部件研发、制造、信息管控各环节中推广应用了数字化技术，带动产品设计和制造方法与工具的创新、生产制造管理模式的创新以及供应链协作单位关系的创新，实现传统科研生产模式向先进的数字化科研生产模式的转变。

航空关键零组件数字化车间项目作为航空机电行业智能制造创新优秀成果，在我国航空关键零部件制造业发挥了示范带动作用，不仅探索了一条切实可行的国产智能制造系统解决方案关键技术路线，也为航空产品研发与制造探索一条数字化的精益智能之路。新航将以此为基础，致力于开展航空机电产业区域智能制造中心的打造，助力航空机电产业智能制造整体升级。（航空工业智能制造创新中心与航空工业新航联合供稿）

智能制造——航空制造业由大变强

我国经过60多年的发展，已经从最初的仿制和改进设计阶段，走到今天的自主设计和创新研发阶段。当前，新一轮科技革命和产业变革蓄势待发，工业发达国家纷纷出台制造业发展战略，揭开了全球新一轮工业革命浪潮的序幕。航空制造业兼具高新技术产业和先进制造业的典型特征，是国家科技、经济、国防实力和工业化水平的重要标志。智能制造是航空工业落实创新驱动发展、实现工业转型升级和跨越式发展的关键举措。

航空工业经过多年发展，在信息化、数字化、自动化和网络化发展上取得了长足进步，产品定义实现了全三维无纸设计，在广域协同、数字化企业、生产制造执行与集成以及自动化装配等方面获得了应用经验，取得较大成绩。但综合而言，航空工业尚处于机械化、电气化、自动化和信息化并进的状态，大部分企业处于2.0到3.0的转型期，部分重点企业已经开始进入3.0的状态。与国际先进航空制造业相比，航空工业的智能制造水平尚有较大差距，存在整体水平不高、发展不均衡、部分领域存在短板、关键核心技术有待突破、高端装备对外依存度高的突出问题。航空制造业要基于长期以来良好的两化融合基础，充分利用智能制造技术，逐步向数字技术全面覆盖、智能装备广泛应用、系统平台集成统一、网络空间深度利用等方向发展。要通过建立工业CPS，推动数字化、网络化和智能化技术应用，深度影响航空制造业的未来，促进航空产品研制、生产和服务保障模式转型升级，实现数字航空的愿景。

航空工业智能制造总体工作及成效

为抢抓新一轮科技革命和重大机遇，加快推进集团公司智能制造工作，集团公司从顶层牵引开展相关工作，主要包括以下几方面：

抓好顶层设计，明确技术路径

集团公司牵头组织专家研究制定了《中国航空工业集团有限公司智能制造架构（V1.0）》，明确了航空工业智能制造的总体架构与总体发展思路。提出“动态感知、实时分析、自主决策、精准执行”的智能制造典型特征，从数字化、网络化、智能化出发解读了智能制造的核心要素，设计了包括企业联盟层、企业管理层、生产管理层和控制执行层的航空工业智能制造总架构和分层架构，明确统一规划、统一架构和统一标准的原则要求，为航空工业各成员单位开展智能制造项目工作提供了顶层设计指导。

为支撑架构的落地，明确行动路径，集团公司研究制定了《中国航空工业集团有限公司智能制造推进计划》，提出建立一个中心、突破三项关键技术、实施七项重点任务，给出了需求导向、顶层规划、示范带动和整体推动的发展思路，明确2020年和2025年的智能制造发展目标。

推动模式转型，突破关键技术

航空工业在“工程与制造”领域里大力推进基于模型的系统工程，系统工程方法从局部试点到体系推进广泛应用，并在多个机型研制中得到应用，覆盖系统之系统到系统、子系统、组件，航空武器装备创新开发能力大幅提升，模型驱动的先进飞机研发模式逐渐形成。

在“组织与管理”领域推行AOS流程体系建设，引进国际先进管理方法论，着力构建“架构—模型—流程—IT—标准”为一体的业务流程管理体系。AOS流程体系向上承接企业架构和业务模型，向下衍生IT执行系统，实现战略、业务和IT的一致性对准；以流程为线索集成质量、风险、绩效等各种管理要素，增强管理的协同性。目前集团正在组织开展总部和19家单位AOS流程体系试点工作，取得初步成效。

智能制造创新中心与国外先进供应商开展技术合作，深入开展了智能互联和监测的技术体系研究和技术验证工作，解决了异构异类设备互联的技术难关，为构建CPPS环境做出了成功的探索。开展工业机器人集成应用技术研发平台建设，针对航空产品制造中特有的自动钻铆、激光焊接、搅拌摩擦焊接等加工工序，突破了针对工艺需求的末端执行器设计技术、柔性工装技术、加工运动轨迹规划与仿真技术、加工状态检测与监控技术、加工过程智能分析与决策方法、面向应用场景的机器人系统集成技术等关键技术，形成工业机器人成套系统的技术研发能力。

推进试点示范，形成最佳实践

目前大部分航空制造企业已经开展以企业资源计划（ERP）和制造执行系统（MES）为核心的信息化平台建设，创建了以移动生产线和优异中心全局协同为代表的新型制造模式。部分领先企业数字化管控模式已从制造现场向组织管理全局延伸，带动计划流、物流、信息流、资金流的全面集成，支撑生产精益化和交付质量的提升。部分企业已经开始应用3D打印、复杂结构件数控加工等由模型直接驱动智能设备制造技术。工业机器人广泛应用于制孔、铆接、喷涂、密封、复材铺敷、无损探伤、切割、检测等工业领域。

航空工业积极组织参与国家级智能制造试点示范和智能制造专项的项目建设，2015年至2017年共计承担国家级智能制造综合标准化和新模式、智能制造试点示范项目共计18项，覆盖13个单位。集团公司设立智能制造试点生产线16条，在此基础上组织开展航空智能制造最佳实践总结提炼并予以推广，带动智能制造工作的整体推进和能力提升。目前已经形成航空智能机加车间/生产线车间实施指南和昌飞、成飞智能机加车间最佳实践提炼。

航空工业智能制造推进工作展望

集团公司要在智能制造架构指引下，加强数字孪生和仿真技术、3D打印技术、机器人系统集成、大数据分析等领域的技术研究工作，抓好智能制造专项和试点示范的实施推进，及时提炼推广最佳实践，打通产品研制生产的设计、制造、试验和管理智能处理流程，形成航空工业全局推进和协同发展的制造新模式，建成一批具有国际先进水平的智能企业，智能制造水平和整体能力位居全国制造业领先地位。