自控所智能制造總體架構

【資料圖】

產線動態重構整體方案

激光陀螺腔體加工自動化加工產線

隨著航空裝備的體系化發展，機載GNC（控制、導航與制導系統）產品作為飛行器的關鍵“大腦”與“神經系統”呈現出結構小型化、幾何精度極限化、功能集成化一體化的發展趨勢。在市場需求大幅提升、技術要求更加嚴苛、研制與批產快速轉換、單件制造一次成功的挑戰下，大量依靠高水平技術、技能、管理人員進行設計開發、人工加工裝配的傳統制造技術與管理模式，已經嚴重制約了企業的運營與發展。航空工業自控所立足航空裝備發展新階段，提出“用先進制造模式做強核心產品”的戰略發展理念，探索“管理模式+技術手段”融合變革路徑，讓智能制造新技術與新模式貫穿于產品研發設計與生產制造過程中，提升了運營效率，有力促進了自控所從傳統科研院所向開放式、高科技、創新型企業轉型。2022年11月，世界智能制造大會公布了智能制造標桿企業（第六批）名單，自控所名列其中。

架構引領管理先行

構建智能制造體系，重在“修煉內功”。“智能制造作為一種新型制造模式，不僅僅是單純的技術變革，也是企業組織結構、經營理念，乃至社會生產關系的深刻變革。”自控所所長楊衛平說道。

作為一家設計、制造、服務一體化高度集成的航空高科技研究所，自控所產品覆蓋機械、電子、光學、液壓、電磁、力學、控制等多個專業，制造離散度大、定制化程度高、業務協同復雜。為優化業務流程、提升運營效率，物理企業的數字化建模成為關鍵，在深入學習消化集團智能制造總體架構的基礎上，從頂層架構入手，構建自控所智能制造架構，正向開展了覆蓋研發設計、生產制造、售后服務等業務優化設計，明晰了“企業能力建模—業務建模—產品建模—裝備建模”的建模層級與模型間數據、信息關系，自頂向下，對準戰略、業務、IT之間的關系，構建了“架構—模型—流程—IT—標準”為一體的AOS管理體系，打造覆蓋全業務流程的多層級數字孿生模型，構建數字企業，實現了研發制造全過程、全價值鏈的數據貫通。

集成研發升級模式

“智能制造技術的應用，不僅強力推進了企業數字化轉型，更從根本上改變了產品的設計研發模式。”這是自控所設計研發人員的共同感受。以前，自控所GNC產品的研制大多依靠高水平技術專家與科研人員的經驗與智慧，從技術“小白”成長到領域“大拿”，培養周期往往需要五年以上。現在，自控所聚焦產品設計開發前端機理、原理創新過程，打造貫穿“R 需求—F功能—L邏輯—P實現”的工具鏈及集成環境，實現“設計—工藝—生產—服務”的統一產品模型數據傳遞、裝備生產能力仿真，同時創新打造了知識驅動的產品研制集成環境（PDIE），將長期積累的設計工藝經驗與知識固化在知識組件之中，形成可供自動化調用模型，根據不同產品的定制化需求，實現產品需求輸入、邏輯計算、產品設計、仿真分析、工藝設計的全流程自動快速變型設計，一個新人只要經過簡單培訓就可以設計出高水平的產品，產品研發周期顯著縮短、管理效能大幅提升。

數智建設重構產線

從2018年開始，自控所重新推進精益生產方式，目的是徹底改變生產方式和制造基因，目前已實現100多個單元物理成型、標準作業SOP基本貫徹，為數智化建設奠定了良好基礎。

根據產品多品種、小批量、高度定制化的特點，面向產品快速切換需求，自控所提出面向產品的產線動態重構總體方案，開發了集成多種典型零件加工、清洗、檢驗于一體的自動化加工，針對不同處理要求自動適配工藝的特種加工，人機融合智能柔性化裝配等數智化產線近10條，并融合層次化建模、數字孿生、產線仿真等技術，建設數字孿生平臺，實現面向不同型號產品的、數據驅動的智能產線“虛擬動態拼裝”。以激光陀螺腔體加工生產線為例，根據不同訂單，只需將實際產線的產品、裝備、工裝刀具等全部制造資源進行虛擬組合，驅動產線自動排產與加工，便可容納多種型號產品同時生產，制造資源得到最大化利用，最大產能得到常態化運行，效率提高30%以上。

數據驅動自主運營

自控所結合自身多專業協同、保密要求嚴、高精密高集成的制造特點，自主開發了PMIS、MES、SMS等全套生產運營管理信息系統，實現從市場訂單、生產計劃、采購供應、制造執行、庫存管理等全業務鏈集成管理，并在企業管理駕駛艙上實現集中管控。在保密要求下，構建自動化跨網絡數據交換系統，實現內外部的業務流、信息流、資金流的一體化集成管理，降低供應鏈運作成本，推動與上下游廠商之間的業務協同，實現數據驅動的企業運營管理透明管控。

經過多年來的探索與實踐，自控所打造了以“架構引領的企業正向設計能力、PDIE集成的研發創新能力、動態可重構的柔性生產能力、數據驅動的透明運營管理能力”為特征的，數據驅動的航空機載高端裝備智造新模式，實現了產品研制周期縮短35%、生產效率提高30%、運營成本降低20%的顯著成效，未來將深度結合研究所在航空產業鏈地位，以及產品小核心大協作的外協外包的現狀與需求，將經驗、模式、工具向外部推廣，最終推動制造生態由問題驅動到流程驅動、由業務驅動到數據驅動的能力升級，為航空高質量發展插上智能“翅膀”！

關鍵詞：