自控所智能制造總體架構(gòu)

【資料圖】

產(chǎn)線動(dòng)態(tài)重構(gòu)整體方案

激光陀螺腔體加工自動(dòng)化加工產(chǎn)線

隨著航空裝備的體系化發(fā)展，機(jī)載GNC（控制、導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)）產(chǎn)品作為飛行器的關(guān)鍵“大腦”與“神經(jīng)系統(tǒng)”呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)小型化、幾何精度極限化、功能集成化一體化的發(fā)展趨勢(shì)。在市場(chǎng)需求大幅提升、技術(shù)要求更加嚴(yán)苛、研制與批產(chǎn)快速轉(zhuǎn)換、單件制造一次成功的挑戰(zhàn)下，大量依靠高水平技術(shù)、技能、管理人員進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、人工加工裝配的傳統(tǒng)制造技術(shù)與管理模式，已經(jīng)嚴(yán)重制約了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)與發(fā)展。航空工業(yè)自控所立足航空裝備發(fā)展新階段，提出“用先進(jìn)制造模式做強(qiáng)核心產(chǎn)品”的戰(zhàn)略發(fā)展理念，探索“管理模式+技術(shù)手段”融合變革路徑，讓智能制造新技術(shù)與新模式貫穿于產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造過(guò)程中，提升了運(yùn)營(yíng)效率，有力促進(jìn)了自控所從傳統(tǒng)科研院所向開(kāi)放式、高科技、創(chuàng)新型企業(yè)轉(zhuǎn)型。2022年11月，世界智能制造大會(huì)公布了智能制造標(biāo)桿企業(yè)（第六批）名單，自控所名列其中。

架構(gòu)引領(lǐng)管理先行

構(gòu)建智能制造體系，重在“修煉內(nèi)功”。“智能制造作為一種新型制造模式，不僅僅是單純的技術(shù)變革，也是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)營(yíng)理念，乃至社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系的深刻變革。”自控所所長(zhǎng)楊衛(wèi)平說(shuō)道。

作為一家設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)一體化高度集成的航空高科技研究所，自控所產(chǎn)品覆蓋機(jī)械、電子、光學(xué)、液壓、電磁、力學(xué)、控制等多個(gè)專業(yè)，制造離散度大、定制化程度高、業(yè)務(wù)協(xié)同復(fù)雜。為優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、提升運(yùn)營(yíng)效率，物理企業(yè)的數(shù)字化建模成為關(guān)鍵，在深入學(xué)習(xí)消化集團(tuán)智能制造總體架構(gòu)的基礎(chǔ)上，從頂層架構(gòu)入手，構(gòu)建自控所智能制造架構(gòu)，正向開(kāi)展了覆蓋研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、售后服務(wù)等業(yè)務(wù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，明晰了“企業(yè)能力建?！獦I(yè)務(wù)建?！a(chǎn)品建模—裝備建?！钡慕蛹?jí)與模型間數(shù)據(jù)、信息關(guān)系，自頂向下，對(duì)準(zhǔn)戰(zhàn)略、業(yè)務(wù)、IT之間的關(guān)系，構(gòu)建了“架構(gòu)—模型—流程—IT—標(biāo)準(zhǔn)”為一體的AOS管理體系，打造覆蓋全業(yè)務(wù)流程的多層級(jí)數(shù)字孿生模型，構(gòu)建數(shù)字企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了研發(fā)制造全過(guò)程、全價(jià)值鏈的數(shù)據(jù)貫通。

集成研發(fā)升級(jí)模式

“智能制造技術(shù)的應(yīng)用，不僅強(qiáng)力推進(jìn)了企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，更從根本上改變了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)模式?！边@是自控所設(shè)計(jì)研發(fā)人員的共同感受。以前，自控所GNC產(chǎn)品的研制大多依靠高水平技術(shù)專家與科研人員的經(jīng)驗(yàn)與智慧，從技術(shù)“小白”成長(zhǎng)到領(lǐng)域“大拿”，培養(yǎng)周期往往需要五年以上?，F(xiàn)在，自控所聚焦產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)前端機(jī)理、原理創(chuàng)新過(guò)程，打造貫穿“R 需求—F功能—L邏輯—P實(shí)現(xiàn)”的工具鏈及集成環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)—工藝—生產(chǎn)—服務(wù)”的統(tǒng)一產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)傳遞、裝備生產(chǎn)能力仿真，同時(shí)創(chuàng)新打造了知識(shí)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品研制集成環(huán)境（PDIE），將長(zhǎng)期積累的設(shè)計(jì)工藝經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)固化在知識(shí)組件之中，形成可供自動(dòng)化調(diào)用模型，根據(jù)不同產(chǎn)品的定制化需求，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品需求輸入、邏輯計(jì)算、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真分析、工藝設(shè)計(jì)的全流程自動(dòng)快速變型設(shè)計(jì)，一個(gè)新人只要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可以設(shè)計(jì)出高水平的產(chǎn)品，產(chǎn)品研發(fā)周期顯著縮短、管理效能大幅提升。

數(shù)智建設(shè)重構(gòu)產(chǎn)線

從2018年開(kāi)始，自控所重新推進(jìn)精益生產(chǎn)方式，目的是徹底改變生產(chǎn)方式和制造基因，目前已實(shí)現(xiàn)100多個(gè)單元物理成型、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)SOP基本貫徹，為數(shù)智化建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)。

根據(jù)產(chǎn)品多品種、小批量、高度定制化的特點(diǎn)，面向產(chǎn)品快速切換需求，自控所提出面向產(chǎn)品的產(chǎn)線動(dòng)態(tài)重構(gòu)總體方案，開(kāi)發(fā)了集成多種典型零件加工、清洗、檢驗(yàn)于一體的自動(dòng)化加工，針對(duì)不同處理要求自動(dòng)適配工藝的特種加工，人機(jī)融合智能柔性化裝配等數(shù)智化產(chǎn)線近10條，并融合層次化建模、數(shù)字孿生、產(chǎn)線仿真等技術(shù)，建設(shè)數(shù)字孿生平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)面向不同型號(hào)產(chǎn)品的、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能產(chǎn)線“虛擬動(dòng)態(tài)拼裝”。以激光陀螺腔體加工生產(chǎn)線為例，根據(jù)不同訂單，只需將實(shí)際產(chǎn)線的產(chǎn)品、裝備、工裝刀具等全部制造資源進(jìn)行虛擬組合，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)線自動(dòng)排產(chǎn)與加工，便可容納多種型號(hào)產(chǎn)品同時(shí)生產(chǎn)，制造資源得到最大化利用，最大產(chǎn)能得到常態(tài)化運(yùn)行，效率提高30%以上。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)自主運(yùn)營(yíng)

自控所結(jié)合自身多專業(yè)協(xié)同、保密要求嚴(yán)、高精密高集成的制造特點(diǎn)，自主開(kāi)發(fā)了PMIS、MES、SMS等全套生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從市場(chǎng)訂單、生產(chǎn)計(jì)劃、采購(gòu)供應(yīng)、制造執(zhí)行、庫(kù)存管理等全業(yè)務(wù)鏈集成管理，并在企業(yè)管理駕駛艙上實(shí)現(xiàn)集中管控。在保密要求下，構(gòu)建自動(dòng)化跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部的業(yè)務(wù)流、信息流、資金流的一體化集成管理，降低供應(yīng)鏈運(yùn)作成本，推動(dòng)與上下游廠商之間的業(yè)務(wù)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理透明管控。

經(jīng)過(guò)多年來(lái)的探索與實(shí)踐，自控所打造了以“架構(gòu)引領(lǐng)的企業(yè)正向設(shè)計(jì)能力、PDIE集成的研發(fā)創(chuàng)新能力、動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的柔性生產(chǎn)能力、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的透明運(yùn)營(yíng)管理能力”為特征的，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的航空機(jī)載高端裝備智造新模式，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品研制周期縮短35%、生產(chǎn)效率提高30%、運(yùn)營(yíng)成本降低20%的顯著成效，未來(lái)將深度結(jié)合研究所在航空產(chǎn)業(yè)鏈地位，以及產(chǎn)品小核心大協(xié)作的外協(xié)外包的現(xiàn)狀與需求，將經(jīng)驗(yàn)、模式、工具向外部推廣，最終推動(dòng)制造生態(tài)由問(wèn)題驅(qū)動(dòng)到流程驅(qū)動(dòng)、由業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的能力升級(jí)，為航空高質(zhì)量發(fā)展插上智能“翅膀”！

關(guān)鍵詞：