文/王立書(shū)

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的大力推進(jìn)下，航空產(chǎn)業(yè)必能加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型，向智能航空邁進(jìn)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息通信技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，是制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的重要載體，也是全球新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)智能制造的重大意義

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)智能制造的落地具有重大而深遠(yuǎn)的意義。

其一，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是全球新工業(yè)革命的重要基石，可更大范圍、更高效率、更加精準(zhǔn)地優(yōu)化生產(chǎn)和服務(wù)資源配置，為推進(jìn)制造業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、實(shí)現(xiàn)制造業(yè)由大到強(qiáng)提供關(guān)鍵支撐。其二，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)向滿足工業(yè)發(fā)展的新型網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，將推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)升級(jí)，拓展網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)空間，為網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)創(chuàng)造重大機(jī)遇。其三，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域全面拓展，成為各生產(chǎn)領(lǐng)域由自動(dòng)化向網(wǎng)絡(luò)化升級(jí)必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，為制造、能源、農(nóng)業(yè)、交通以及其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)革命性變革，從而加速新舊動(dòng)能接續(xù)轉(zhuǎn)換，推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)繁榮，助力現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)航空工業(yè)智能制造的基礎(chǔ)

為把握新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展新趨勢(shì)，促進(jìn)信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合發(fā)展，航空工業(yè)于2016年1月發(fā)布了航空工業(yè)智能制造架構(gòu)（V1.0）及推進(jìn)計(jì)劃。

航空工業(yè)智能制造架構(gòu)包括總體架構(gòu)以及企業(yè)聯(lián)盟層、企業(yè)管理層、生產(chǎn)管理層和控制執(zhí)行層等四個(gè)分架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)全覆蓋。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體系架構(gòu)包括了四個(gè)層級(jí)，其中，邊緣層和IaaS層基于網(wǎng)絡(luò)提供了大范圍、深層次的數(shù)據(jù)采集以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理，是航空智能制造的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。以數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換及邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)制造現(xiàn)場(chǎng)與云端的集成，能夠有效滿足智能制造參考架構(gòu)生產(chǎn)管理層和控制執(zhí)行層對(duì)網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)的需求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)層基于通用PaaS疊加大數(shù)據(jù)處理、工業(yè)數(shù)據(jù)分析、工業(yè)微服務(wù)等創(chuàng)新功能，為工業(yè)企業(yè)開(kāi)展應(yīng)用構(gòu)建了可擴(kuò)展的開(kāi)放式云操作系統(tǒng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層能夠形成滿足不同行業(yè)、不同場(chǎng)景的工業(yè)SaaS和工業(yè)APP，體現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的最終價(jià)值。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)支撐航空工業(yè)智能制造

圖 智能制造規(guī)劃圖

航空工業(yè)智能制造需要解決多類(lèi)工業(yè)設(shè)備接入、多源工業(yè)數(shù)據(jù)集成、海量數(shù)據(jù)管理與處理、工業(yè)數(shù)據(jù)建模分析、工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新與集成、工業(yè)知識(shí)積累迭代實(shí)現(xiàn)等一系列問(wèn)題。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及七大類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)，分別為數(shù)據(jù)集成和邊緣處理技術(shù)、IaaS技術(shù)、平臺(tái)使能技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)和微服務(wù)技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)建模與分析技術(shù)、安全技術(shù)。其中，通用平臺(tái)使能技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)建模與分析技術(shù)、數(shù)據(jù)集成與邊緣處理技術(shù)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)和微服務(wù)技術(shù)正快速發(fā)展，是航空工業(yè)智能制造的關(guān)鍵技術(shù)；在平臺(tái)層，PaaS技術(shù)、新型集成技術(shù)和容器技術(shù)正加速改變信息系統(tǒng)的構(gòu)建和組織方式；在邊緣層，邊緣計(jì)算技術(shù)極大地拓展了收集和管理數(shù)據(jù)的范圍和能力；在應(yīng)用層，微服務(wù)等新型開(kāi)發(fā)框架驅(qū)動(dòng)工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)方式不斷變革，而工業(yè)機(jī)理與數(shù)據(jù)科學(xué)深度融合則正在引發(fā)工業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新浪潮。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在航空復(fù)材加工領(lǐng)域的實(shí)踐

航空裝備產(chǎn)品生產(chǎn)具有長(zhǎng)周期、多品種、變批量、高質(zhì)控的特點(diǎn)，存在生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行的準(zhǔn)時(shí)性差、生產(chǎn)問(wèn)題分析和診斷難、質(zhì)量監(jiān)控存在滯后性、生產(chǎn)準(zhǔn)備效率提升難等問(wèn)題?；谖锫?lián)技術(shù)的制造過(guò)程集成管控技術(shù)是解決此類(lèi)問(wèn)題的重要技術(shù)手段。

復(fù)合材料相比傳統(tǒng)金屬材料，具有輕質(zhì)量、高強(qiáng)度、抗疲勞、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、成形工藝性良好、成本低等特點(diǎn)，不僅在航空產(chǎn)品上的應(yīng)用比例越來(lái)越高，而且正在迅速擴(kuò)展到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他領(lǐng)域。

復(fù)合材料智能車(chē)間已經(jīng)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)代生產(chǎn)車(chē)間，設(shè)備不斷向自動(dòng)化、智能化發(fā)展。車(chē)間設(shè)備接口、協(xié)議及工藝特點(diǎn)往往不同，通過(guò)構(gòu)建車(chē)間異構(gòu)設(shè)備智能互聯(lián)平臺(tái)，以異構(gòu)設(shè)備接入為基礎(chǔ)，快速建模并采集關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，分析過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行預(yù)判，并以監(jiān)控的方式對(duì)設(shè)備、工廠進(jìn)行監(jiān)控。總體技術(shù)架構(gòu)如下：

總體技術(shù)架構(gòu)分為三層—應(yīng)用層、平臺(tái)層、資源層。

圖 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)參考框架與關(guān)鍵技術(shù)

“應(yīng)用層”面向業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、洞察、優(yōu)化?！盎ヂ?lián)”能夠全面感知生產(chǎn)過(guò)程要素，如各車(chē)間整體運(yùn)行情況，企業(yè)設(shè)備運(yùn)營(yíng)總體檢測(cè)，車(chē)間設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控，設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控，設(shè)備參數(shù)監(jiān)測(cè)預(yù)警。

“洞察”提供企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控應(yīng)用、工藝加工可視化加工、設(shè)備監(jiān)控分析、智能工卡等?！皟?yōu)化”提供生產(chǎn)排產(chǎn)優(yōu)化，設(shè)備故障自動(dòng)診斷，工藝及車(chē)間綜合優(yōu)化，基于AR的生產(chǎn)及維修。

“平臺(tái)層”由各系統(tǒng)平臺(tái)及程序工具構(gòu)成，建立“異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)框架”，面向航空裝備制造設(shè)備的特殊性與復(fù)雜性，整合零散分布制造車(chē)間不同類(lèi)型規(guī)格、不同地域分布的設(shè)備，按照規(guī)范的模式進(jìn)行組網(wǎng)互聯(lián)。

“分布式數(shù)據(jù)采集”能夠根據(jù)航空裝備制造設(shè)備多樣性及航空零部件高復(fù)雜性特點(diǎn)，建立數(shù)據(jù)分類(lèi)收集與分布存儲(chǔ)規(guī)范?！皵?shù)據(jù)處理分析”在大量的過(guò)程數(shù)據(jù)與零件加工數(shù)據(jù)中，篩選出可用的數(shù)據(jù)，挖掘出更有價(jià)值的內(nèi)容及問(wèn)題及趨勢(shì)。

“智能監(jiān)控服務(wù)”整合各類(lèi)資源數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析結(jié)果，以整體運(yùn)營(yíng)管控的形勢(shì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)。

“資源層”作為平臺(tái)數(shù)據(jù)源由硬件、軟件及人員構(gòu)成，軟件由信息化系統(tǒng)構(gòu)成，包括PLM系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)。硬件由工廠、設(shè)備、產(chǎn)品、物料組成。人員由工人角色、管理者角色、領(lǐng)導(dǎo)角色組成。

當(dāng)前，國(guó)家已經(jīng)圍繞智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)做出了重點(diǎn)工作部署，并從法律法規(guī)、市場(chǎng)環(huán)境、財(cái)稅支持、融資服務(wù)、專(zhuān)業(yè)人才、組織保障等方面進(jìn)行了多維度保障支撐。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的大力推進(jìn)下，航空產(chǎn)業(yè)必能加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型，向智能航空邁進(jìn)。