自控所智能制造總體架構

【資料圖】

產(chǎn)線動態(tài)重構整體方案

激光陀螺腔體加工自動化加工產(chǎn)線

隨著航空裝備的體系化發(fā)展，機載GNC（控制、導航與制導系統(tǒng)）產(chǎn)品作為飛行器的關鍵“大腦”與“神經(jīng)系統(tǒng)”呈現(xiàn)出結構小型化、幾何精度極限化、功能集成化一體化的發(fā)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(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、技能、管理人員進行設計開發(fā)、人工加工裝配的傳統(tǒng)制造技術與管理模式，已經(jīng)嚴重制約了企業(yè)的運營與發(fā)展。航空工業(yè)自控所立足航空裝備發(fā)展新階段，提出“用先進制造模式做強核心產(chǎn)品”的戰(zhàn)略發(fā)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(chǎn)品研發(fā)設計與生產(chǎn)制造過程中，提升了運營效率，有力促進了自控所從傳統(tǒng)科研院所向開放式、高科技、創(chuàng)新型企業(yè)轉(zhuǎn)型。2022年11月，世界智能制造大會公布了智能制造標桿企業(yè)（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(nèi)功”?！爸悄苤圃熳鳛橐环N新型制造模式，不僅僅是單純的技術變革，也是企業(yè)組織結構、經(jīng)營理念，乃至社會生產(chǎn)關系的深刻變革?！弊钥厮L楊衛(wèi)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(chǎn)品覆蓋機械、電子、光學、液壓、電磁、力學、控制等多個專業(yè)，制造離散度大、定制化程度高、業(yè)務協(xié)同復雜。為優(yōu)化業(yè)務流程、提升運營效率，物理企業(yè)的數(shù)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(fā)設計、生產(chǎn)制造、售后服務等業(yè)務優(yōu)化設計，明晰了“企業(yè)能力建?！獦I(yè)務建?！a(chǎn)品建模—裝備建?！钡慕蛹壟c模型間數(shù)據(jù)、信息關系，自頂向下，對準戰(zhàn)略、業(yè)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(yè)務流程的多層級數(shù)字孿生模型，構建數(shù)字企業(yè)，實現(xiàn)了研發(fā)制造全過程、全價值鏈的數(shù)據(jù)貫通。

集成研發(fā)升級模式

“智能制造技術的應用，不僅強力推進了企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，更從根本上改變了產(chǎn)品的設計研發(fā)模式?！边@是自控所設計研發(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專家與科研人員的經(jīng)驗與智慧，從技術“小白”成長到領域“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)品設計開發(fā)前端機理、原理創(chuàng)新過程，打造貫穿“R 需求—F功能—L邏輯—P實現(xiàn)”的工具鏈及集成環(huán)境，實現(xiàn)“設計—工藝—生產(chǎn)—服務”的統(tǒng)一產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)傳遞、裝備生產(chǎn)能力仿真，同時創(chuàng)新打造了知識驅(qū)動的產(chǎn)品研制集成環(huán)境（PDIE），將長期積累的設計工藝經(jīng)驗與知識固化在知識組件之中，形成可供自動化調(diào)用模型，根據(jù)不同產(chǎn)品的定制化需求，實現(xiàn)產(chǎn)品需求輸入、邏輯計算、產(chǎn)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(jīng)過簡單培訓就可以設計出高水平的產(chǎn)品，產(chǎn)品研發(fā)周期顯著縮短、管理效能大幅提升。

數(shù)智建設重構產(chǎn)線

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

根據(jù)產(chǎn)品多品種、小批量、高度定制化的特點，面向產(chǎn)品快速切換需求，自控所提出面向產(chǎn)品的產(chǎn)線動態(tài)重構總體方案，開發(fā)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(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，建設數(shù)字孿生平臺，實現(xiàn)面向不同型號產(chǎn)品的、數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能產(chǎn)線“虛擬動態(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，只需將實際產(chǎn)線的產(chǎn)品、裝備、工裝刀具等全部制造資源進行虛擬組合，驅(qū)動產(chǎn)線自動排產(chǎn)與加工，便可容納多種型號產(chǎn)品同時生產(chǎn)，制造資源得到最大化利用，最大產(chǎn)能得到常態(tài)化運行，效率提高30%以上。

數(shù)據(jù)驅(qū)動自主運營

自控所結合自身多專業(yè)協(xié)同、保密要求嚴、高精密高集成的制造特點，自主開發(fā)了PMIS、MES、SMS等全套生產(chǎn)運營管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)從市場訂單、生產(chǎn)計劃、采購供應、制造執(zhí)行、庫存管理等全業(yè)務鏈集成管理，并在企業(yè)管理駕駛艙上實現(xiàn)集中管控。在保密要求下，構建自動化跨網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，實現(xiàn)內(nèi)外部的業(yè)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(yè)務協(xié)同，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的企業(yè)運營管理透明管控。

經(jīng)過多年來的探索與實踐，自控所打造了以“架構引領的企業(yè)正向設計能力、PDIE集成的研發(fā)創(chuàng)新能力、動態(tài)可重構的柔性生產(chǎn)能力、數(shù)據(jù)驅(qū)動的透明運營管理能力”為特征的，數(shù)據(jù)驅(qū)動的航空機載高端裝備智造新模式，實現(xiàn)了產(chǎn)品研制周期縮短35%、生產(chǎn)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(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、模式、工具向外部推廣，最終推動制造生態(tài)由問題驅(qū)動到流程驅(qū)動、由業(yè)務驅(qū)動到數(shù)據(jù)驅(qū)動的能力升級，為航空高質(zhì)量發(fā)展插上智能“翅膀”！

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