航空制造企業(yè)智能制造的差異化發(fā)展策略

楊若愚

摘要：大型航空器制造是一項(xiàng)技術(shù)難度大、研制周期長(zhǎng)、協(xié)作面廣、成本高昂的系統(tǒng)工程，是國(guó)家高端裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。智能制造是全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向，是我國(guó)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的重點(diǎn)，也是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。本文主要結(jié)合智能制造的概念和航空制造企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析國(guó)內(nèi)航空制造企業(yè)智能制造的差異化發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：航空制造;智能制造;差異化

一、智能制造的概念

美國(guó)學(xué)者最早提出“智能制造”的概念，并指出智能制造是利用技術(shù)知識(shí)系統(tǒng)、生產(chǎn)制造系統(tǒng)工程以及機(jī)器人控制系統(tǒng)的集成，來(lái)對(duì)生產(chǎn)工人們的操作技術(shù)能力和研究專(zhuān)家的知識(shí)進(jìn)行建模，從而使智能機(jī)器能夠獨(dú)立自主實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)的目的[1]。隨著信息技術(shù)和智能技術(shù)的不斷發(fā)展融合，智能制造的內(nèi)涵也在逐漸完善中。我國(guó)在《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》中對(duì)智能制造重新進(jìn)行了定義，指出智能制造是先進(jìn)制造技術(shù)和新一代信息通信技術(shù)的進(jìn)一步融合集成，貫通于制造生產(chǎn)活動(dòng)的全過(guò)程，如研發(fā)、設(shè)計(jì)、管理、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)等環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自執(zhí)行、自決策、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式[2]。

二、航空制造企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)航空制造業(yè)的發(fā)展依次經(jīng)歷了修理、制造、自主設(shè)計(jì)三個(gè)階段，在數(shù)字化設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)制造方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。從60年代的手工繪圖到90年代的三維模型的數(shù)字化設(shè)計(jì)，再到21 世紀(jì)初基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)制造協(xié)同工作平臺(tái)的設(shè)計(jì)制造，實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)多地同步收發(fā)。在通訊技術(shù)方面，以太網(wǎng)、光纖等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，提升了航空器的運(yùn)行安全性。在傳感技術(shù)方面，通過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)、光纖傳感等技術(shù)，為飛機(jī)建立了健康管理系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控飛機(jī)系統(tǒng)與零部件，保障飛行安全。在數(shù)據(jù)方面，積累了大量研制過(guò)程中的試驗(yàn)試飛數(shù)據(jù)與交付機(jī)的外場(chǎng)使用數(shù)據(jù)，為飛機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)、制造的改進(jìn)提供了可靠依據(jù)。通過(guò)打造基于網(wǎng)絡(luò)的航空產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)一體化平臺(tái)，推動(dòng)著航空制造業(yè)朝數(shù)字化、智能化的方向邁進(jìn)。

與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)航空制造業(yè)雖然有完備的自主研發(fā)與生產(chǎn)能力，但在國(guó)際軍、民機(jī)市場(chǎng)上的份額依然較小，全球航空市場(chǎng)基本為外國(guó)飛機(jī)制造寡頭所壟斷。如大型客機(jī)供應(yīng)商只有波音和空客兩家;公務(wù)機(jī)四大供應(yīng)商分別為賽斯納、灣流、雷神和達(dá)索;軍機(jī)制造商主要有洛·馬、波音、BAE、諾·格等。中國(guó)的“航空強(qiáng)國(guó)”之路依然任重道遠(yuǎn)。

三、航空制造企業(yè)智能制造發(fā)展策略

飛機(jī)作為一種不可分解的復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品，具有氣動(dòng)要求嚴(yán)格、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間緊湊、零部件數(shù)量大、專(zhuān)業(yè)面廣、設(shè)計(jì)更改頻繁、對(duì)材料要求嚴(yán)苛等特點(diǎn)。這些因素使其成為一個(gè)技術(shù)難度大、研制周期長(zhǎng)、協(xié)作面廣、成本高昂、管理復(fù)雜的系統(tǒng)工程，各項(xiàng)任務(wù)之間相互交聯(lián)、相互制約。

1.以網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同為切入點(diǎn)，打造智能制造體系。

在航空制造業(yè)中，純粹的機(jī)械系統(tǒng)的改進(jìn)和創(chuàng)新環(huán)節(jié)已經(jīng)相對(duì)成熟，但傳統(tǒng)的機(jī)電技術(shù)以及新興的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，將帶來(lái)巨大創(chuàng)新[3]。在波音787飛機(jī)的研制過(guò)程中，波音采用MBD 研制標(biāo)準(zhǔn)，成功實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造，在平臺(tái)上完成了設(shè)計(jì)、研發(fā)、試驗(yàn)、生產(chǎn)、供應(yīng)等各環(huán)節(jié)的異地協(xié)同合作，大大縮短了研制周期、減少了資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品研發(fā)的降本增效。

航空制造業(yè)在設(shè)計(jì)、工藝、檢測(cè)、試驗(yàn)、維護(hù)等流程中將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的前端是采集數(shù)據(jù)的傳感器，對(duì)航空制造業(yè)向智能化、高端化、融合化、國(guó)際化轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要性不言而喻。在“數(shù)字產(chǎn)業(yè)化”和“產(chǎn)業(yè)數(shù)字化”的背景下，我們要構(gòu)建數(shù)字驅(qū)動(dòng)的工業(yè)新生態(tài)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可推動(dòng)AI、5G、大數(shù)據(jù)和ICT 與機(jī)械設(shè)備更深入地融合，為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型插上騰飛的翅膀。

2.加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，建設(shè)智能制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)

與高校、科研院所聯(lián)合建設(shè)聯(lián)合技術(shù)中心（UTC），形成立足前沿、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、利益分享的技術(shù)合作模式。推進(jìn)科研院所、高校、企業(yè)科研力量?jī)?yōu)化配置和資源共享。建立以政府引領(lǐng)、企業(yè)主導(dǎo)、高校和科研院所合作的智能制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，成立專(zhuān)項(xiàng)創(chuàng)新小組，就智能制造各重要領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)、試點(diǎn)試驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)化，推進(jìn)智能制造的創(chuàng)新發(fā)展。

3.制定面向不同專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的差異化發(fā)展策略。

由于航空制造產(chǎn)業(yè)鏈中不同專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的智能制造發(fā)展水平差異較大，因此在制訂發(fā)展規(guī)劃和策略時(shí)要基于不同的發(fā)展水平和需求，差異化地開(kāi)展設(shè)備和生產(chǎn)線的智能化改造。

一是在具備智能化發(fā)展基礎(chǔ)的核心專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域率先進(jìn)行全流程的智能化改造，在自動(dòng)化基礎(chǔ)好的重要專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域則進(jìn)行硬件設(shè)備、軟件以及管理的局部智能化改造，而在自動(dòng)化水平較低的一般專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域則重點(diǎn)開(kāi)展硬件設(shè)備的自動(dòng)化建設(shè)等。

二是針對(duì)不同發(fā)展階段的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，結(jié)合自身特點(diǎn)探索多種技術(shù)路線和多種實(shí)現(xiàn)形式的智能制造發(fā)展路徑。重視硬件設(shè)備以外的智能化，尤其是管理智能化，包括組織架構(gòu)、運(yùn)作模式和管理方式的改變，以及勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)、技能的調(diào)整。

三是不同的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域要實(shí)行階梯化發(fā)展策略，由于產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略的一貫性，各個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域都對(duì)智能制造發(fā)展策略有所承接，但一些部門(mén)并沒(méi)有結(jié)合自身的產(chǎn)業(yè)特色和發(fā)展階段，盲目追求高大上的產(chǎn)業(yè)布局，一定程度上造成重復(fù)建設(shè)、產(chǎn)能過(guò)剩和相互競(jìng)爭(zhēng)的局面。

因此航空制造企業(yè)要制定差異化的智能制造發(fā)展策略，各專(zhuān)業(yè)要根據(jù)自身的發(fā)展水平和特點(diǎn)，制定差異化、階梯化的發(fā)展策略，實(shí)現(xiàn)航空制造企業(yè)的良性、快速發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

結(jié)合各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展，制定差異化、階梯化的發(fā)展策略，打通裝備、產(chǎn)品與人的界限，基于大數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的航空制造新模式，從單機(jī)智能，生產(chǎn)智能與行業(yè)智能三個(gè)層面打造適用于大型航空制造企業(yè)的智能制造體系。以網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同為切入點(diǎn)，強(qiáng)化設(shè)計(jì)制造一體化，研制出滿(mǎn)足高精度、高柔性以及高可靠性需求的航空裝備，助推我國(guó)航空制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]方毅芳.智能制造技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化體系發(fā)展趨勢(shì)分析[J].中國(guó)儀器儀表，2018 （03）：21-26.

[2]劉強(qiáng).智能制造理論體系架構(gòu)研究[J].中國(guó)機(jī)械工程，2020，31（01）：24-36.

[3]寧振波.從網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同切入構(gòu)建航空工業(yè)智能制造體系[J].中國(guó)電子報(bào)，2020，11（003）：8-9.