面向軍民兩用產(chǎn)業(yè)“雙循環(huán)”的云檢測(cè)生態(tài)模式轉(zhuǎn)型

■周鵬飛 戴錚 王文強(qiáng) 危荃 劉驍佳 沈彩霞

1 實(shí)施背景及必要性

1.1 質(zhì)量“三高”提升的迫切需求

“十三五”以來(lái)，我國(guó)航天發(fā)射屢創(chuàng)新高，年發(fā)射次數(shù)連續(xù)兩年位居世界第一。航天科技集團(tuán)作為我國(guó)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)的主力軍，“十三五”期間實(shí)施的宇航發(fā)射任務(wù)高達(dá)130 余次。以射線檢測(cè)為代表的無(wú)損檢作為型號(hào)產(chǎn)品生產(chǎn)制造流程中最主要的質(zhì)量檢測(cè)手段，直接關(guān)系型號(hào)產(chǎn)品最終質(zhì)量與發(fā)射成敗，是質(zhì)量“三高”提升的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)膠片照相法過(guò)程繁瑣、效率低、成本高，環(huán)保性差，人工評(píng)定方式判讀效率低、主觀經(jīng)驗(yàn)依賴性強(qiáng)、質(zhì)量穩(wěn)定性，復(fù)評(píng)復(fù)查周期長(zhǎng)等問(wèn)題，傳統(tǒng)檢測(cè)模式已無(wú)法適應(yīng)航天型號(hào)高強(qiáng)度研制、高密度發(fā)射、大批量生產(chǎn)的新常態(tài)，迫切需要檢測(cè)新技術(shù)、新模式的推廣與應(yīng)用突破瓶頸問(wèn)題。

1.2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的迫切需求

我國(guó)正處于推動(dòng)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)“兩個(gè)階段、三步走”戰(zhàn)略發(fā)展階段，新一輪科技革命加速演進(jìn)時(shí)代背景下，集團(tuán)公司提出的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，全面推進(jìn)航天制造業(yè)加速向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。目前檢測(cè)領(lǐng)域仍采用紙質(zhì)記錄，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、存貯查閱難，流轉(zhuǎn)效率低，不利于產(chǎn)品質(zhì)量管控和追溯。同時(shí)檢測(cè)信息化基礎(chǔ)薄弱，多廠協(xié)同模式下數(shù)據(jù)分散、利用率低，檢測(cè)結(jié)果復(fù)查及信息反饋不便，造成了整個(gè)航天制造體系中信息堵點(diǎn)與短板?！皺z測(cè)裝備+云服務(wù)”的云檢測(cè)模式順應(yīng)航天制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，契合數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略方針。云檢測(cè)獲取的質(zhì)量大數(shù)據(jù)將實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)端與制造端反饋賦能，從而帶來(lái)航天型號(hào)質(zhì)量管控模式升級(jí)，提高型號(hào)全生命周期質(zhì)量與可靠性，進(jìn)一步加快型號(hào)研制進(jìn)度，降低綜合成本。

1.3 高品質(zhì)檢測(cè)的迫切需求

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，新能源、軌交、電子、汽車等民用制造領(lǐng)域?qū)Ω咂焚|(zhì)檢測(cè)能力的需求也不斷增強(qiáng)。部分發(fā)達(dá)國(guó)家為遏制我國(guó)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備等進(jìn)行全面封鎖，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)高端檢測(cè)裝備和尖端檢測(cè)技術(shù)的消化吸收引進(jìn)存在壁壘。航天領(lǐng)域質(zhì)量控制與檢測(cè)技術(shù)通過(guò)多年發(fā)展，在部分領(lǐng)域已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，通過(guò)軍民融合等途徑，將成熟的航天檢測(cè)技術(shù)、裝備和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行推廣，竭力滿足不同民用制造領(lǐng)域?qū)Ω咂焚|(zhì)檢測(cè)的需求，有利于提升了相關(guān)行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

1.4 行業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型的迫切需求

二十一世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)檢測(cè)裝備市場(chǎng)是全球最大的單一市場(chǎng)，需求量常年占全球50%以上，但歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家引領(lǐng)世界檢測(cè)技術(shù)發(fā)展，占據(jù)檢測(cè)裝備產(chǎn)業(yè)頂端。國(guó)內(nèi)檢測(cè)裝備廠家處于模仿與跟跑狀態(tài)，主要面向低端檢測(cè)市場(chǎng)，造成國(guó)內(nèi)檢測(cè)裝備廠家規(guī)模小、盈利差，更有甚者淪為國(guó)外巨頭代工廠。盈利效益差又反向影響資本、人才、產(chǎn)業(yè)政策向該行業(yè)聚集，造成惡性循環(huán)。隨著新一代信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，檢測(cè)裝備數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)顯著，依托國(guó)內(nèi)信息技術(shù)、人工智能等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，背靠國(guó)內(nèi)廣闊市場(chǎng)，以檢測(cè)數(shù)據(jù)為核心，發(fā)展云檢測(cè)模式，共同組建云檢測(cè)生態(tài)圈，帶動(dòng)相關(guān)檢測(cè)裝備上下游產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)，推進(jìn)檢測(cè)裝備行業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型升級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)裝備行業(yè)的彎道超車。

2 概述

面向檢測(cè)行業(yè)數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)航天型號(hào)產(chǎn)品質(zhì)量“三高”提升和民用產(chǎn)業(yè)升級(jí)過(guò)程對(duì)高品質(zhì)檢測(cè)的需求，以技術(shù)研究打通檢測(cè)產(chǎn)品全鏈路為檢測(cè)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展奠定基礎(chǔ)為正向主線，形成基于“技術(shù)-產(chǎn)品-產(chǎn)業(yè)”三個(gè)緯度的“軍+民”云檢測(cè)雙循環(huán)自閉環(huán)體系，通過(guò)循環(huán)內(nèi)生自驅(qū)力推動(dòng)云檢測(cè)生態(tài)形成與發(fā)展。

云檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用涵蓋航天、航空、核電、新能源、船舶等高端制造業(yè)全生命周期質(zhì)量檢測(cè)與監(jiān)控，可應(yīng)用于港口、電站、工廠、交通等領(lǐng)域運(yùn)行過(guò)程監(jiān)控與安全管理。提供智能檢測(cè)裝備、試驗(yàn)檢測(cè)管理系統(tǒng)、AI 識(shí)別軟件、云端數(shù)據(jù)中心、AR 遠(yuǎn)程平臺(tái)、無(wú)人檢測(cè)產(chǎn)線等全生態(tài)鏈產(chǎn)品與服務(wù)。實(shí)現(xiàn)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)過(guò)程中的計(jì)劃排程、工藝仿真、過(guò)程控制、智能檢測(cè)、數(shù)據(jù)管理、遠(yuǎn)程服務(wù)、在線排故、教育培訓(xùn)等復(fù)雜場(chǎng)景功能。

航天產(chǎn)業(yè)中，在技術(shù)維度通過(guò)航天“三高”需求牽引，突破六大關(guān)鍵技術(shù)研究；在產(chǎn)品維度形成六大類核心檢測(cè)類裝備產(chǎn)品，從而大幅提高軍工高端裝備自主可控能力；在產(chǎn)業(yè)維度，通過(guò)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的云檢測(cè)應(yīng)用于整個(gè)航天型號(hào)產(chǎn)品全生命周期，從而服務(wù)國(guó)防科技工業(yè)高水平高速發(fā)展。而航天產(chǎn)業(yè)“三高目標(biāo)實(shí)現(xiàn)”既驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)檢測(cè)裝備產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性又驅(qū)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)深化發(fā)展，促進(jìn)檢測(cè)技術(shù)全流程服務(wù)延伸，從而完成一重循環(huán)，推動(dòng)航天領(lǐng)域云檢測(cè)“技術(shù)-產(chǎn)品-產(chǎn)業(yè)”良性發(fā)展。

民用產(chǎn)業(yè)中，通過(guò)對(duì)高品質(zhì)檢測(cè)服務(wù)的需求牽引，將成熟的航天檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景遷移，開(kāi)發(fā)針對(duì)民用產(chǎn)業(yè)不同客戶的檢測(cè)裝備產(chǎn)品，從而帶動(dòng)整個(gè)檢測(cè)領(lǐng)域上下游行業(yè)的共同發(fā)展，打造產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)云檢測(cè)對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈的賦能，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，帶來(lái)檢測(cè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，牽引更多社會(huì)力量投入檢測(cè)裝備開(kāi)發(fā)，形成多種產(chǎn)品并行發(fā)展態(tài)勢(shì)，驅(qū)動(dòng)更多的高端人才聚集，推進(jìn)整個(gè)學(xué)科發(fā)展，專家涌現(xiàn)，形成全梯度人才培養(yǎng)的態(tài)勢(shì)，進(jìn)而推動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究深化，為出現(xiàn)顛覆性技術(shù)出現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先奠定人才、物質(zhì)與科研環(huán)境基礎(chǔ)。

3 實(shí)施路徑

3.1 堅(jiān)持需求牽引，明確總體規(guī)劃，規(guī)劃數(shù)字化檢測(cè)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑

圖1 面向“雙循環(huán)”的云檢測(cè)生態(tài)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)模式

通過(guò)質(zhì)量“三高”提升要求導(dǎo)入，產(chǎn)生檢測(cè)模式轉(zhuǎn)型的任務(wù)需求牽引，對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)模式進(jìn)行解剖分析，從管理模式、流程審簽、檢測(cè)方法、資料存檔、質(zhì)量判讀五個(gè)方面進(jìn)行分析，提出“流程信息化、工藝定制化、過(guò)程自動(dòng)化、結(jié)果數(shù)字化、判定智能化”的云檢測(cè)五化轉(zhuǎn)型路線。

綜合調(diào)研業(yè)內(nèi)各單位檢測(cè)現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)共性問(wèn)題，主要包括自動(dòng)化程度低（手工檢測(cè)占比超60%，過(guò)程一致性差、檢測(cè)效率低）、數(shù)字化程度低（底片、紙介質(zhì)記錄占比超80%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查閱困難，質(zhì)量管控和追溯困難、數(shù)據(jù)資源利用率低）、智能化程度低（人為評(píng)定主觀依賴性強(qiáng)，易錯(cuò)/漏判）、網(wǎng)絡(luò)化程度低（離散協(xié)同模式下廠所分散，跨域復(fù)評(píng)復(fù)查周期長(zhǎng)、效率低）。聚焦上述難點(diǎn)、痛點(diǎn)問(wèn)題，開(kāi)展總體發(fā)展規(guī)劃，整體框架設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)模塊設(shè)計(jì)、技術(shù)服務(wù)體系設(shè)計(jì)和服務(wù)模式設(shè)計(jì)，通過(guò)研制自主可控的高端智檢測(cè)裝備，建設(shè)“全流程管理平臺(tái)、工藝服務(wù)平臺(tái)、智能評(píng)價(jià)平臺(tái)、遠(yuǎn)程評(píng)定平臺(tái)”，形成以高端檢測(cè)裝備研制串通硬件鏈路、智能識(shí)別助推轉(zhuǎn)型升級(jí)、云端互聯(lián)應(yīng)用變革檢測(cè)模式、圖像數(shù)據(jù)打造核心價(jià)值的發(fā)展觀。

根據(jù)調(diào)研結(jié)果與分析，結(jié)合無(wú)損檢測(cè)、智能檢測(cè)裝備、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、增強(qiáng)現(xiàn)等技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，提出“1347”的云檢測(cè)模式架構(gòu)：1：一套通用微服務(wù)架構(gòu)；3：核心支撐三大中臺(tái)(業(yè)務(wù)中臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)、AI 中臺(tái))；經(jīng)典工業(yè)云四層架構(gòu)（應(yīng)用層、中臺(tái)層、平臺(tái)層、邊緣層）；7：七大典型應(yīng)用APP（智能識(shí)別APP、遠(yuǎn)程診斷APP、在線閱片APP、工藝服務(wù)APP、遠(yuǎn)程培訓(xùn)APP、設(shè)備管理APP、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)APP），充分發(fā)揮各單位無(wú)損檢測(cè)資源整合優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享（檢測(cè)圖像、檢測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）、質(zhì)量服務(wù)共享（遠(yuǎn)程專家診斷、遠(yuǎn)程檢測(cè)排產(chǎn)）等功能，推動(dòng)航天制造業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型，支撐航天“三高”發(fā)展。

3.2 瞄準(zhǔn)建設(shè)目標(biāo)，聚焦核心技術(shù)，打造面向軍民產(chǎn)業(yè)的云檢測(cè)拳頭產(chǎn)品

針對(duì)軍民產(chǎn)業(yè)對(duì)檢測(cè)技術(shù)快速迭代發(fā)展的應(yīng)用需求，解構(gòu)云檢測(cè)核心共性需求，形成“智能檢測(cè)裝備端+虛擬云端+用戶終端”的布局形式，構(gòu)建從系統(tǒng)設(shè)計(jì)端、檢測(cè)實(shí)施端、數(shù)據(jù)分析端、遠(yuǎn)程協(xié)作端為一體的全鏈路產(chǎn)品及服務(wù)體系，打造一套流程融合、柔性智能、自主可控、敏捷復(fù)制、快速部署的數(shù)字化云檢測(cè)平臺(tái)。對(duì)標(biāo)云檢測(cè)生態(tài)建設(shè)目標(biāo)和實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，形成“三級(jí)階梯”發(fā)展目標(biāo)：

短期（2020 年-2023 年）：結(jié)合型號(hào)業(yè)務(wù)需求，打通跨廠/所云平臺(tái)，運(yùn)載火箭領(lǐng)域檢測(cè)結(jié)果數(shù)字化覆蓋率60%以上。

中期（2023 年-2035 年）：遷移推廣至核電、船舶等其他國(guó)防軍工大型集團(tuán)單位，打通跨院云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)軍工領(lǐng)域檢測(cè)結(jié)果數(shù)字化覆蓋率80%以上。

長(zhǎng)期（2025 年-2030 年）：推廣應(yīng)用至特種設(shè)備、新能源等民用領(lǐng)域，打通跨域云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)民用領(lǐng)域檢測(cè)結(jié)果數(shù)字化覆蓋率90%以上。

檢測(cè)裝備端重點(diǎn)開(kāi)展數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)、智能裝備控制系統(tǒng)和智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，并開(kāi)展相應(yīng)核心技術(shù)研究。云端和客戶端主要是對(duì)智能檢測(cè)裝備上傳的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理并顯示，主要為智能識(shí)別技術(shù)與數(shù)據(jù)處理、加密通訊等技術(shù)。

云檢測(cè)平臺(tái)以檢測(cè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)為主線，實(shí)現(xiàn)制造產(chǎn)業(yè)無(wú)損檢測(cè)軟硬件資源統(tǒng)籌人員、數(shù)據(jù)、知識(shí)的互通、共用和共享，實(shí)現(xiàn)型號(hào)產(chǎn)品無(wú)損檢測(cè)流程、過(guò)程及結(jié)果數(shù)據(jù)的可采集、可追蹤、可應(yīng)用，為產(chǎn)品研制過(guò)程質(zhì)量管控和質(zhì)量管理決策提供有力支撐，主要功能為：

圖2 云檢測(cè)技術(shù)服務(wù)體系

①管流程——TDM 模塊：云平臺(tái)提供滿足CNAS 實(shí)驗(yàn)室體系管理要求的TDM管理模塊，通過(guò)TDM 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)任務(wù)輸入、任務(wù)分發(fā)、檢測(cè)報(bào)告輸出等檢測(cè)業(yè)務(wù)流程的線上管控，建立“型號(hào)產(chǎn)品信息——數(shù)字化檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果”映射關(guān)系，為數(shù)據(jù)結(jié)果的分析與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；

②管過(guò)程——工藝支持、在線培訓(xùn)、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程評(píng)定、智能判讀、AI 模型訓(xùn)練：1）面向檢測(cè)過(guò)程：平臺(tái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)，并提供檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜構(gòu)件工藝仿真、推送和在線培訓(xùn)等技術(shù)服務(wù)；2）面向結(jié)果評(píng)定：云平臺(tái)為制造單位提供遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程評(píng)定、智能判讀（集中或分布）、AI 模型訓(xùn)練等服務(wù)；

③管結(jié)果——復(fù)評(píng)復(fù)查、質(zhì)量分析、數(shù)據(jù)挖掘：云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各制造單位檢測(cè)數(shù)據(jù)的集中管控和分析，面向型號(hào)總體可提供檢測(cè)數(shù)據(jù)復(fù)查、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，面向制造單位工藝可提供產(chǎn)品缺陷統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。

3.3 跟蹤市場(chǎng)風(fēng)向，輸出檢測(cè)技術(shù)，多維并舉構(gòu)建民用檢測(cè)行業(yè)全新生態(tài)

國(guó)內(nèi)不同規(guī)模檢測(cè)行業(yè)廠商達(dá)數(shù)千家，根據(jù)服務(wù)客戶群體側(cè)重的不同一般分為醫(yī)療、電子、工業(yè)等領(lǐng)域，現(xiàn)階段，因工業(yè)市場(chǎng)對(duì)低端檢測(cè)產(chǎn)品需求量旺盛，國(guó)內(nèi)大多廠商主要集中于產(chǎn)業(yè)鏈下游，銷售/代理低中端設(shè)備及相關(guān)售后維保業(yè)務(wù)為主，中游業(yè)務(wù)（如成套裝備集成定制、軟件開(kāi)發(fā)）為輔的經(jīng)營(yíng)模式，專注承擔(dān)高端裝備集成定制開(kāi)發(fā)的企業(yè)較為稀缺。整體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情況呈現(xiàn)出低端裝備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，高端裝備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)平和，系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和集成控制水平成為阻止普通廠家進(jìn)軍高端裝備市場(chǎng)的主要門檻。

圖3 云檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建總體規(guī)劃

根據(jù)目前檢測(cè)裝備與云服務(wù)市場(chǎng)的分析結(jié)果，為滿足高端制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)高品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的需求，迫切需要聯(lián)合“四方”力量，制定總體規(guī)劃、制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型的云檢測(cè)生態(tài)，主要做法包括：一）與地方政府開(kāi)展智能制造轉(zhuǎn)型發(fā)展調(diào)研與論證規(guī)劃，構(gòu)建“裝備+平臺(tái)+生態(tài)”的云檢測(cè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線；二）與高校、科研院所交流云檢測(cè)相關(guān)人才培養(yǎng)；三）與設(shè)備廠商、相關(guān)行業(yè)龍頭推進(jìn)微服務(wù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在檢測(cè)領(lǐng)域的融合創(chuàng)新；四）與專業(yè)檢測(cè)商、用戶單位推進(jìn)制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型與檢測(cè)數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)。從“技術(shù)發(fā)展五階段-成果轉(zhuǎn)化五個(gè)聯(lián)盟-推廣應(yīng)用五個(gè)方向-產(chǎn)品孵化六大領(lǐng)域-重點(diǎn)打造六個(gè)平臺(tái)”逐步形成數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)集群與聯(lián)盟，形成“無(wú)損檢測(cè)、檢測(cè)軟件、云計(jì)算、自動(dòng)化、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、人工智能”六大行業(yè)組成的檢測(cè)生態(tài)鏈，推進(jìn)智能檢測(cè)裝備服務(wù)化轉(zhuǎn)型最終形成云檢測(cè)生態(tài)。