航空制造企業智能制造的差異化發展策略

楊若愚

摘要：大型航空器制造是一項技術難度大、研制周期長、協作面廣、成本高昂的系統工程，是國家高端裝備產業發展的重中之重。智能制造是全球制造業轉型升級的方向，是我國產業規劃的重點，也是企業的核心競爭力。本文主要結合智能制造的概念和航空制造企業的發展現狀，分析國內航空制造企業智能制造的差異化發展策略。

關鍵詞：航空制造;智能制造;差異化

一、智能制造的概念

美國學者最早提出“智能制造”的概念，并指出智能制造是利用技術知識系統、生產制造系統工程以及機器人控制系統的集成，來對生產工人們的操作技術能力和研究專家的知識進行建模，從而使智能機器能夠獨立自主實現小批量生產的目的[1]。隨著信息技術和智能技術的不斷發展融合，智能制造的內涵也在逐漸完善中。我國在《智能制造發展規劃（2016-2020年）》中對智能制造重新進行了定義，指出智能制造是先進制造技術和新一代信息通信技術的進一步融合集成，貫通于制造生產活動的全過程，如研發、設計、管理、生產、銷售、服務等環節，具有自感知、自學習、自執行、自決策、自適應等功能的新型生產方式[2]。

二、航空制造企業發展現狀

中國航空制造業的發展依次經歷了修理、制造、自主設計三個階段，在數字化設計、協調制造方面取得了長足的進步。從60年代的手工繪圖到90年代的三維模型的數字化設計，再到21 世紀初基于網絡的設計制造協同工作平臺的設計制造，實現了無紙化設計和數據多地同步收發。在通訊技術方面，以太網、光纖等先進技術的應用，提升了航空器的運行安全性。在傳感技術方面，通過微機電系統、光纖傳感等技術，為飛機建立了健康管理系統，通過實時監控飛機系統與零部件，保障飛行安全。在數據方面，積累了大量研制過程中的試驗試飛數據與交付機的外場使用數據，為飛機型號設計、制造的改進提供了可靠依據。通過打造基于網絡的航空產品設計、制造、服務一體化平臺，推動著航空制造業朝數字化、智能化的方向邁進。

與歐美發達國家相比，中國航空制造業雖然有完備的自主研發與生產能力，但在國際軍、民機市場上的份額依然較小，全球航空市場基本為外國飛機制造寡頭所壟斷。如大型客機供應商只有波音和空客兩家;公務機四大供應商分別為賽斯納、灣流、雷神和達索;軍機制造商主要有洛·馬、波音、BAE、諾·格等。中國的“航空強國”之路依然任重道遠。

三、航空制造企業智能制造發展策略

飛機作為一種不可分解的復雜工業產品，具有氣動要求嚴格、內部結構復雜、空間緊湊、零部件數量大、專業面廣、設計更改頻繁、對材料要求嚴苛等特點。這些因素使其成為一個技術難度大、研制周期長、協作面廣、成本高昂、管理復雜的系統工程，各項任務之間相互交聯、相互制約。

1.以網絡化協同為切入點，打造智能制造體系。

在航空制造業中，純粹的機械系統的改進和創新環節已經相對成熟，但傳統的機電技術以及新興的互聯網技術結合，將帶來巨大創新[3]。在波音787飛機的研制過程中，波音采用MBD 研制標準，成功實現了全球范圍內異地協同設計制造，在平臺上完成了設計、研發、試驗、生產、供應等各環節的異地協同合作，大大縮短了研制周期、減少了資源浪費，實現了產品研發的降本增效。

航空制造業在設計、工藝、檢測、試驗、維護等流程中將產生大量的數據信息，工業互聯網的前端是采集數據的傳感器，對航空制造業向智能化、高端化、融合化、國際化轉型發展的重要性不言而喻。在“數字產業化”和“產業數字化”的背景下，我們要構建數字驅動的工業新生態。工業互聯網可推動AI、5G、大數據和ICT 與機械設備更深入地融合，為當前產業的數字化轉型插上騰飛的翅膀。

2.加強產學研用結合，建設智能制造創新網絡

與高校、科研院所聯合建設聯合技術中心（UTC），形成立足前沿、強強聯合、優勢互補、利益分享的技術合作模式。推進科研院所、高校、企業科研力量優化配置和資源共享。建立以政府引領、企業主導、高校和科研院所合作的智能制造創新網絡，成立專項創新小組，就智能制造各重要領域進行技術攻關、試點試驗和產業化，推進智能制造的創新發展。

3.制定面向不同專業領域的差異化發展策略。

由于航空制造產業鏈中不同專業領域的智能制造發展水平差異較大，因此在制訂發展規劃和策略時要基于不同的發展水平和需求，差異化地開展設備和生產線的智能化改造。

一是在具備智能化發展基礎的核心專業領域率先進行全流程的智能化改造，在自動化基礎好的重要專業領域則進行硬件設備、軟件以及管理的局部智能化改造，而在自動化水平較低的一般專業領域則重點開展硬件設備的自動化建設等。

二是針對不同發展階段的專業領域，結合自身特點探索多種技術路線和多種實現形式的智能制造發展路徑。重視硬件設備以外的智能化，尤其是管理智能化，包括組織架構、運作模式和管理方式的改變，以及勞動力結構、技能的調整。

三是不同的專業領域要實行階梯化發展策略，由于產業發展策略的一貫性，各個專業領域都對智能制造發展策略有所承接，但一些部門并沒有結合自身的產業特色和發展階段，盲目追求高大上的產業布局，一定程度上造成重復建設、產能過剩和相互競爭的局面。

因此航空制造企業要制定差異化的智能制造發展策略，各專業要根據自身的發展水平和特點，制定差異化、階梯化的發展策略，實現航空制造企業的良性、快速發展。

結語

結合各專業領域發展，制定差異化、階梯化的發展策略，打通裝備、產品與人的界限，基于大數據形成數據驅動的航空制造新模式，從單機智能，生產智能與行業智能三個層面打造適用于大型航空制造企業的智能制造體系。以網絡化協同為切入點，強化設計制造一體化，研制出滿足高精度、高柔性以及高可靠性需求的航空裝備，助推我國航空制造業高質量發展。

參考文獻：

[1]方毅芳.智能制造技術與標準化體系發展趨勢分析[J].中國儀器儀表，2018 （03）：21-26.

[2]劉強.智能制造理論體系架構研究[J].中國機械工程，2020，31（01）：24-36.

[3]寧振波.從網絡化協同切入構建航空工業智能制造體系[J].中國電子報，2020，11（003）：8-9.