推進(jìn)數(shù)字化科研生產(chǎn)體系建設(shè)賦能企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

高志遠(yuǎn)、侯衛(wèi)軍、胡喬 /內(nèi)蒙古航天紅峽化工有限公司

內(nèi)蒙古航天紅峽化工有限公司始建于1965 年6 月，是我國(guó)最早建立的大型復(fù)合固體發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥總裝廠，被譽(yù)為我國(guó)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥事業(yè)的搖籃，主要從事戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)及宇航用固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的裝藥、總裝研究、試制和批生產(chǎn)任務(wù)。近年來(lái)，紅峽公司通過(guò)系統(tǒng)推進(jìn)科研生產(chǎn)體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型，產(chǎn)線產(chǎn)能得到大幅提升，生產(chǎn)組織模式更趨靈活多元，生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本均得到顯著改善，服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、國(guó)防建設(shè)的能力進(jìn)一步提升，發(fā)展動(dòng)力更為強(qiáng)勁。

一、建設(shè)背景

從國(guó)家戰(zhàn)略層面來(lái)看，當(dāng)今世界正處于從工業(yè)經(jīng)濟(jì)向數(shù)字經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的大變革時(shí)代，習(xí)近平總書(shū)記指出，“世界經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨”，黨的十九大報(bào)告也明確提出了“要堅(jiān)定不移建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)”的發(fā)展目標(biāo)，為企業(yè)推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了政策支持和路線指引。

從供求關(guān)系層面來(lái)看，在習(xí)近平新時(shí)代強(qiáng)軍思想的指引下，全軍武器裝備建設(shè)體制機(jī)制改革進(jìn)一步深化，傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈布局和制造模式已經(jīng)不滿足低成本研制、規(guī)模化生產(chǎn)、高質(zhì)量交付的用戶需求，亟需利用信息化技術(shù)解放和發(fā)展生產(chǎn)力，建設(shè)與世界一流軍隊(duì)相適應(yīng)的先進(jìn)武器裝備研制生產(chǎn)體系。

從公司發(fā)展層面來(lái)看，紅峽公司作為傳統(tǒng)軍工企業(yè)，亟需通過(guò)推動(dòng)數(shù)字化科研生產(chǎn)體系建設(shè)及運(yùn)行，解決生產(chǎn)組織模式粗放、安全管控難度大、資源配置效率低、獲利能力不足、核心競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)等一系列問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

二、建設(shè)內(nèi)容及成效

1.頂層策劃層面

明確數(shù)字化科研生產(chǎn)體系建設(shè)的總體思路，系統(tǒng)全面推進(jìn)實(shí)施。結(jié)合中國(guó)航天科工集團(tuán)有限公司數(shù)字航天的戰(zhàn)略部署要求，應(yīng)用新一代信息技術(shù)創(chuàng)新研制迭代方式與科研生產(chǎn)管理模式，構(gòu)建基于模型、數(shù)據(jù)和流程驅(qū)動(dòng)的科研生產(chǎn)體系，推動(dòng)信息化與科研生產(chǎn)的深度融合，推進(jìn)全流程數(shù)據(jù)在線檢測(cè)，動(dòng)態(tài)完善生產(chǎn)制造程序、技術(shù)、管理標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到資源共享和能力協(xié)同，支撐推進(jìn)傳統(tǒng)的固體火箭制造模式向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型。

從公司發(fā)展層面來(lái)看，紅峽公司作為傳統(tǒng)軍工企業(yè)，亟需通過(guò)推動(dòng)數(shù)字化科研生產(chǎn)體系建設(shè)及運(yùn)行，解決生產(chǎn)組織模式粗放、安全管控難度大、資源配置效率低、獲利能力不足、核心競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)等一系列問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

2.工藝設(shè)計(jì)協(xié)同層面

重點(diǎn)深化設(shè)計(jì)——工藝協(xié)同，提高技術(shù)狀態(tài)管控水平，通過(guò)開(kāi)展PDM 系統(tǒng)、CAPP 系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用，形成設(shè)計(jì)——工藝一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于MBD 的設(shè)計(jì)工藝協(xié)同，有效提升研制效率和產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)管控能力。目前，紅峽公司在制的全型號(hào)均已納入PDM 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)狀態(tài)管控，辦理跨廠所流程2407 條，工作效率大幅提升；接收三維模型343 個(gè)，10 余個(gè)重點(diǎn)型號(hào)實(shí)現(xiàn)三維下廠；通過(guò)CAPP 實(shí)現(xiàn)302 份結(jié)構(gòu)化工藝文件應(yīng)用，為開(kāi)展數(shù)字化制造提供支撐。

3.生產(chǎn)制造層面

一是推進(jìn)MES 系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用，通過(guò)MES 系統(tǒng)建設(shè)，并與CAPP 系統(tǒng)協(xié)同應(yīng)用，建成車(chē)間級(jí)數(shù)字化管控平臺(tái)，貫穿科研生產(chǎn)管理和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行的物資流、信息流、數(shù)據(jù)流，改變傳統(tǒng)小批量研制生產(chǎn)模式，為企業(yè)精細(xì)化管控和大批量生產(chǎn)組織提供支撐。

二是打造車(chē)間級(jí)制造信息監(jiān)控中心，強(qiáng)化制造過(guò)程監(jiān)控，建設(shè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控SCADA 系統(tǒng)，強(qiáng)化MES 與智能制造單元之間的制造數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造各工序關(guān)鍵工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)音視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，形成車(chē)間級(jí)制造信息監(jiān)控中心。目前，已實(shí)現(xiàn)42套設(shè)備2537 個(gè)變量的在線采集和關(guān)鍵工藝參數(shù)、生產(chǎn)管理信息的疊加顯示。

三是加快智能制造單元建設(shè)，提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。以智能化改造典型應(yīng)用為例，根據(jù)裝藥行業(yè)組分多、稱量精度要求高、稱量物表現(xiàn)為假塑性流體、粉體等多種性狀，稱量難度大、稱量效率低等情況，紅峽公司自主研發(fā)稱量質(zhì)量控制系統(tǒng)，通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)、條碼掃描和HMI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)稱量操作可視指引、過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄、判別和異常中斷保護(hù)等功能，形成以稱量工位為單元、多工位協(xié)同的數(shù)字化作業(yè)模式，減少對(duì)人工記錄和檢驗(yàn)的依賴，提高了質(zhì)量一致性。

以智能化建設(shè)消化吸收應(yīng)用為例，應(yīng)用AGV 含能物料自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)，與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作研發(fā)了混合系統(tǒng)物料智能輸送系統(tǒng)，突破了混合系統(tǒng)安全下料閥結(jié)構(gòu)和自動(dòng)對(duì)接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)含能固體材料自動(dòng)轉(zhuǎn)移及加料、推進(jìn)劑混合過(guò)程自動(dòng)控制、過(guò)程參數(shù)自動(dòng)采集、異常情況實(shí)時(shí)監(jiān)控。紅峽公司還投資建設(shè)了小型發(fā)動(dòng)機(jī)柔性生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同、人機(jī)交互的智能化標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模式，滿足多品種發(fā)動(dòng)機(jī)批量柔性化總裝需求，生產(chǎn)效率提升30%以上，現(xiàn)場(chǎng)操作人員減少40%以上，各作業(yè)工位及生產(chǎn)流程的全線監(jiān)控，生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)在線質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量可追溯，為后續(xù)規(guī)劃和推進(jìn)智能生產(chǎn)線建設(shè)提供了寶貴的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)運(yùn)用WINCC 人機(jī)交互技術(shù)，含能原料生產(chǎn)線全線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控隔離操作和全自動(dòng)控制，控制系統(tǒng)集生產(chǎn)自動(dòng)化和過(guò)程數(shù)據(jù)化于一體，降低了現(xiàn)場(chǎng)操作人員數(shù)量，有效提高了含能原料生產(chǎn)過(guò)程的本質(zhì)安全，生產(chǎn)效率提升15 倍。通過(guò)智能化改造和智能化建設(shè)，深化“兩化”融合，提供一種新的數(shù)字化構(gòu)建模式，為后續(xù)開(kāi)展模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化建設(shè)提供樣例和參照。

4.供應(yīng)鏈優(yōu)化層面

為滿足大批量生產(chǎn)需求，紅峽公司建設(shè)物資管理系統(tǒng)，應(yīng)用二維碼、PAD 全程跟蹤原材料需求、采購(gòu)到貨、入廠驗(yàn)收、入庫(kù)領(lǐng)用、使用退庫(kù)等各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)原材料備料計(jì)算、庫(kù)存預(yù)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，為大批量、多品種、精細(xì)化生產(chǎn)提供保障。

5.綜合保障層面

一是以信息技術(shù)強(qiáng)化質(zhì)量全周期管控，建設(shè)質(zhì)量管理系統(tǒng)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于型號(hào)全生命周期的質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量數(shù)據(jù)包分析、電子履歷在線自動(dòng)生成、試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理。現(xiàn)已與航天科工集團(tuán)六院的質(zhì)量管理系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)院廠兩級(jí)質(zhì)量協(xié)同管控。試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)已應(yīng)用于所有研制型號(hào)，涵蓋五大類(lèi)200 多種測(cè)試項(xiàng)目，產(chǎn)生36000多份測(cè)試數(shù)據(jù)。

二是加快新技術(shù)應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)交付模式向數(shù)字化方式轉(zhuǎn)變。正在開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物產(chǎn)品二維碼及數(shù)據(jù)包應(yīng)用研究，構(gòu)建一套基于二維碼使用、流轉(zhuǎn)、交付的完整流程，打通跨單位二維碼應(yīng)用數(shù)字化條件，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品交付從實(shí)物交付向“實(shí)物+二維碼+數(shù)據(jù)包”的形式轉(zhuǎn)變。

三是加快系統(tǒng)集成，推進(jìn)一體化模式落地應(yīng)用。面向設(shè)計(jì)/工藝/制造一體化目標(biāo)，系統(tǒng)梳理科研生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理六大業(yè)務(wù)流程和400 多項(xiàng)數(shù)據(jù)勾稽關(guān)系，完成了PDM、CAPP、ERP 等8 套 系統(tǒng)間的集成，縱向打通設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、交付工作環(huán)節(jié)，橫向?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)供銷(xiāo)、生產(chǎn)質(zhì)量、成本管控與財(cái)務(wù)全流程的無(wú)縫聯(lián)接，以BOM為核心，實(shí)現(xiàn)基于同一數(shù)據(jù)源的跨系統(tǒng)共享和再利用，設(shè)計(jì)狀態(tài)管理、工藝狀態(tài)管理、現(xiàn)場(chǎng)管控、物料管控能力顯著增強(qiáng)。

四是ERP 高效應(yīng)用，支撐精細(xì)化經(jīng)營(yíng)管理 。完成ERP 系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)采購(gòu)到付款、銷(xiāo)售到收款、生產(chǎn)到成本的統(tǒng)一管理，打通經(jīng)營(yíng)管理信息流、資金流、物流，為面向科研生產(chǎn)中采購(gòu)、庫(kù)存、銷(xiāo)售、生產(chǎn)、財(cái)務(wù)等關(guān)聯(lián)復(fù)雜業(yè)務(wù)的制定提供解決方案，支撐公司經(jīng)營(yíng)管理向精細(xì)化、透明化轉(zhuǎn)變。

五是創(chuàng)新培訓(xùn)方式，提升操作人員能力與素質(zhì)，建設(shè)電教化考評(píng)智能管理系統(tǒng)、VR 實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及培訓(xùn)與考評(píng)檔案信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)題庫(kù)管理、試卷生成、在線考試、自動(dòng)判卷、成績(jī)單生成和自動(dòng)建檔、基于VR 的實(shí)操培訓(xùn)等人員培訓(xùn)全過(guò)程信息化管理。目前，已進(jìn)行300 余場(chǎng)、8000 余人次的人員培訓(xùn)，大幅提升了一線操作人員的理論和操作技能。

六是創(chuàng)新安全監(jiān)控手段，強(qiáng)化安全管控，建設(shè)“安全檢查與隱患管理信息化系統(tǒng)”“‘三危’電子地圖信息系統(tǒng)”“安全生產(chǎn)信息手機(jī)APP 查詢系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)重大危險(xiǎn)源、危險(xiǎn)點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)可視化精準(zhǔn)監(jiān)控、安全監(jiān)管要點(diǎn)清單化管理、安全隱患自動(dòng)閉環(huán)管理、安全標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)在線實(shí)時(shí)查詢，有效提升了安全管理水平。

后續(xù)，紅峽公司將不斷總結(jié)和積累數(shù)字化科研生產(chǎn)體系建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，以軍方型號(hào)任務(wù)為牽引，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為導(dǎo)向，聚焦主責(zé)主業(yè)，消除瓶頸短板，更好地履行強(qiáng)軍首責(zé)。首先，重點(diǎn)加強(qiáng)工藝仿真和產(chǎn)品數(shù)字化交付等試點(diǎn)建設(shè)，以點(diǎn)帶面，示范推廣，形成突破效應(yīng)。其次，嚴(yán)格對(duì)照頂層策劃內(nèi)容開(kāi)展工作，堅(jiān)持“一張藍(lán)圖走到底”，確保建設(shè)內(nèi)容整體化推進(jìn)、體系化運(yùn)行，確保產(chǎn)品研制、生產(chǎn)全業(yè)務(wù)鏈的模型、數(shù)據(jù)及流程按期貫通。此外，立足自身行業(yè)特點(diǎn)和資源稟賦，結(jié)合公司數(shù)字化科研生產(chǎn)體系建設(shè)實(shí)效，向同行業(yè)或跨行業(yè)企業(yè)提供數(shù)字化科研生產(chǎn)體系建設(shè)一體化解決方案，將知識(shí)資源轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)資源，為企業(yè)打造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極，為高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)勁動(dòng)力。