航空制造企业智能制造的差异化发展策略

杨若愚

摘要：大型航空器制造是一项技术难度大、研制周期长、协作面广、成本高昂的系统工程，是国家高端装备产业发展的重中之重。智能制造是全球制造业转型升级的方向，是我国产业规划的重点，也是企业的核心竞争力。本文主要结合智能制造的概念和航空制造企业的发展现状，分析国内航空制造企业智能制造的差异化发展策略。

关键词：航空制造;智能制造;差异化

一、智能制造的概念

美国学者最早提出“智能制造”的概念，并指出智能制造是利用技术知识系统、生产制造系统工程以及机器人控制系统的集成，来对生产工人们的操作技术能力和研究专家的知识进行建模，从而使智能机器能够独立自主实现小批量生产的目的[1]。随着信息技术和智能技术的不断发展融合，智能制造的内涵也在逐渐完善中。我国在《智能制造发展规划（2016-2020年）》中对智能制造重新进行了定义，指出智能制造是先进制造技术和新一代信息通信技术的进一步融合集成，贯通于制造生产活动的全过程，如研发、设计、管理、生产、销售、服务等环节，具有自感知、自学习、自执行、自决策、自适应等功能的新型生产方式[2]。

二、航空制造企业发展现状

中国航空制造业的发展依次经历了修理、制造、自主设计三个阶段，在数字化设计、协调制造方面取得了长足的进步。从60年代的手工绘图到90年代的三维模型的数字化设计，再到21 世纪初基于网络的设计制造协同工作平台的设计制造，实现了无纸化设计和数据多地同步收发。在通讯技术方面，以太网、光纤等先进技术的应用，提升了航空器的运行安全性。在传感技术方面，通过微机电系统、光纤传感等技术，为飞机建立了健康管理系统，通过实时监控飞机系统与零部件，保障飞行安全。在数据方面，积累了大量研制过程中的试验试飞数据与交付机的外场使用数据，为飞机型号设计、制造的改进提供了可靠依据。通过打造基于网络的航空产品设计、制造、服务一体化平台，推动着航空制造业朝数字化、智能化的方向迈进。

与欧美发达国家相比，中国航空制造业虽然有完备的自主研发与生产能力，但在国际军、民机市场上的份额依然较小，全球航空市场基本为外国飞机制造寡头所垄断。如大型客机供应商只有波音和空客两家;公务机四大供应商分别为赛斯纳、湾流、雷神和达索;军机制造商主要有洛·马、波音、BAE、诺·格等。中国的“航空强国”之路依然任重道远。

三、航空制造企业智能制造发展策略

飞机作为一种不可分解的复杂工业产品，具有气动要求严格、内部结构复杂、空间紧凑、零部件数量大、专业面广、设计更改频繁、对材料要求严苛等特点。这些因素使其成为一个技术难度大、研制周期长、协作面广、成本高昂、管理复杂的系统工程，各项任务之间相互交联、相互制约。

1.以网络化协同为切入点，打造智能制造体系。

在航空制造业中，纯粹的机械系统的改进和创新环节已经相对成熟，但传统的机电技术以及新兴的互联网技术结合，将带来巨大创新[3]。在波音787飞机的研制过程中，波音采用MBD 研制标准，成功实现了全球范围内异地协同设计制造，在平台上完成了设计、研发、试验、生产、供应等各环节的异地协同合作，大大缩短了研制周期、减少了资源浪费，实现了产品研发的降本增效。

航空制造业在设计、工艺、检测、试验、维护等流程中将产生大量的数据信息，工业互联网的前端是采集数据的传感器，对航空制造业向智能化、高端化、融合化、国际化转型发展的重要性不言而喻。在“数字产业化”和“产业数字化”的背景下，我们要构建数字驱动的工业新生态。工业互联网可推动AI、5G、大数据和ICT 与机械设备更深入地融合，为当前产业的数字化转型插上腾飞的翅膀。

2.加强产学研用结合，建设智能制造创新网络

与高校、科研院所联合建设联合技术中心（UTC），形成立足前沿、强强联合、优势互补、利益分享的技术合作模式。推进科研院所、高校、企业科研力量优化配置和资源共享。建立以政府引领、企业主导、高校和科研院所合作的智能制造创新网络，成立专项创新小组，就智能制造各重要领域进行技术攻关、试点试验和产业化，推进智能制造的创新发展。

3.制定面向不同专业领域的差异化发展策略。

由于航空制造产业链中不同专业领域的智能制造发展水平差异较大，因此在制订发展规划和策略时要基于不同的发展水平和需求，差异化地开展设备和生产线的智能化改造。

一是在具备智能化发展基础的核心专业领域率先進行全流程的智能化改造，在自动化基础好的重要专业领域则进行硬件设备、软件以及管理的局部智能化改造，而在自动化水平较低的一般专业领域则重点开展硬件设备的自动化建设等。

二是针对不同发展阶段的专业领域，结合自身特点探索多种技术路线和多种实现形式的智能制造发展路径。重视硬件设备以外的智能化，尤其是管理智能化，包括组织架构、运作模式和管理方式的改变，以及劳动力结构、技能的调整。

三是不同的专业领域要实行阶梯化发展策略，由于产业发展策略的一贯性，各个专业领域都对智能制造发展策略有所承接，但一些部门并没有结合自身的产业特色和发展阶段，盲目追求高大上的产业布局，一定程度上造成重复建设、产能过剩和相互竞争的局面。

因此航空制造企业要制定差异化的智能制造发展策略，各专业要根据自身的发展水平和特点，制定差异化、阶梯化的发展策略，实现航空制造企业的良性、快速发展。

结语

结合各专业领域发展，制定差异化、阶梯化的发展策略，打通装备、产品与人的界限，基于大数据形成数据驱动的航空制造新模式，从单机智能，生产智能与行业智能三个层面打造适用于大型航空制造企业的智能制造体系。以网络化协同为切入点，强化设计制造一体化，研制出满足高精度、高柔性以及高可靠性需求的航空装备，助推我国航空制造业高质量发展。

参考文献：

[1]方毅芳.智能制造技术与标准化体系发展趋势分析[J].中国仪器仪表，2018 （03）：21-26.

[2]刘强.智能制造理论体系架构研究[J].中国机械工程，2020，31（01）：24-36.

[3]宁振波.从网络化协同切入构建航空工业智能制造体系[J].中国电子报，2020，11（003）：8-9.