近年來，隨著國家智慧製造戰略陸續推出，各行各業都在積極推進智慧製造程式。航空工業作為國民經濟中具有先導作用的支撐產業，為了適應時代發展的趨勢，也已對智慧製造進了全面佈局、合理規劃和應用。通過對標國家智慧製造的發展需求，對已有的業務模式進行總結分析，以智慧製造發展目標為導向，總結提煉企業在智慧製造實施中業務模式的發展需求，並以此為基礎進行智慧製造體系構建技術研究。
【智慧製造】智慧製造技術與數字化工廠應用！
東莞華中科技大學制造工程研究院、東莞思谷數字技術有限公司在7月2日由e-works數字化企業網舉辦的【2015首屆中國製造業智慧製造高峰論壇暨第十二屆中國製造業管理資訊化大會】上給我們帶來了智慧製造的技術與數字化工廠的應用。
【e-works公眾號內容不錯，值得關注】
來源：e-works數字化企業網獨家資料
國內某航空企業智慧製造技術架構！
◎文丨高凱*孫煒*李星彤
本文通過對航空企業智慧製造體系頂層框架設計、製造系統智慧感知與整合，結合飛機研製中智慧製造技術的應用發展要求，提出了構建企業智慧製造頂層參考體系框架和發展路線圖。
引言
本文通過對航空企業智慧製造體系頂層框架設計、製造系統智慧感知與整合，結合飛機研製中智慧製造技術的應用發展要求，提出了構建企業智慧製造頂層參考體系框架和發展路線圖。
1、航空智慧製造體系概述
航空工業技術密集、高度綜合、廣泛協作、研製週期長、投資費用大，是國民經濟中具有先導作用的支撐產業，具有引領和帶動新興產業和新興學科發展的重要作用。飛機作為大型複雜航空產品，其結構複雜、零部件多、製造過程繁鎖，涉及到材料、加工、裝配等製造相關的各個環節，涵蓋了大量的製造部門和製造裝備。
圖1 中國航空製造業製造能力現狀
因此，飛機產品製造的發展水平，可作為衡量國家工業基礎和製造業水平的重要標誌。當前，隨著國家戰略和周邊形勢的發展需求，新一代飛機的精度、壽命、可靠性和可維護性等指標較以往機型都有顯著提升，技術經濟性也成為產品研製的必要考慮因素。但分析發現，當前的製造模式和製造水平已經難以滿足新一代飛機研製面臨的挑戰，製造系統的極限能力依然無法保證飛機的高氣動隱身需求。《中國製造2025》中智慧製造工程的提出為新一代飛機研製提供瞭解決思路和契機。在飛機研製中發展智慧製造，通過智慧製造的相關技術手段來應對新一代飛機研製過程中的各種需求，已經成為保證新一代飛機高質量、低成本、短週期研製的關鍵途徑。
2、航空智慧製造體系構建
圖2 航空企業智慧製造技術體系框架
（1）航空企業智慧製造體系頂層框架設計
針對新一代飛機智慧製造的技術發展和應用需求，參考工業4.0和工業網際網路的智慧製造發展框架，開展航空企業智慧製造體系頂層框架設計與規劃工作，全面引導後續的關鍵技術攻關、智慧平臺搭建、工程應用和標準規範制定等工作。主要內容包括：
l 航空企業智慧製造技術體系框架
l 航空企業智慧製造平臺架構
l 智慧製造技術、關鍵裝備的工程應用規劃
圖3 製造過程模型控制與管理業務框架圖
（2）智慧工藝設計與全息虛擬驗證
以工藝對自動化裝備的智慧驅動和操作人員的精準指導為目標，研究資訊-物理融合環境下的基於模型的工藝/工裝智慧設計、企業級產品製造/裝配和管控過程的全息虛擬驗證業務的發展目標、技術構成、業務流程和軟、硬體構建方案，引導形成智慧工廠中工藝快速、規範化設計和虛擬驗證平臺對產品工藝的優化能力。主要內容包括：
l 製造過程模型控制與管理
l 基於模型的智慧工藝設計
l 視覺化裝配指令設計與執行
l 全息虛擬驗證與優化
圖4 基於模型的智慧工藝設計業務框架圖
（3）製造系統智慧感知與整合
以支撐製造系統的狀態感知、自主決策和資訊傳遞為目標，結合企業現有的自動化裝備，研究製造系統的智慧感知與整合業務的發展目標、技術構成、業務流程和軟、硬體構建方案，支援新一代飛機的智慧加工/裝配生產線CPS單元的建設和互聯。主要內容包括：
l 智慧裝備狀態感知
l 基於模型的檢測檢驗
l 物流狀態實時感知
l 智慧製造單元互聯與整合
圖5 製造系統智慧感知與整合發展思路
（4）基於物聯資訊的物料倉儲與精準配送
以物料系統自主控制和作業現場精準配為目標，結合RFID、視覺識別等物聯網感應裝置，研究基於物聯資訊的物料倉儲與精準配送業務的發展目標、技術構成、業務流程和軟、硬體構建方案，引導實現物料配送方案的準時生成和全車間的精準柔性配送。主要內容包括：
l 基於RFID的智慧物料倉儲
l 作業資料驅動的物料配送方案快速生成
l 基於AGV的車間物料柔性配送
圖6 基於物聯資訊的物料倉儲與精準配送發展思路
（5）基於智慧決策的自適應生產管控
以生產過程的決策自動化為目標，研究基於智慧決策的自適應生產管控業務的發展目標、技術構成、業務流程和軟、硬體構建方案，為建立企業資源、生產計劃的自適應規劃，以及質量資訊的實時跟蹤和控制機制提供指導。主要內容包括：
l 製造資源動態管理與自適應平衡
l 生產計劃的自適應排產與排程
l 基於物聯資訊的產品質量追蹤與控制
l 實時資料驅動的製造場景視覺化
圖7 基於智慧決策的自適應生產管控發展思路
（6）物聯大資料儲存、傳遞與決策支援
以支援新一代飛機的可預測化製造為目標，結合產品研製流程帶出的大資料，研究物聯大資料儲存、傳遞和決策支援業務的發展目標、技術構成、業務流程和軟、硬體構建方案，指導產品物聯大資料儲存與分析中心建設，促進形成生產過程中的各類分析決策能力。主要內容包括：
l 物聯大資料儲存與查詢分析
l 物聯大資料傳遞、共享與安全保障
l 基於工業雲端計算的產品大資料發掘
圖8 物聯大資料儲存、傳遞與決策支援發展思路
3、結束語
通過結合新一代飛機研製中智慧製造技術的應用發展要求，調研和分析企業實施智慧製造的軟、硬體基礎環境。借鑑德國工業4.0和美國工業網際網路戰略的參考框架，構建企業智慧製造頂層參考體系框架和發展路線圖。
結合物聯網、大資料和雲端計算等新一代資訊科技，研究智慧製造體系框架中智慧工藝設計與虛擬驗證、製造系統智慧感知與整合、智慧倉儲物流、自適應生產管控、物聯大資料分析等各項關鍵要素的發展目標、技術構成、業務流程和軟、硬體系統方案，從而為企業智慧製造的體系化、分階段技術發展和應用提供指導。
人工智慧賽博物理作業系統
AI-CPS OS
“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧）分支用來的今天，企業領導者必須瞭解如何將“技術”全面滲入整個公司、產品等“商業”場景中，利用AI-CPS OS形成數字化+智慧化力量，實現行業的重新佈局、企業的重新構建和自我的煥然新生。
AI-CPS OS的真正價值並不來自構成技術或功能，而是要以一種傳遞獨特競爭優勢的方式將自動化+資訊化、智造+產品+服務和資料+分析一體化，這種整合方式能夠釋放新的業務和運營模式。如果不能實現跨功能的更大規模融合，沒有顛覆現狀的意願，這些將不可能實現。
領導者無法依靠某種單一戰略方法來應對多維度的數字化變革。面對新一代技術+商業作業系統AI-CPS OS顛覆性的數字化+智慧化力量，領導者必須在行業、企業與個人這三個層面都保持領先地位：
重新行業佈局：你的世界觀要怎樣改變才算足夠？你必須對行業典範進行怎樣的反思？
重新構建企業：你的企業需要做出什麼樣的變化？你準備如何重新定義你的公司？
重新打造自己：你需要成為怎樣的人？要重塑自己並在數字化+智慧化時代保有領先地位，你必須如何去做？
AI-CPS OS是數字化智慧化創新平臺，設計思路是將大資料、物聯網、區塊鏈和人工智慧等無縫整合在雲端，可以幫助企業將創新成果融入自身業務體系，實現各個前沿技術在雲端的優勢協同。AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量與行業、企業及個人三個層面的交叉，形成了領導力模式，使數字化融入到領導者所在企業與領導方式的核心位置：
精細：這種力量能夠使人在更加真實、細緻的層面觀察與感知現實世界和數字化世界正在發生的一切，進而理解和更加精細地進行產品個性化控制、微觀業務場景事件和結果控制。
智慧：模型隨著時間（資料）的變化而變化，整個系統就具備了智慧（自學習）的能力。
高效：企業需要建立實時或者準實時的資料採集傳輸、模型預測和響應決策能力，這樣智慧就從批量性、階段性的行為變成一個可以實時觸達的行為。
不確定性：數字化變更顛覆和改變了領導者曾經仰仗的思維方式、結構和實踐經驗，其結果就是形成了複合不確定性這種顛覆性力量。主要的不確定性蘊含於三個領域：技術、文化、制度。
邊界模糊：數字世界與現實世界的不斷融合成CPS不僅讓人們所知行業的核心產品、經濟學定理和可能性都產生了變化，還模糊了不同行業間的界限。這種效應正在向生態系統、企業、客戶、產品快速蔓延。
AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量通過三個方式激發經濟增長：
創造虛擬勞動力，承擔需要適應性和敏捷性的複雜任務，即“智慧自動化”，以區別於傳統的自動化解決方案；
對現有勞動力和實物資產進行有利的補充和提升，提高資本效率；
人工智慧的普及，將推動多行業的相關創新，開闢嶄新的經濟增長空間。
給決策制定者和商業領袖的建議：
超越自動化，開啟新創新模式：利用具有自主學習和自我控制能力的動態機器智慧，為企業創造新商機；
迎接新一代資訊科技，迎接人工智慧：無縫整合人類智慧與機器智慧，重新
評估未來的知識和技能型別；
制定道德規範：切實為人工智慧生態系統制定道德準則，並在智慧機器的開
發過程中確定更加明晰的標準和最佳實踐；
重視再分配效應：對人工智慧可能帶來的衝擊做好準備，制定戰略幫助面臨
較高失業風險的人群；
開發數字化+智慧化企業所需新能力：員工團隊需要積極掌握判斷、溝通及想象力和創造力等人類所特有的重要能力。對於中國企業來說，創造兼具包容性和多樣性的文化也非常重要。
子曰：“君子和而不同，小人同而不和。” 《論語·子路》雲端計算、大資料、物聯網、區塊鏈和 人工智慧，像君子一般融合，一起體現科技就是生產力。
如果說上一次哥倫布地理大發現，擴充的是人類的物理空間。那麼這一次地理大發現，擴充的就是人們的數字空間。在數學空間，建立新的商業文明，從而發現新的創富模式，為人類社會帶來新的財富空間。雲端計算，大資料、物聯網和區塊鏈，是進入這個數字空間的船，而人工智慧就是那船上的帆，哥倫布之帆！
新一代技術+商業的人工智慧賽博物理作業系統AI-CPS OS作為新一輪產業變革的核心驅動力，將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量，並創造新的強大引擎。重構生產、分配、交換、消費等經濟活動各環節，形成從巨集觀到微觀各領域的智慧化新需求，催生新技術、新產品、新產業、新業態、新模式。引發經濟結構重大變革，深刻改變人類生產生活方式和思維模式，實現社會生產力的整體躍升。
產業智慧官 AI-CPS
用“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧），在場景中構建狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升的認知計算和機器智慧；實現產業轉型升級、DT驅動業務、價值創新創造的產業互聯生態鏈。
長按上方二維碼關注微信公眾號： AI-CPS，更多資訊回覆：
新技術：“雲端計算”、“大資料”、“物聯網”、“區塊鏈”、“人工智慧”；新產業：“智慧製造”、“智慧農業”、“智慧金融”、“智慧零售”、“智慧城市”、“智慧駕駛”；新模式：“財富空間”、“資料科學家”、“賽博物理”、“供應鏈金融”。
官方網站：AI-CPS.NET
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