谢刚：工业互联网支撑复杂航空产品制造数字化转型

工业互联网大会工业互联网支撑杂航空产品主讲人：航空工业成飞谢刚航空工业成飞概况成都飞机工业(集团)有限责任公司始建于1958年10月，隶属中国航空工业集团公司，是国内第一家国家CIMS工程示范性企业中国制造业十大创新企业之一1958年建厂以来，累计交付3400余架出口军援18个国家，700余架飞机歼10飞机获国家科技进步特等奖国家级企业技术中心4国家级工程应用中心院士创新工作站国家认证实验室8企业级实验室博士后科研工作站省级工程技术研究中心公司信息化发展历程改革开放以来，航空工业成飞持续推进两化融合建设，有效保障飞机研制生产工艺分工FA(车间自动化)MRP(生产管理)新机新机实现对内集成、对外协同：重点围绕产品维实现全机数字化，支持新机快速研制实现对内集成、对外协同：重点围绕产品维实现全机数字化，支持新机快速研制实现集成、显性、共享、协同：围绕企业维/产品维/价值维构建基于模型的企业(MBE),务、价值创造口工业互联网是第四次工业革命的重要基石工业互联网白皮书战略规划建议发布“中国制造2025”战略√建立智能制造通信设备标准体系应用领域实现突破√带宽2G工业无线通信网络规模应用美国制造与创新复兴法案√24小时完成柔性产线组装√投$19亿建45个创新机构√8小时完成柔性产线组装新战略工业价值链IVI计划√制造→服务机器人规模商用提出工业物联网创新3.030%存量改造成智能工厂,1W智能产线智能产线出口额超日本出口额超日本●2018年政府工作报告：发展工业互联网平●2019年政府工作报告：打造工业互联网平台，拓展”智能+“,为制造业转型升级赋能；口航空制造业概况一一、航空产品制造工业互联网发展的背关键需求：技术应用亟待突破边缘计算等口“互联网+”驱动航空生产制造模式变革大协作-供应链集成能力运作开放协同全域发展多点组合单点深耕敏捷智能口航空产品研制特点航空产品特点飞机系统管理系统工程系统生产系统推进系统项目管理外形工装发动机质量管理结构生产控制APU构型管理系统工业工程燃油适航管理制造短舱集成样机飞机结构支援系统支援系统试验系统市场系统客户支援风洞试验市场营销发动机机身系统航电系统保障设备备件出版物结构试验协同试验飞行试验市场工程管理研发制造试管理研发制造试验服务立项总体技术方案论证动力装置选型主要方案选择外场技术服务样机审口航空产品研制特点项目论证阶段方案设计阶段工程研制阶段型号研制过程管理结构详细设计生产定型评夷详细生产定型评夷详细评审案定型评审工艺分工工艺分工小批试制工艺改进试试工装、工具制造技术出版物发布服务通告发布综保设计及其改进综保设计及其改进口航空产品研制特点航空产品全生命周期过程系统平台支持过程集成过程分析过程控制组织、协同团队、供应链、客户关系.飞机全生命周期支撑平台2C2C工业互联网大会美国德国法国美国德国法国口航空制造业数字化转型发展的内涵全球航空制造发展趋势全球航空制造发展趋势■英国制造2050-英国中国制造2025口航空制造业数字化转型发展的内涵航空制造业数字化转型的核心要素数字镜像-连接虚拟/现实世界全球化制造的整合机器人与人协同端到端的集成横向集成纵向集成人机协同(Networks,Cloud联网，云计算，大数据分析，网络安全2C2C工业互联网大会口航空制造业数字化转型发展的内涵组织系统组织系统工程系统口航空制造业数字化转型发展的内涵航空制造业数字化转型的目标推进数字化管理，流程是基础，数据是关键，要聚焦航空产品研制过程的痛点，基于单一数据源，实现全过程数字化，建立“流程驱动组织、数据驱动管理、创新驱动技术”的数字化转型文化，支撑优质、准时、低成本交付产品材料解决方案分析阶段利益相关方材料解决方案分析阶段利益相关方工程与制造开发阶段生产与部署阶段运行与支持阶段险降低阶段单一数据源单一数据源2C2C工业互联网大会工业安全防护体系二、工业互联网驱动航空制造数字化转型工业安全防护体系口工业互联网驱动航空制造业数字化转型思路支持全场景全栈的数字化转型工业互联网的四层体系架构为企业数字化转型提供全场景、全技术栈的完整支撑边缘层业务运行应用开发应用创新分析分析析分析(工业知识、算法、原理模型)工业大数据系统(工业数据清洗、管理、分析、可视化等)故障恢复设备管理资源管理运维管理故障恢复设备管理云基础设施(服务器、存储、网络、虚拟化)设备接入边缘数据处理协议解析设备接入边缘数据处理2C2C工业互联网大会二、工业互联网驱动航空制造数字化转型口工业互联网驱动航空制造业数字化转型思路企业内部IT系统企业内部IT系统工业大数据分析平台工艺专家二、工业互联网驱动航空制造数字化转型口工业互联网驱动航空制造业数字化转型思路“云边”协同模式下面向航空制造全场景的边缘计算全面支持轻量级智能计算边缘层微服务动态编排组装与优化节点互联协作与可靠性验证边缘层通度与迁移网络资源基础层计算资源控制器存储资源传感器计算资源控制器mm口工业互联网驱动航空制造业数字化转型思路万物互联网络互联互通环境构建多云(Clouds)、数字化设备(Devices)通过打通应用系统(Applications多云(Clouds)、数字化设备(Devices)BusinessBusiness值边界金助金助数字化工厂数字化工厂数字化工厂数字化工厂口工业互联网驱动航空制造业数字化转型思路支撑供应链与生态圈协同的协同环境基于工业互联网平台，发展以企业间协同研发、协同制造、供应链协同为目标的供应链生态，驱动构建构建支撑供应链生态圈协同的数字化环境生态构建云业务共事与协同共事与协同共事与协同共事与协同产品BOW产品BOW/计划产品BOM/计划企业(内部+云)企业(云)企业(内部+云)统一云门户2C2C工业互联网大会口工业互联网驱动航空制造业数字化转型思路面向航空制造业垂直应用的工业中台及APP体系基于工业互联网平台，打造以服务化为核心的工业中台，支撑构建面向复杂航空产品制造产业生态的工业APP集群，带动产业链全面数字化业务服务物料排程销售供应商订单财务工艺模型库采购XXX系统状态数工控数据质量配送工业中台T微服务中心传统应用接入微服务中心传统应用接入工业信息安全标准体系复杂装备工业互联网运营体系复杂装备制造的工业互联网平台总体架构(四层次、两体系)设计研发APP制造运营APP运行物流业务中台数据中台工业操作系统协同制造APP工业现场协同制造APP协同协同工业物联平台人工智能平台弹性存储虚拟终端(云桌面)网络连接有线网络工业以太网工业数控设备Fg中园区网与公司工控网单向连接公有云与园区网进行有限的数据交成员企业、供应链生态圈企业外部SaaS引入外部先进优秀的工业互联企业经营科研生应用视角数据视角数昆应用数据分析数据存储数据采集企业经营科研生应用视角数据视角数昆应用数据分析数据存储数据采集安全治理安全技术架构企业信息安全架构管检平白仿真技术平台应用服务器M技术标准管理规范控制机制机制企业维业务企业维业务体系合同管理体系合同管理集成供应链客户问题专项股务销售管理客系支持应用集专业级管控中心人力资源管理制造工程委外制店管理制造密源现场控制专项服务技术研发求工积产品协同技术出版物管理文档/保卫管理管理储管理理党建管理投资企业EHS管理法务管理现场级管控中心管理供应管理采购管理价值链维制造业务数据化数据中台业务数据化数据中台口基于工业互联网的新一代企业ICT架构设计企业数据架构财务保密积积工控采集数据业务交易数据工控采集数据资产业务化业务数据化资产业务化模型数据全局数据库2C2C工业互联网大会标准规范、信息安全体系基础环境标准规范、信息安全体系基础环境口基于工业互联网的新一代企业ICT架构设计企业技术架构前端应用业务中台技术平台基础生产业务办公业务办公类数据数据中台数据开发数据治理数据汇聚数据存储计算私有云计算私有云大数据集群云平台存储非关系型数房内存数非关系型数房内存数库全闪阵列全闪阵列边缘层边缘计算传感器治理平台仪表板业务架构治理仪表板大数据知识大数据知识知识图谱程、组件构成关系等)口、应用服务等)网络量、数据评价等)精密空调目录、技术安全等)2C2C工业互联网大会口产品研制全生命周期数字主线数字工程是新一暗”Strategy)代航空产品研制的发展方向流程工具方法硬件软件网络流程工具方法硬件软件网络美军“数字工程战略”五大战略目标◆规范模型的开发、集成和使用以支撑复杂组织体和计划/项目的决策◆提供一个可信的单一真相源◆融入技术创新以提升工程实践◆建立支撑的基础设施和环境以在利益相干方中实施各项活动、协同和沟通◆转型为一种文化，工作人员接受并支持跨寿命周期的数字工程浩浩口产品研制全生命周期数字主线业产品快速创新，多设计动态优化调配生产资源，工艺工艺设计AsDesigned/AsDesigned/As建设建设高可靠性产品增值服务，服务转型2C2C2C2C工业互联网大会客户客户客户客户xBOM体系是航空产品研制数字主线的核心建立以“×BOM”为核心的设计、制造、管理和服务集成体系，形成“中国特色”的复杂装备数字研制模式连续传递连续传递口产品研制全生命周期数字主线计划物计划数据故障视图维修视图故障视图维修视图维护计划视图产品全生命周期单一数据源口产品研制全生命周期数字主线面向全生命周期的更改闭环与数据溯源通过基于xBOM的一致性、完整性表达及技术状态管控，数据驱动的集成研发过程与数据管理等关键技术，实现面向全生命周期更改闭环和数据双向可追溯管控中心项目管控中心管控智能决策主设计分设计成品主设计分设计成品主制造大数据应用研制大数据应用协同基于大数据的管控基于大数据的管控与决策技术状态状态管控大数据管理基础服务2C2C工业互联网大会口产品研制全生命周期数字主线多层级的流程导航，业务流与工作流的无缝串联并行的厂所产品数据协同和符合性检查—体化的用户体验设计过程中的多元信息推送实物数据归集与实时追踪需求管理方案设计详细设计工艺设计制造总装试验试飞研制的闭环和知识的重用交装综合2C2C工业互联网大会工业信息安全保密体系运维运营体系工业信息安全保密体系运维运营体系口云边端协同的“数智云网”工业应用层(SaaS)将工业知识与经验转化为SaaS,实现工业软件服务化等SaaS层服务上云，进行内部推广，同时通过公有云接入社会用户和外部SaaS,实现设计制造一体化协同控制与优化交换系统设计研发APP协同制造APP交换系统设计研发APP协同制造APP工业应用层质量运营资源运营库存物流质量运营资源运营库存物流生产运营据交换用控设备数据采集用控设备数据采集设备状态管理工业互联层台入工业互联层台入台台台造远营造远营口云边端协同的“数智云网”工业应用层：制造运营APP打造生产运营、质量运营、资源运营和库存物流4类能力，实现计划与执行一体化、质量管控协同化、公共资源管理精细化、物流配送敏捷化，支撑精益制造，打通产品到交付的核心流程应用管理应用管理产品质量资源调度质量计划配送计划现场调度生产运营质量运营资源运营库存物流资源日历质检规则实验质量资源库存数据管理数据交换数据交换数据缓存库存盘点数据回填数据验证工业现场APP工业现场工业现场口云边端协同的“数智云网”应用管理制造运营APP应用管理现场监控及设备孪生知识指引设备孪生知识指引物流实况故障诊断授权管理产品状态机理模型生产辅助数据管理数据交换数据缓存数据采集及模型管理模型管理2C2C口云边端协同的“数智云网”工业互联层(PaaS)PaaS是数智云网的核心，将工业技术原理、行业知识和经验、基础工艺、模型工具等规则化、模块化、软件化、并封装成可重复使用的组件，以中台的形式沉淀到工业PaaS层工业现场APP制造运营APP协同制造工业现场APP制造运营APP协同制造APP工业数据中台工业数据中台工业物联平台人工智能平台基础开发微服务中心传统应用接入工业互联层工业互联层2C2C工业互联网大会生产运行工业数据中台生产运行工业数据中台口云边端协同的“数智云网”构建面向工业制造运营的数据中台，采集工业互联层的设备数据及系统数据，利用“存通治用”的中台方法仓储物流机器学习场景算法制造资源数据服务封装数据分布式存储数据清洗映射数据建模工业机理模型工业设备协议设备数字孪生设备故障诊断库设备健康分析库设备数据监控数据制造运营数据平台服务能力输出A1平平台服务能力输出A1平台集成门户口云边端协同的“数智云网”工业互联层：人工智能平台从数据、算法、场景、APP开放服务等方面着手，围绕航空产品研发、生产制造、物流、质检、供应链等主价值链过程，构建面向特定场景的公共数据集、人工智能算法库和服务共享平台，推动人工智能技术在航空制造过程中的应用调度调度检测安全帽巡检应用APP能力共享算法共享算据共享算力共享编制YOLOFast-CNN服务器云服务伸缩均衡服务器云服务伸缩均衡镜像KVM虚拟化工业信息安全保密体系运维运营体系口云边端协同的“数智云网”制造运营APP工业现场制造运营APP工业现场APP协同制造APP资源池虚拟化桌面云服务数据采集数据采集管理节点无线网络有线网络EC边缘计算有线网络P-物理世界逻辑控制机理P-物理世界逻辑控制机理□3T融合驱动航空产品智能制造典型落地应用实践技术的深度融合正驱动制造技术的快速发展DT/IT/0T深度融合的自进化数字生态提升决策能力提升互联广度提升感知深度模型工业互联网C-虚拟世界分析评估计算优化评估计算2C2C2C2C工业互联网大会标准化体系物理层标准化体系物理层□3T融合驱动航空产品智能制造典型落地应用实践实践思路：飞机结构件智能车间总体架构统筹规划智能车间总体架构，聚焦先进ICT技术的敏捷导入和融合应用业务管理产品数据管理数字化仿真测试试验管理业务管理产品数据管理数字化仿真测试试验管理产品数据管理数字化仿真测试试验管理订单管理主生产计划物料需求计划资源管理执行管理计划执行资源保障绩效管理物流保障工艺管理现场管理计划执行资源保障绩效管理作业作业管理设备控制单元控制物流控制设备控制单元控制控制模型控制智能感知能力自主运行T2C2C工业互联网大会荣获多项国家/集团奖项及荣誉√航空工业唯——家入选“2019中国数字化转型先锋榜TOP50”√“面向航空武器装备研发的生产大数据应用解决方案”入选全国“百家大数据优秀案例“√“成飞飞机大型复杂结构件数字化车间”入选“2019中国智能制造十大科技进展”√工信部中国两化融合咨询服务联盟授予：“两化综合最佳实践单位”,“两化融合突出贡献单位”入选证书两化融合最佳实践单位突出贡献单位2C2C工业互联网大会INDUSTRIALINTERNETCONFERENCE复杂度不确定性问题复杂度不确定性问题口制造业未来面临的挑战当前，不确定性是航空制造业面临的重大挑战工业3.0应用电子信息技术，进一步提高生产自动化水平工业4.0开始应用信息物理智能制造1970年代初今天解决的是制造系统中的确定性问题需要解决制造系统的不确定性问题口复杂生产过程动态调度口装备性能、状态趋势预测口生产流程的自