王巍：智能制造是大势所趋

智能制造，大势所趋

制造技术是一切科学技术的基础，它也是个实体工业。包括：武器装备、科技产品等等都是做出来的。目前我们国家正在由制造大国向制造强国迈进过程中，国家对于制造方面还是很重视的。在发展战略规划的时候，也把智能制造作为了一个优先的突出点做一个强调。

航天产品数字化制造

航天产品通常给我们的印象，总结为三个技术特点。第一，技术含量高。比如：我们的载人航天、登月工程；第二，研制周期比较短、品种多；第三，要求质量高，性能长寿命。所以传统的以靠人的精密加工和精密装配来保证质量和高精度的生产模式已经完全不适合航天生产，每套要求做出来的性能、质量必须是一致的。在航天数字化制造，应当有以下几个考虑和思路：

一、航天的制造必须借助现在的工具和手段，信息化，软件、传感器、物联网，必须借助这个手段来帮助人控制质量和控制精度。当然，这些东西同时也要能管理人。

二、结合科学实验，揭示制造活动乃至生命科学中的规律。航天产品有些用在飞船上，有些用在卫星上，而飞船和卫星使用特点上差别是非常大的，我们不能为不同的用户群体专门定造，所以产品必须要有应用的最大包罗。在设计的时候，在制造的时候就必须满足最大包罗的要求。而这要求我们对于产品的质量，还有一些性能的本质要进行了解。

三、通过对制造全过程的信息演变过程进行定量计算，模拟与控制。航天产品比较精密，它的制造过程环境，还有资源，还有它的一些质量的一些数据必须在线实时管控，这样才能做到产品质量全过程可控。

以一个航天产品做说明：光纤陀螺不转，它的光在光纤转，它的特点就是全固态，因此它有一些固有的特点，应用也比较广泛，在航天和各种行业里面。光纤陀螺的技术特点，可以分为四个方面：首先是光学器件的研发与生产；其次是高精度光路研制、装配与调测试；再有，高性能电路测试与生产；最后就是系统集成。根据这个技术特点，在生产过程中，我们也归纳出三个相对来说比较大的特点。特点一：生态环境要求严格；特点二：工艺和生产过程相对复杂；特点三：质量要求高。根据这个特点，航天必须提出自己相适应的一个生产管理的流程和方式。

对此，我们也做了一些有益的尝试。目前应用和不断的在探索和推进过程中的，基于信息化全过程实时在线控制的智能工业化的管理系统，这个系统把我们的生产过程，质量的全过程、质量过程，以及视频监控的整个过程，还有元器件，器件整个生产过程，调度指挥中心，相当于是一个大系统的融合。整个这个系统里面分几个层级，最底下这个层级就是我们说的硬件层级，就是下面这一部分，就是我们的硬件层级。它提供了我们各种传感器。第二部分，信息搜集层。物理层面搜集到的语音、视频各种各样的数据整理交给生产管理层，生产管理层把这些数据进行大数据的分析。比如：某种产品，某一个器件最近一段时间出的问题、故障率比较高，这就要引起认识，要直接报告到辅助决策层，来对这一类的产品或者这一类的器件专门进行相关的研究。

产品实物化三大系统

这是我们这样产品实物化的东西，将整个系统分三个大系统：一体化集成化设计分系统，物资管理分系统和生产计划管理子系统。这三个系统之间也是相互联系的，它们之间的数据又是在整个产品统一数据包里面是整合的。这个过程中，也是有相关的物理数据流，这是一个网络层面的物理数据流。

一、一体化集成化设计分系统

通常情况下各设计各的，我们现在这个一体化设计系统就在一个平台上，我们可以看到不同的结构设计人员、光路设计人员就在这个平台上设计。这样的设计我们叫它一体化设计，这样的设计对于系统集成，最优化设计是非常有好处的，也节约了时间和成本。我们内部协同设计的方式，把整个设计环境把它集中化，我们说的也是一个最优化，做到提高效率，保证准确度。

二、物资管理分系统

所有的航天产品里面最重要的是叫质量是核心，所有的产品出现问题，它都是要可追诉的。所有的元器件都是有一个“条码”，每个元器件所有的信息自然生成元器件的信息包，这个数据包里面含了生产厂家、生产日期、失效期，包括各种各样的相关信息。在这个产品做出来以后，这个信息就自然形成，不需要任何人填任何东西。因为你是条码写的，一个是真实，第二个是实时生产，完全可靠，伴随这个产品终身。还有一个“可视化柔性生产调度中心”，整个生活过程中，我们有视频监控的系统，还有音视频的对话系统，在这个中心就可以与生产人员进行直接对话，如果有设计或者装配中的问题，可以直接进行管理。

三、生产计划管理子系统

在这个里面每一件产品生产流程信息都可以在线上查到，每一套工序需要注意什么，我们都有明显的显示。第三个，叫生产工艺管理子系统。这是对工艺特点、工艺控制的方法，在整个线上都可以查到。工艺人员，生产技术人员，必须按照先前设计好的工艺管理过程来制造这个产品，实现产品的统一，同时这个产品，我们的一些检测系统也是数据联网的。实时在线生产整个工艺数据包，保证产品质量。所有的测试设备，包括我们的设备测试产品，都是在这个系统上联网的。如果这个设备是温箱，它的温度范围是多少完全一目了然，完全可见。这个产品在做实验的过程中有没有问题，也是完全可视化的，数据也是可分析、可追溯的。可以看到整个大系统技术特点是以大数据理念管控生产过程和数据的，目的是为了提高质量。这样一种方式建立了各个生产环节的数据标准化体系，第二个是利用先进的传感和物联网技术收集信息。我们自主研发了一个全过程的电流品质的传感器，这个传感器就是下面看到的。我们这个光纤陀螺对于电源的工艺是非常敏感的，这些数据我们都是要记录下来，生产过程中发现哪个产品出现问题的时候，我们要追溯所有可得到的情况。

通过这几年来我们不断的应用，我们的产品在中国的载人航天工程、探月工程、导航工程等应用的还比较出色，我们国家也一直在这方面发展的比较好。这个管理系统我们认为可以推广到一些相关的与我们高科技航天技术有相关的一些企业里面，包括光机电、光电子的一些企业，还有快速成长的一些研发企业，这些都是高科技的企业。像生产、管理工艺相对来说比较复杂，包括柔性生产的制造企业，它要求的产品结构复杂，一体化设计、协同设计就非常关键了。还有信息化，我们原来手工作坊式的完全靠人工记录的方式，要变成我们数字化机床、数字化的生产制造，便于我们追溯，还有便于我们质量的一致性保证。

智能制造的未来设想

应该说航天在信息化制造的确做了一些有益探索，但是仍然远远不够的。对于今后的发展，我们作出以下展望：

一、全流程信息通透

我们现在的信息是把在钱是设计，在后把生产制造统一，还有一个大数据流。但是还有一个尾巴没有顾及到，成本；一个头就是元器件的生产。我们下一步要把产品设计出来之后，直接就能知道多长时间做完，设计成本是多少。设计完了立刻就能体现，要把全过程的信息进行统一，最后在一个平台上实现。

二、全过程数据监控

我们目前监控的温度、湿度包括各方面还是不够的。高精密的生产，未来我们要更多地利用一些先进的传感系统；比方说，现在的分布式的光纤传感，如果能够对整个空间里的温度和湿度进行建模分析，将会更好。

三、全面智能化制造

把这些传感器连在一起后，剩下的就是让它智能化。智能化的结果，对于我们的生产要形成一个专家系统，用这个系统智能化了以后，反过来提示或者来促进我们的设计，这相当于是机器反过来帮人。在技术层面的思考，还要应用到物联网的技术，先进传感技术，人工智能的技术，这些现代比较流行的技术和手段，在航天领域现在也逐步的得到了发展。