《中國航空工業集團： 航空智能制造發展白皮書（2022年）（20頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《中國航空工業集團： 航空智能制造發展白皮書（2022年）（20頁）.pdf（20頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、版權聲明版權聲明本白皮書版權屬于中國航空工業集團有限公司，并受法律保護。白皮書中引用的政府文件及關聯機構資料，各自版權歸原單位所有。轉載、摘編或利用其它方式使用本白皮書文字或者觀點的，應注明“來源：中國航空工業集團有限公司”。違反上述聲明者，其行為將在法律許可的范圍內受到法律責任的追究。航空智能制造發展白皮書目目錄錄引言.1一、發展現狀.1（一）航空智能制造發展需求.1（二）航空智能制造探索實踐.1（三）航空智能制造發展機遇.2二、發展愿景與思路.3（一）發展愿景.3（二）總體架構.3（三）發展思路.4三、重點發展方向.5（一）模型驅動的設計制造一體化.5（二）敏捷互聯的智能化柔性生產.6（三

2、）虛實融合的數字化運營管控.7（四）三鏈合一的網絡化產業協同.10（五）融合創新的數智技術賦能應用.11四、保障措施.14（一）培育航空智能制造解決方案能力.14（二）完善航空智能制造標準體系.14（三）建設航空智能制造公共服務平臺.15結束語.16航空智能制造發展白皮書1引言引言航空工業是國家高端裝備制造業和戰略性新興產業，其發展水平是國家工業基礎、科技水平、國防實力、綜合國力的重要標志和綜合體現。如何在當今新一代信息技術與先進制造技術深度融合的時代背景下，加速推動航空裝備研制與生產模式向數字化網絡化智能化轉變，發展先進航空制造能力，是航空智能制造創新發展的時代命題。為凝聚業界共識，匯集行業

3、智慧，中國航空工業集團有限公司智能制造創新中心組織編制并發布本白皮書，旨在總結航空工業智能制造發展情況，探索發展愿景和重點發展方向，提出保障措施建議，以期與業界分享，共同推動航空智能制造創新發展，加速工業制造能力提升。一、一、發展現狀發展現狀（一）航空智能制造發展需求（一）航空智能制造發展需求近年來，新一代信息技術正加速與制造業深度融合，智能制造已成為全球新工業革命的核心驅動力和科技產業發展的戰略制高點，歐美等發達國家大力推進新技術在航空制造業的研究與應用，探索柔性、敏捷、精益的新型制造模式。智能制造是制造強國建設的主攻方向，也是我國航空制造業創新驅動發展、實現工業轉型升級的關鍵舉措之一，是提

4、高我國航空制造業自主創新能力、促進航空裝備制造長遠發展的重要舉措和迫切需求。黨的二十大報告在“建設現代化產業體系”中提出了“推動制造業高端化、智能化、綠色化發展”的戰略要求。隨著航空裝備向數字化智能化加速發展，傳統研制生產和價值創造模式必然需要在創新、提質、增效、降本等方面進行更深程度的調整和轉型。裝備研制應具有更為敏捷的快速響應能力，設計制造實現更高程度的一體化并行協同。生產制造中高效率、低成本、精準化、柔性化制造成為主要模式，形成以智能工廠和數字化生產線為主要標志的現代化航空制造體系。航空制造業以“主集成商-分承制商”為代表的產業鏈協同，在工業互聯網賦能下，逐漸將網絡化協同延伸至整個供應鏈

5、、產業鏈和價值鏈，形成數字動態企業聯盟。航空核心制造裝備和工業軟件系統的自主創新能力進一步增強，有效保障產業安全。智能制造創新生態得到有效發展和全面培育，航空制造業作為高端裝備制造業的龍頭,帶動國家工業體系升級的能力持續提升，并為國家制造業創新發展提供數智解決方案供給能力。（二）航空智能制造探索實踐（二）航空智能制造探索實踐航空工業作為智能制造的先行者航空工業作為智能制造的先行者，率先發布總體架構率先發布總體架構，明確行動明確行動計劃。計劃。2016 年在全國率先發布航空智能制造總體架構 V1.0，總結提煉“動態感知、實時分析、自主決策、精準執行”航空智能制造典型特征，形成全國性學術影響力，被

6、行業內外廣泛引用。同時發布行動航空智能制造發展白皮書2計劃，確定建立一個創新中心、突破三大關鍵技術、落實七項重點任務的工作安排。2019 年適應新一代信息技術深入應用和航空先進制造技術的發展完善，印發智能制造架構 V2.0，滿足全集團開展智能制造領域技術研究、開發和應用工作需要。加入中央企業智能制造協同創新平臺，激發“產學研用”協同創新活力，推進智能制造實踐應用的深入。突破一批航空智能制造關鍵技術和裝備突破一批航空智能制造關鍵技術和裝備。依托航空工業智能制造創新中心，組織開展模型驅動的設計制造驗證服務、賽博物理生產系統及基于云平臺的協同關鍵技術研究。在重點型號研制生產中實現了統一標準格式的數據

7、模型連續傳遞與重用；開發具有行業特點的單元級和系統級 CPS（賽博物理系統），實現賽博空間和物理空間的互聯互通；突破智能工藝裝備相關的部件、軟件和系統等關鍵技術，研制開發一批具有智能化、網絡化、嵌入式等 ICPS（工業賽博物理系統）特征的智能系統和工藝裝備，并分類開展試點示范。全方位開展航空智能制造試點示范全方位開展航空智能制造試點示范。航空工業先后承擔國家級智能制造專項、智能制造綜合標準化和新模式、智能制造試點示范項目20 余項。建成飛機協同開發與云制造平臺，“點、線、面”分層次推動智能車間/智能生產線建設，體系化開展智能制造試點示范，建成一批高水平的智能制造示范工廠。航空工業西飛、成飛、昌

8、飛先后入選國家級智能制造標桿企業，形成了面向復雜裝備研制生產的企業級生產管控中心、大型飛機總裝數字化脈動生產線、直升機旋翼系統智能車間新模式應用、直升機智能配送管理新模式應用等最佳實踐，發揮了智能制造對建設現代航空產業體系的重要推動作用，航空智能制造能力成熟度水平穩步提升。初步形成航空智能制造系統解決方案自主保障能力初步形成航空智能制造系統解決方案自主保障能力。積極開展航空智能制造解決方案供應商的培育，已形成了一批智能制造解決方案供應商團隊，成功入選工業和信息化部、北京市智能制造解決方案供應商推薦目錄。全集團形成了完整的從頂層咨詢與規劃、工業軟件開發、智能工藝設備研制、智能車間/數字化生產系統

9、集成的整體智能制造系統解決方案供給能力。（三）航空智能制造發展機遇（三）航空智能制造發展機遇當前，新一代信息技術、先進制造技術和企業運營管理技術加速發展，技術融合、管理融合帶來智能制造模式的持續發展創新。數字化、智能化技術已經成為推動智能制造發展最核心的技術驅動力，并有望帶來顛覆性創新。國家 “十四五”智能制造發展規劃 提出“依托制造單元、車間、工廠、供應鏈等載體，構建虛實融合、知識驅動、動態優化、安全高效、綠色低碳的智能制造系統，推動制造業實現數字化轉型、網絡化協同、智能化變革”，為智能制造創新發展提供政航空智能制造發展白皮書3策新動力。經過“十三五”期間的持續發力，航空工業在智能制造總體架

10、構設計、關鍵技術攻關、工業軟件和智能工藝裝備開發、多領域試點示范、標準體系建設和人才隊伍建設等方面已經取得了突破性進展，智能制造未來發展基礎良好。綜合而言，無論是技術發展的推動、國家政策的供給，還是良好的現實基礎，面對航空強國建設對工業制造能力提升的強勁需求，航空智能制造已經面臨新一輪的發展機遇。二、發展愿景與思路二、發展愿景與思路（一）發展愿景（一）發展愿景聚焦現代航空工業體系建設要求，在航空裝備研制生產過程中深入推進智能制造發展，建設和推廣應用模型化裝備研發、智能化柔性生產、網絡化產業協同等智能制造新模式。建成一批國際級智能制造示范工廠，持續推進航空工業的提質增效降本，提升工業制造能力。打

11、造航空智能制造協同創新生態，培育國家級數字化智能化工業解決方案供應商，成為智能制造前沿技術探索的先行者，智能制造應用最佳實踐的建設者，國家智能制造創新發展的策源地。（二）總體架構（二）總體架構航空智能制造是新一代信息技術與先進航空制造技術的深度融合，貫穿于航空裝備全生命周期和組織的不同業務層級（包括企業聯盟層、企業管理層、生產管理層、控制執行層和智能設備層）。架構定義了各層級的主體要素、主要功能、核心業務以及各業務層級之間的相互關系。在加速智能制造新技術研究及創新應用基礎上，將新一代信息技術、先進制造技術和智能工藝裝備，深度融合應用于各業務層級，實現各層級“動態感知、實時分析、自主決策、精準執

12、行”智能特征特定內涵。航空智能制造發展白皮書4航空工業智能制造架構（三）發展思路（三）發展思路以新一代信息技術與先進制造技術深度融合為主線，落實智能制造架構，從智能制造新模式構建、數智技術應用解決方案開發、智能制造發展新生態培育三方面著手，加速航空制造業數字化轉型、網絡化協同和智能化變革。聚焦航空工業能力提升的主價值鏈，創新推動模型驅動的設計制造一體化融合發展，實現快速研發、快速試制、快速驗證；建成敏捷航空智能制造發展白皮書5互聯的智能化柔性生產模式，建設具有知識賦能、敏捷智能、虛實融合、即插即用、綠色低碳特征的新型航空智能制造示范工廠，實現高質高效低耗的可持續性制造；加速推動數據和網絡資源在

13、價值鏈、供應鏈、產業鏈的流動與應用，實現三鏈合一融合發展。加快新一代數字化智能化共性技術的賦能機理研究，根據技術發展的不同成熟度，推動與航空先進制造技術的集成創新和工程應用。匯聚產學研用創新資源，培育集智能制造技術研究、驗證、科技成果轉化、實踐示范于一體的協同創新和公共服務生態。三、重點發展方向三、重點發展方向（一）模型驅動的設計制造一體化（一）模型驅動的設計制造一體化未來新型航空裝備的快速研發能力需求對傳統研發模式提出了新挑戰，深入貫徹基于模型的系統工程（MBSE）的應用，融入知識工程、數字孿生、擴展現實等新技術，構建設計制造智能化協同環境，以及支持快速驗證的虛擬制造環境，推進經驗驅動的產品

14、研發向知識賦能的智能化設計制造一體化演進、轉化，實現“設計即制造、發圖即開鉚”，顯著縮短研發時間，提升研發成功率。1.1.提升裝備系統工程能力，建設需求提升裝備系統工程能力，建設需求/設計設計/制造制造協同協同環境環境航空工業已具備基于模型的全三維定義、設計制造一體化、成熟度控制的并行設計、設計工藝工裝一體化關聯、全三維裝配工藝仿真、跨地域多廠所協同研制等技術，實現多階段數字樣機迭代設計、基于設計模塊的消耗式裝配流程規劃、基于上下文的設計協同、制造協同等，初步形成數字化的航空裝備設計制造協同體系。在飛機設計制造中，面臨技術自主創新、需求動態多變、學科高度綜合、研制復雜協作等高復雜性技術挑戰，需

15、建立跨專業的工程需求管理、統一功能架構構建、邏輯架構設計、多領域物理系統統一建模與仿真、多系統的虛擬集成和驗證，實現設計和需求、需求和仿真驗證的雙向追溯。開發基于模型和數據驅動的需求、功能、架構、產品一體化設計與制造技術，建設面向全產業鏈協同的基于系統工程的高效、高質、柔性化的航空裝備設計制造協同研發環境，實現縱向和橫向的數據傳遞、共享及分布資源的同步參與，快速完成航空裝備的設計、制造和優化過程，實現設計即制造，全面支撐飛機/機載裝備跨專業、跨地域、跨組織的設計制造協同研發，為飛機/機載裝備全生命周期各個環節提供從模型空間到物理空間全鏈條貫通的理論技術狀態唯一數據源。2.2.提升工藝生成和執行

16、質效，加速工藝智能化設計能力提升工藝生成和執行質效，加速工藝智能化設計能力以航空裝備三維數字化模型為基礎，建設集成數據、知識、模型和資源要素的航空制造數據中心，融入知識工程、數字孿生、增強現實等先進技術，建設基于知識的工藝智能化設計環境，形成復雜產品的工藝智能規劃與輔助決策能力。面向制造過程，在虛擬環境下開展航空智能制造發展白皮書6包括工藝規劃、工藝仿真、加工編程、生產系統動態配置、制造資源檢索權衡等工藝信息的規范化表達與智能決策，實現工藝快速設計以及加工指令快速、準確生成，支持航空裝備的快速響應研制；面向實物制造過程，基于生產現場的工業互聯網，建立信息物理融合的工藝執行決策優化環境，構建涵蓋

17、制造對象、制造資源和制造環境的工藝執行過程數字孿生系統，實現實物制造過程與理論模型計算的融合和生產過程的自適應調整，支持航空裝備生產過程的高效率和高質量制造。3.3.創新可制造性設計能力，在虛擬制造中進行數字制造驗證創新可制造性設計能力，在虛擬制造中進行數字制造驗證未來航空裝備的短周期、低成本研發要求對航空研發模式提出了新的挑戰，需建立支持快速制造驗證的虛擬制造體系，即基于設計和制造協同的思想，利用計算機仿真和虛擬現實技術將現有的敏捷制造系統融合成一種具有柔性、快速可重構、分布式生產能力特征的模型庫，形成虛擬環境下的制造系統，實現飛機復雜制造系統的制造條件通用化和模塊化、制造過程標準化、設計驗

18、證和測試過程虛擬化，支持數字樣機在計算機上實現實際制造過程的快速迭代與優化，實現產品研發中制造階段的虛擬化。變革航空裝備研制由“設計實物模型制造試驗設計反饋”的迭代過程轉為“設計數字樣機虛擬驗證生產”，實現航空裝備“研發中制造、制造中驗證、交付前訓練”的目標，提升裝備的可制造性設計能力和水平。（二）敏捷互聯的智能化柔性生產（二）敏捷互聯的智能化柔性生產通過強化精益生產和六西格瑪管理創新，持續推進以單元化生產組織方式主的精益生產模式。航空工業已通過智能車間/生產線試點示范取得顯著成果，并穩步推進智能車間/生產線建設。在未來柔性智能工廠中，要基于標準化接口實現制造資源連接及數據接入標準化，實現智能

19、互聯基礎設施的即插即用，大幅增強工廠布置靈活性。以主要型號交付為主線，通過體系化開展智能車間/生產線建設，實現制造全流程的數字化智能化全線貫通，實現智能化的“點、線、面”覆蓋?；诠I軟件的集成應用構建數字化生產運營工具集，實現統一架構的深度數字化集成。開展數據資產深度價值挖掘應用，推動航空制造向數據驅動模式的敏捷制造轉型。1.1.強化柔性制造能力，建設智能車間強化柔性制造能力，建設智能車間/數字化生產線數字化生產線圍繞航空裝備制造過程的工藝特征和生產特點，基于精益思想研究適合主機、機電、航電等系統的精益生產制造模式，以主要型號為主線，圍繞機械加工、復合材料結構件、鈑金、熱表、部裝和總裝、涂裝

20、等制造全流程，系統策劃智能柔性生產線建設。生產線應具備即插即用的智能化裝備、柔性可重構快速對接工裝、統一的異構控制系統通訊接口與協議、智能化網絡控制系統以及 24h 無人值守能力等特航空智能制造發展白皮書7征，通過系列化智能柔性生產線建設構建具有航空特色、支撐敏捷制造、動態可重構的智能化生產系統，實現制造資源動態速配的柔性高效制造。2.2.適配用戶高體驗度的業務連續性要求，適配用戶高體驗度的業務連續性要求，建設數字化工具集建設數字化工具集針對航空裝備生產過程高復雜度、業務系統繁多等特點，構建面向生產系統全生命周期管理的集成數字管理工具集，開發統一流程、統一數據、統一模型的集成數字環境，搭建集成

21、數字化管控平臺，推進信息系統間、信息系統與物理系統等要素深度集成，推動產品生命周期各階段數字工具的雙向交互，實現生產制造過程信息流、數據流貫通，以及產品全生命周期活動在完全集成的數字工作環境中運行，開展生產制造全流程數據深度挖掘應用，支持從業務驅動管理向數據驅動管理轉型，大幅提升數字化管控能力，支持航空裝備敏捷低成本制造。3.3.即插即用快速接通，建設智能互聯基礎設施即插即用快速接通，建設智能互聯基礎設施在航空智能工廠構建適于快速互聯的智能互聯基礎設施生態系統，由邊緣云、邊緣設備（邊緣控制器）、微服務 APP、機器視覺等單元組成，并采用標準化接口實現資源連接及數據接入標準化，具備即插即用的快速

22、接通能力，使工業互聯網下探到工業現場，通過人、機、物的全面互聯，實現全要素、全產業鏈、全價值鏈的全面連接。通過邊緣云實現車間設備互聯管理、生產現場數據分析、在線產品質量、設備健康診斷維護、工業軟件 APP 部署等功能，在工廠現場或同時在多個地點控制生產過程，使工業邊緣層的數據處理貼近現場的各種設備和設施，實現云邊協同的智能控制與分布式制造。結合邊緣計算技術，通過本地設備實現數據分析與控制，提升數據處理效率，減輕云端負荷，為用戶提供更快速的響應。采用具備安全防護的無線網絡，實現涉密環境中現場設備、設施、人員等制造要素的萬物互聯，簡化生產流程，增強工廠布置靈活性。（三）虛實融合的數字化運營管控（三

23、）虛實融合的數字化運營管控應用建模仿真、多模型融合等技術，以數字孿生設備、生產線以及制造資源為基礎，建設模擬實際生產運行環境的生產要素模型、生產過程模型、機理分析模型及輔助決策等工廠管理模型，基于交互設備實現數字孿生工廠與物理工廠的虛實融合，通過人、設備、物料、環境、過程等生產資源信息的互聯互通，基于云服務環境實現數字孿生工廠的生產計劃管控、倉儲配送、質量檢測等全流程的透明化管理，在數字孿生虛擬世界中對制造系統進行實時監控、動態仿真和評估、優化與重構，提升航空裝備柔性生產制造和質量保證能力。1.1.應對多目標多約束優化調度挑戰，建設智能排產系統應對多目標多約束優化調度挑戰，建設智能排產系統航空

24、裝備制造具有管理層級復雜、制造周期長以及多品種、變批航空智能制造發展白皮書8量等特點，當計劃被分配到車間的設備層，生產調度部門需要處理的邏輯細節都是極為復雜繁多、且需要高時效性，復雜度與可變性遠高于人工運算能力上限，難以通過人工排產解決多工序、多資源的優化調度問題。需要建設部署于集團公司智能制造云平臺的智能排產系統，集成調度機理建模、尋優算法、線性回歸算法等技術對生產過程進行虛擬仿真、分析及優化，通過計算機高速運算對海量可能的方案進行計算對比以確定最優計劃方案。同時，通過孿生工廠平臺對生產過程進行實時監控，基于仿真數據、實時生產數據、歷史生產數據等對生產全過程進行實時評估以及資源動態配置，并將

25、每次預測正確的結果繼續納入模型訓練，通過機器學習持續進行權值優化，提升智能排產軟件運算的智能化水平。2.2.推動倉儲功能服務化，搭建智能倉儲物流環境推動倉儲功能服務化，搭建智能倉儲物流環境面向航空裝備供應鏈物流及企業內部生產過程中原材料、在制品、工裝、刀夾量具、模具頻繁配送以及總裝物料準時配送需求，將物流相關的生產、管理、質量等相關知識進行數字化、模型化、軟件化設計，將知識、標準以軟件的模式融入到配送體系中，搭建“采、儲、配”綜合協同的智能倉儲設備與配送線、信息化系統及配送管理新模式一體化的智能化倉儲物流環境，使配送體系能夠按人的思維模式進行思考，具備自主識別判斷能力，實現配送體系由人工、自動

26、化向智能化的突破。同時，基于仿真建模、數字孿生、邊緣智能等技術，構建與倉儲物流系統硬件設備完全映射的數字孿生模型，搭建虛擬倉儲物流服務平臺，以“新一代通信技術+物聯網技術”應用為基礎，實現倉儲物流系統實時狀態數據的同步交互與實時監控，并結合各類算法及模型，實現倉儲物流過程的實時模擬、仿真優化以及遠程運維，推動傳統倉儲功能向現代物流現場管理和服務功能轉化，倉儲物流管理邁入精準化時代，提升生產準備和資源配送效率。3.3.推動人機協同的精準高效裝配，構建可視化作業指導系統推動人機協同的精準高效裝配，構建可視化作業指導系統運用三維模型建模技術構建三維可視化的作業指導書用于指導現場作業，同時基于航空裝備

27、的實時監測數據、理論模型及三維激光掃描技術建立完整的產品三維模型，應用擴展現實（XR）技術構建可人機交互的虛擬環境，借助設備和虛擬信息展現三維作業指導，指導操作員工進行結構件及線纜精準高效裝配。借助可穿戴設備進行虛擬裝配、虛擬培訓、虛擬體驗等任務，體驗身臨其境沉浸式感受，加快員工的培訓速度。借助可穿戴設備提供復雜問題遠程求助、直接展示操作說明、遠程指導等任務，在虛擬環境下提前發現問題、快速解決問題。4.4.適應高效低成本檢測要求，大力推進應用非接觸測量技術適應高效低成本檢測要求，大力推進應用非接觸測量技術推進應用基于模型的在線檢測和非接觸測量技術，應用智能檢測航空智能制造發展白皮書9裝備，結合

28、缺陷機理分析、物性和成分分析等理論并融合機器視覺、數據挖掘等技術，開展質量在線檢測、分析和結果判定，全面支撐數字孿生模型管理和全生命周期質量管理。在航空裝備中存在大量的復雜異形結構，無法采用傳統的接觸數字化測量方法快速檢測，需要將非接觸測量設備/傳感器集成到加工、裝配、工裝等設備中，開發在位形、性狀態快速檢測系統，實現小型復雜零件外形和表面狀態的快速檢測與評估，大幅縮短零件質量檢測周期。開發噴漆、噴丸、化銑等惡劣作業環境下基于視覺識別的產品自動化檢測分析系統，降低質量檢驗工作強度，提高檢測質量和精度。開發大尺寸結構海量數據非接觸測量系統，基于在線實測數據建立大部件實測數字孿生模型，在虛擬環境下

29、開展大部件對接驗證，快速、精準測量其配合表面之間的縫隙，以指導機翼和機身等大型零部件裝配過程。5.5.全面推行資產數字化，建立設備生命周期管理環境全面推行資產數字化，建立設備生命周期管理環境針對復合材料成形裝備、大型鈑焊裝備、精密/超精密加工、特種加工、增材制造等航空高端制造裝備的維護保障難題，突破云邊結合的設備大數據“采、傳、算、用”技術，建立高效集成的物聯感知網絡，實現高端制造裝備的在線運行監測、失效預測，有效提升關鍵作業過程的狀態感知能力。推動設備全面上云，在云平臺中開展設備的自主點檢、設備維修、備件管理等，支撐基于精益的全員設備管理與維護（TPM），使設備操作人員成為設備的主人?；谠?/p>

30、平臺及設備數據總線構建包含實時采集數據與迭代、維修專家知識庫等大數據的設備數據湖，突破基于信號特征及可視化的維修專家庫、基于多傳感器融合的故障診斷技術、基于隱馬爾科夫模型（HMM）的故障預警技術、性能退化建模及壽命預測技術等多項關鍵技術，實施故障預測、產能評估等決策支持，支持維修人員通過佩戴智能眼鏡獲得維修專家的遠程實時指導或調取設備數據湖數據獲得歷史維修經驗或者維修指導書，實現高端制造裝備的在線和遠程故障預警和自動診斷功能，大幅提升設備綜合效率（OAEE）、可靠性和精度保持性。6.6.以人為本，開展以人為本，開展 EHSEHS（環境、健康與安全）系統建設（環境、健康與安全）系統建設在環保方面

31、，基于環保末端設施的在線數據采集實現可視化監控及預警。在能源管理方面，圍繞實現“雙碳”目標，基于數字孿生和云服務平臺技術與工業知識的深度融合，對智能工廠內高耗能設施以及與能源產用息息相關的生產狀態、重點參數建設對應的數字孿生模型，實施能源產、用的可視化監控以及基于生產變化的動態智能調度，實現由傳統的能源保供向能源與生產深度融合的智能能源管理轉型，最大程度挖掘能源利用效率的潛在提升機會，同時，加大太陽能等綠色能源利用，促進節能降碳、綠色發展。針對工廠重點安全和環保末端設施、生產設施以及重點高能耗設備構建幾何模型、物理參數模型航空智能制造發展白皮書10以及控制機理模型，基于孿生工廠的安全、能源與環

32、?？刂迫^程的可視化系統。在安全方面，開展人工智能機器視覺的安全場景識別技術應用，對安全生產區域進行基于視覺識別技術的掃描，實現高安全風險以及違規行為的安全預警。（四）三鏈合一的網絡化產業協同（四）三鏈合一的網絡化產業協同航空工業經過多年發展，通過支撐多型重點裝備研制與生產，已經初步搭建起面向價值鏈、供應鏈、產業鏈的數字化體系，正著力構建以“強核心、大協作、專業化、開放型”高效航空產業鏈協同體系，依托云計算、大數據、物聯網、人工智能、新一代移動通訊、數字孿生、區塊鏈等新一代信息技術，加速推動數據資源在價值鏈、供應鏈、產業鏈的流動與應用，實現價值鏈、供應鏈、產業鏈融合發展，推動航空產業模式變革。

33、1.1.通過數字鏈牽動價值鏈，實現航空價值鏈數字化集成通過數字鏈牽動價值鏈，實現航空價值鏈數字化集成價值鏈是研發、采購、生產、銷售、交付、售后等各種活動連接起來形成的鏈式形態，智能制造價值鏈是將數據分析平臺、數據要素與價值鏈模塊化，進而實現集成應用。未來，數據作為核心生產要素，將以數據融合的形式嵌入到價值鏈各個環節中。通過分析與處理，將數據資源轉變為具有預測價值的結構性數據，實現價值鏈的優化升級。通過提高數據計算、統計、分析、處理的速度，對管理有效的關鍵信息及時做出反應，從而有效提升生產與管理效率，為研發與生產過程提供技術支持，使銷售及售后協同發展，促進價值鏈重塑和商業模式變革。2.2.變革傳

34、統鏈長拉動為全鏈動態協同，建設航空智慧供應鏈變革傳統鏈長拉動為全鏈動態協同，建設航空智慧供應鏈航空裝備制造供應鏈是龐大而復雜的體系，配套鏈條長、覆蓋領域廣、技術復雜度高、社會化配套程度低，在均衡生產、交付周期、交付質量和成本控制等方面存在諸多挑戰。建設以私有云和公有云為基礎的統一網絡化協同供應鏈管理體系，充分利用物聯網、互聯網、人工智能、大數據等新一代信息技術，增強供應鏈全過程優化管理、信息集中化管理、系統動態化管理，推動供應鏈管理逐漸向可視化、智能化、集成化、云端化方向發展，實現企業內外生產能力、創新資源和服務能力的高度集成，生產制造與服務運維信息的高度共享，提高航空工業研制與生產協同整體水

35、平。3.3.建立云端數字航空工業，在數字空間實現產業鏈互聯互通建立云端數字航空工業，在數字空間實現產業鏈互聯互通聚焦航空裝備制造產業鏈生態圈協同管控和數字賦能需求，建設航空產業“垂直型工業互聯網平臺”，加速推進產業鏈互聯互通，實現信息與數據、企業經營與管理模式、活動與業務流程、子系統與應用功能、信息與異構數據、企業間戰略與合作等系統集成，實現制造航空智能制造發展白皮書11企業與用戶、制造企業與資源供應商、制造與產品運營環節、制造全產業鏈環節、制造伙伴之間等協同交互，推動產業鏈數字化轉型，實現全產業鏈補短板、強核心，提升產業鏈整體效能。（五）融合創新的數智技術賦能應用（五）融合創新的數智技術賦能

36、應用為加速推動新一代信息技術與航空先進制造技術深度融合，促進航空智能制造和產業模式創新，加速開展傳感器、擴展現實（XR）、數字孿生、工業軟件等高成熟度技術在航空制造業的規?；蓱煤彤a業化發展，賦能航空企業提質增效。建設擁有新一代通信技術和工業信息安全技術等新興網絡技術的創新環境，支撐工業大數據、人工智能（AI）、云計算、區塊鏈等新興技術在創新基地的典型應用場景探索研究。提升新一代通信技術、新興工業信息安全技術成熟度水平，加速工程化應用。1.1.規?；蓱眉夹g規?；蓱眉夹g（1 1）傳感器技術）傳感器技術傳感器技術作為信息獲取的重要手段，與通信技術和計算機技術共同構成信息技術的三大支

37、柱。在航空裝備生產過程中，傳感器廣泛應用于機加、鈑金、焊接、復材成型、鉆鉚裝配等工藝過程，傳感器類型、數量、空間分布、數據處理方法等要素將極大影響工藝質量，如熱電偶、壓力、流量等傳感器技術應用于復合材料成型的熱壓罐控制、鈑金熱成形的過程檢測，3D 測量掃描、機器視覺等傳感器技術應用于焊縫跟蹤及產品缺陷檢測，工業 X 射線、超聲波等傳感器技術應用于發動機葉片探傷及復合材料構件的無損檢測等等。依據不同生產場景，在航空制造設備/生產線等生產現場部署的運動/位置/接近/速度、聲學/聲音/超聲波、光學/光/機器視覺、電子/電流/能量/磁等各類傳感器，開展多傳感器信息融合和智能傳感技術應用，將傳感器信號的

38、處理與識別同人工智能技術結合，完成生產現場多源異構傳感數據動態感知與聚合分析，為智能設備/生產線的最優運行及控制奠定技術基礎。（2 2）擴展現實（）擴展現實（XRXR）技術）技術擴展現實（XR）技術是增強現實（AR）、虛擬現實（VR）和混合現實（MR）的統稱。在飛機裝配環節中，MR 技術用于裝配作業現場指導，借助設備和虛擬信息展現，可實現結構件及線纜精準高效裝配，并能體驗身臨其境沉浸式感受。AR 技術用于技術交流和安裝維護，可為操作人員和維護人員，提供直接展示操作說明、復雜問題遠程求助等服務。VR 技術用于作業培訓，通過可穿戴設備進行虛擬培訓、虛擬裝配、虛擬體驗等，在虛擬環境下體驗飛機裝配工藝

39、過程，在低投入條件下快速培養技能型人才，提高飛機裝配效率和質量。（3 3）數字孿生技術）數字孿生技術航空智能制造發展白皮書12數字孿生技術可突破許多物理條件限制，應用建模仿真、多模型融合等技術，構建設備、生產線、車間、工廠等不同層級的數字孿生系統，通過數據和模型雙驅動的仿真、預測、監視、優化和控制，實現物理世界和虛擬空間的實時映射，推動感知、分析、預測和控制能力的全面提升。用于航空裝備工藝規劃、生產、試驗、故障排查等模擬仿真，以及虛擬展示、加工、裝配、檢測、故障診斷等狀態監測，依靠傳感器及設備實時數據，實現產品數據、工藝數據、現場設備加工數據的實時有效雙向貫通，在孿生模型上對真實生產過程進行復

40、現及仿真，提高生產過程質量控制能力，以及遠程、多地協同控制能力。（4 4）工業軟件技術）工業軟件技術工業軟件是工業知識驅動現實世界的橋梁與載體。航空裝備制造是典型復雜產品的離散型制造，應用的工業軟件主要分為兩類：嵌入工業裝備類和工業場景類，嵌入工業裝備類工業軟件是將工業軟件與工業裝備、工業系統緊密融合共同構成 CPS，將工業知識以控制模型、智能算法的形式作用于智能單元、智能產線，從一定程度上實現了工業軟件對物理系統的賦能，提供柔性、低人工干預的高效制造能力。工業場景類工業軟件是利用工業知識和新一代信息技術賦能產品設計、制造、服務等工業場景，進行全新的技術迭代升級并向云端化、平臺化、網絡化方向發

41、展，實現關鍵業務場景的自動化、智能化輔助決策，從而最大程度擴展人的工作效能，并借助全新的工業軟件平臺環境，實現云設計、云制造、云服務等制造模式創新，重新定義航空裝備的設計、制造、服務一體化過程。2.2.典型應用場景探索研究技術典型應用場景探索研究技術（1 1）工業大數據技術）工業大數據技術工業大數據技術可用于航空裝備的工藝優化設計、生產制造、維修保障等產品全生命周期管理，在工藝優化設計應用方面，圍繞設備運行狀態參數、生產線運行狀態參數以及生產過程參數等數據進行關聯性深度挖掘，形成數據閉環，明確工藝參數最優區間、生產質量控制最優調控手段等，達到工藝優化設計目的，提升生產效率和產品質量。在生產制造

42、應用方面，對采集的資源狀態管理、設備運行狀態管理、現場質量管理、庫存管理等數據進行分析和反饋，進而評估和預測產品生產流程，實時監控和調整生產過程，預測設備運行狀態，實現生產流程優化、設備維護質量管理等目的。在維修保障方面，整合航空裝備運行、銷售、客戶服務等數據，利用狀態監測、故障預測和診斷等計算機網絡技術，實現基于維修保障大數據的航空裝備故障診斷、健康預測和遠程診斷。（2 2）邊緣計算技術）邊緣計算技術工業邊緣云服務是以“新一代通信技術工業互聯網”為切入點，航空智能制造發展白皮書13解決完善信息高速公路的最后一公里。通過架設工業互聯網新型基礎設施，貫通航空裝備制造核心業務，應用邊緣控制器、邊緣

43、云、資產管理殼、邊緣計算等新技術，開展跨地域、自切片、全景式的云邊協同。在現場端通過工業邊緣層的邊緣計算實時處理生產現場設備與設施的控制數據，就近提供邊緣智能服務，滿足智能化裝備在敏捷聯接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。在云端層通過數字化集成云平臺實現云端層工業大數據的統計分析及輔助決策，打造航空制造異地協同制造體系。（3 3）人工智能（）人工智能（AIAI）技術）技術人工智能（AI）技術將更加深入融合于航空生產制造全過程，應用于傳感與檢測、多機器人協同、人機協同、智能化生產管控等場景。以計算機視覺技術為例，計算機視覺技術與檢測技術結合，可實現噴漆、噴丸、鉆鉚、

44、復材鋪放等作業環境下產品質量自動化檢測，提高產品檢測效率。將計算機視覺技術與焊接技術結合，可有效解決帶筋壁板雙光束激光焊接的生產效率低下問題。計算機視覺技術與裝配技術結合，通過計算機視覺識別裝配車間各站位工作狀態，并將結果動態反饋至生產系統中，解決了當前因工作區域與信息采集區域分割造成的實物流與信息流不一致問題。未來，將加速開展大數據智能、通用智能、群體智能、類腦智能等新一代人工智能技術在航空制造業的典型場景探索研究，有可能為航空制造業帶來顛覆性變革。（4 4）云計算技術）云計算技術云計算技術將廣泛應用于數字航空信息化能力體系中，支撐建設航空制造業的私有云、商密云、混合云或分布式云等云平臺，將

45、產品設計、制造、供應鏈系統、服務與保障等信息系統部署于云平臺，實現跨組織、跨地域數據信息泛在交互的云邊協同，以及工業服務云平臺集約化建設與運營。未來，持續研究量子處理器技術、量子計算軟件技術、量子云計算技術等在安全通信、仿真與性能評測等方面的應用場景，顛覆傳統信息技術體系，推動工業服務云平臺跨代發展。（5 5）區塊鏈技術）區塊鏈技術區塊鏈技術作為一種新型底層協議，可針對航空供應鏈、產業鏈范圍廣、協同性要求高、高透明性過程追蹤的特點，用于構建安全高效的智能物流系統，為解決航空裝備物流傳輸過程中信息數據共享難、安全性低、溯源難的問題提供了新途徑，有可能變革航空產業鏈、供應鏈模式。3.3.新興網絡環

46、境建設技術新興網絡環境建設技術（1 1）新一代通信技術）新一代通信技術以 5G/WIFI 技術為代表的新一代通信技術將有助于推動物聯網技術在航空制造業的快速應用，在航空企業部署 5G 技等新一代通訊航空智能制造發展白皮書14網絡，將有效解決涉密環境下的通訊問題，實現現場設備、設施、人員等制造要素的互聯互通，使工業互聯網下沉到工業現場，快速實現制造過程中多源、海量信息的采集，開展基于實時信息的生產過程監控、分析、預測和優化控制等，實現數據資產價值深度挖掘應用。后續將逐步開展 5G/WIFI 技術在整機裝配、機械加工、質量檢測、倉儲物流等典型應用場景的研究與驗證，構建靈活、敏捷的工廠基礎環境。未來

47、探索研究基于低軌道衛星通訊系統的 6G 網絡技術在航空制造業的應用，賦能顛覆性技術創新。（2 2）新興工業信息安全技術）新興工業信息安全技術工業信息安全技術是工業領域信息安全的總稱，是應用于工業控制系統的管理、運行和技術上的防護措施和對策，以保護工業控制系統及其信息的保密性、完整性和可用性。工業信息安全技術涉及工業領域各個環節，包括工業控制系統安全、工業互聯網安全、工業大數據安全、工業無線通信安全、工業云安全、關鍵信息基礎設施安全以及工業控制系統與其他網絡的信息交換安全等,廣泛應用于航空裝備制造企業的生產制造、仿真驗證、試驗測試、生產輔助等方面，保證所需的通信網絡不中斷，工業生產設備、控制系統

48、、信息系統可靠正常運行，且其中的數據不遭受偶然或者惡意的破壞、更改、泄露，工業生產和業務的連續性得到保障。四、保障措施四、保障措施為持續開展新一代智能技術與航空先進制造技術的融合研究和深度應用，支撐航空智能制造創新發展，需構建集智能制造技術研究、驗證、科技成果轉化于一體的創新服務生態，為航空智能制造推進提供自主保障的智能制造系統解決方案。（一）培育航空智能制造解決方案能力（一）培育航空智能制造解決方案能力航空智能制造的自主保障能力是產業轉型升級的重要保障，研發航空高端專用裝備、智能生產線、專用工業軟件等航空智能制造系統解決方案，并培養一支懂制造技術、管理技術以及信息技術的復合型智能制造專家隊伍

49、，是航空智能制造推進的基石。需要聚力產學研用等多方優質資源，構建智能制造創新鏈、產業鏈深度融合的創新聯合體，開展智能制造關鍵技術研究，培育智能制造解決方案供應商，為航空工業提供整體解決方案服務。同步，大力推動航空智能制造產業化發展，培育國家級數智解決方案供應商，提升制造業綜合競爭力，增強航空工業發展新動能。（二）完善航空智能制造標準體系（二）完善航空智能制造標準體系智能制造、標準引領。標準化工作是實現智能制造的重要技術基礎，智能制造標準化已經成為國際標準化的熱點和前沿領域，航空工業在深入分析航空領域智能制造標準化需求的基礎上，依據航空智能航空智能制造發展白皮書15制造架構和關鍵技術攻關要求，構

50、建基礎共性、智能制造模式、智能工廠、智能車間和生產線、智能裝備及集成、智能基礎設施等標準，形成有力的標準保障。（三）建設航空智能制造公共服務平臺（三）建設航空智能制造公共服務平臺建設航空智能制造公共服務平臺有利于聚力包括供應商、服務商、科研機構及個人等行業內外優勢資源，構建集智能制造技術研究、驗證、人才培養、科技成果轉化及產業孵化于一體的創新生態，為航空智能制造轉型提供發展研究智庫，研發航空智能制造系統解決方案，實現行業所需的智能制造解決方案“一網打盡”，為航空企業提供技術咨詢、技術研發、驗證與實施、成果推廣等“一站式”服務。航空智能制造發展白皮書16結束語結束語新時代航空強國建設對工業制造能力提出了更高要求。航空智能制造創新發展將加速新一代信息技術與航空制造技術深度融合，推動制造模式和企業業態數字化網絡化智能化轉型，提升新型工業制造體系的創新、精益、敏捷、柔性、綠色發展水平。面對新的發展需求，航空工業將致力于構建新型數字化智能化研發體系，探索建設航空智能制造先進工廠，打造匯聚各方力量的智能制造協同創新生態，為產業技術創新和工業體系轉型升級作出更大貢獻。中國航空工業集團有限公司智能制造創新中心依托單位中國航空制造技術研究院地址：北京市朝陽區朝陽路 1 號院郵政編碼：100024網址：