稳健务实推进航空航天智能制造

-作者:飞机E族 -
2019-04-01

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中国航空报讯:我的报告分为两个部分,第一部分是我们究竟怎么认识智能制造,第二部分是我们如何稳健务实地推进航空航天智能制造。

先讲第一部分,智能制造比“工业4.0”、工业互联网都要早一些。但我们在进行智能制造的时候,在认识上有一些需要调整的地方。第一个需要调整的地方, 有一批新的概念和技术,这些概念和技术,我们都有很好的框架, 我们企业和行业推进智能制造就是实现这个框架吗?就是要用这样的技术吗?我想这是从认识论的角度看,正好反了过来。我们不管是制造的企业还是制造的行业,不是按照框架实现了就是智能制造的企业了。现如今,企业面临很大的经济下行压力,如何生存发展,如何能够有好的发展能力和竞争力,信息化建设正在发生一个根本性的转变。我们要用什么技术和模式,解决什么问题?这个重大转变体现在这个地方。这个是认识上的第一件事情。

第二个需要调整的地方,今天是什么在推动着我们制造业的发展?不是那些新技术、新概念, 而是合在一起的东西,从最下面的材料、能源、数据、系统、逻辑, 再往上变成工业基础,再往上变成信息技术,再往上变成今天最时髦的概念,但是不管是信息技术还是最时髦的概念,离开下面两个就无法成立,新的技术体系在支撑着新的发展。

新的技术体系推动产生新的发展过程和目标模式。中国工程院周济院士提出的HCPS很好阐述了这个过程和目标模式,在这个过程中,控制或操纵系统人的功能逐步由机器与/或系统替代。这是智能制造发展必然的路径, 我们要认识这样一个路径。

这个发展路径最关键的点在于融合,即使是在今天,产品和服务依然是基于融合的方式,而不是只有最新的概念。对于制造业来说,必须要认清这两个根本的不同。第一要认清共享和专用的不同,这关系到企业的生存。互联网重在共享,感知物联重在服务工作系统。更重要的是第二要认清原子和比特的不同,互联网处理比特,工业处理原子。而比特和共享合在一起我们就发现了一些很奇妙的东西,比如接近于零的边际成本,因此就有了中国的BAT。但是把原子抹掉了, 工业就没有了。

第二部分是怎么务实稳健地推进航空航天。我们必须要看到航空航天产业特征究竟是什么, 然后再说智能制造和一般模式有什么不同。从外部来看航空航天有很强复杂性,是离散型的复杂制造,是实现智能制造最困难的行业。航空航天产业对可靠性和质量要求特别高,产品小批量、多规格,零部件特别多,整个工业链、产业链特别长,在生产过程中使用了大量特殊的工业软件,整机是龙头,最后体现在一架飞机或一个项目上。智能制造意义大,难度也很大。所以我们说面对这样的时候怎么办?

讲智能制造, 讲工业互联网,我们要重新研究方法论。方法论想来想去还是系统工程,基于模型的系统工程将对我们在离散的、复杂制造的、质量要求可靠性高的产业链、工业链上面尤其重要。那我们起点在哪儿?起点很明确,各不一样,不仅是一个个企业起点要根据自身情况去判断,整体行业的推进也不是所有事情都可以齐步走,我们要根据自己的问题找到自己适合的起点。

智能制造基础是什么?基础是数据,基础是什么数据?基础是小数据。所以我们说对于航空航天这种特征,高质量小数据变得极其重要,整个过程,我们看到在这样的过程中,什么东西保证了成功?什么东西保证了供应链、产业链的一致性,是一个个具体的小数据。大数据和小数据有一个自己的定义,大数据是从数据找价值,实现价值。小数据是从价值找数据,建设数据。

小数据我们可以追溯到1972年,在机电一体化的过程中,其实我们今天所有的智能化都是从机电一体化开始起步,机电一体化核心的启示就是让机电和数字在一个地方整合起来。我们再往后看看它的延伸和发展,几乎都是沿着这个思路。因为不管是MES、ERP,还是产品项目管理周期等一系列东西,都是沿着这样的过程,数据结合起来,控制连接起来,而这背后就是系统工程。

数字孪生是我们的制造业走向未来的最高代表,将会变成一个准确的、可以复制的遗传基因, 将全面改变我们的生产、制造、管理模式和理念。数字孪生是一个遗传基因,整个系统如何能够取得高效,如何使我们对整个复杂环境控制十分有效,我们需要一个新的东西,就是CPS。CPS是在网络和物联网基础之上,通过控制、交流、计算融合在一起, 形成一个新的基础设施,而这个基础设施将使我们社会的整体效率得到极大提升。

最后我想总结一下,以航空航天特征为基础,以提升航空航天产业的核心竞争力和可持续发展能力为目的,这里面既是企业也是行业的。以基于模型的系统工程为方法论,找准切入点,精心积聚小数据,没有精心积聚的小数据,数字孪生是不可能的。有步骤、有目的、协同构建数字孪生和产业链的物理信息空间CPS。我们要看到我们现如今在航空航天领域工业软件的实际情况,要引进、消化、吸收、再创新。再创新的前提很简单,我们要在一个一个环节、一个一个部分进行小数据的基础之上,通过仿真,通过基于模型的系统工程, 把这些东西串起来,再把我们今天学的用的软件合在一起,在我们走向数字孪生和CPS结合过程中,新的软件就出来了,消化吸收再创新就在其中。

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