科创中国

行业领域

高端装备制造产业

需求背景

离散制造行业一直面临单元化生产、自动化程度低、制造协同难度大的问题。其中，航空军工领域按单生产、产研并重，是典型的多品种小批量离散制造模式。由于对产品质量、工艺、交期的严格要求，加上国家强监管，其生产管理更加复杂、难度更高。

传统的MES（生产执行系统），由于在交付前需要针对客户业务需求做定制化开发，而用代码编写的程序复用率低，部署周期一般按年计算，并且后续维护开发难度较高、周期较长，影响了客户使用体验。

目前，我国的航空军事装备处在更新换代期，加上核心技术自主化的趋势，行业整体处在高速增长期。这使得航空军工领域对于信息化管理要求进一步提高。

需解决的主要技术难题

1 研究数据驱动的离散制造车间协同优化调度策略，解决离散制造车间缺少信息反馈、动态响应能力弱、决策实时性不足的问题，实现生产过程的高效性和物料精准配送。

 2 研究分布式感知互联、边缘计算、多源异构数据融合技术，实现离散制造车间生产设备远程实时状态监测，故障诊断及预警，智能维护。 

3 研究以物联网技术、机器视觉技术为核心的物料的智能感知技术，实现离散制造车间物料追踪溯源、成品质量的智能检测。

 4 研究全三维和特征知识孪生驱动的数字重构技术，实现离散制造车间的生产信息全过程模拟和可视化。

期望实现的主要技术目标

航空航天零部件研制离散制造车间智能协同管控平台一套，功能包括协同优化调度、设备的实时监测与故障诊断、物料追踪溯源和成品质量的智能检测以及生产的可视化。

实现设备稼动率提高5%，产品成套时间提高5%，物料准时配送率到达90%，生产过程数据实时采集率达到95%，提高企业总体生产效率5%。

针对航空航天零部件制造企业广联航空工业股份有限公司离散制造车间应用示范1个。

需求解析

解析单位：“科创中国”黑龙江科技服务团（黑龙江省科学技术协会） 解析时间：2022-11-15

黄剑华

哈尔滨工业大学

教授

综合评价

离散制造车间的实时化、透明化、精准化、智能化管控为目前大多离散制造企业普遍存在的难点和亟待解决的问题，而物联网在数据采集、传输、分析和应用等环节具有的高可靠和高实时特性，为离散制造过程以数据为核心的高效生产、管理与决策提供了必要的保障和支撑。物联网在制造领域的深度渗透和落地应用催生了一种以“物物互联、泛在感知”为特征的新型制造技术﹣制造物联网。解析制造物联网基本概念、特征和应用需求的基础上，以多源制造数据的感知、传输、分析和应用为主线，阐述了面向离散车间的制造物联网关键技术；通过分析国内外制造物联网技术相关应用研究的文献，分别从车间制造资源管理1生产过程调控、车间物流优化、质量监控与追溯、智能服务与保障5方面，总结了制造物联网在离散车间的应用模式；基于制造物联网核心技术的应用和发展需求，

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