天圣华信息助力军工行业数字化转型升级(航天篇)
“十四五”规划中明确提出,要“以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革”,同时也对强军发展目标进行了清晰阐述,这些都为新时期数字化转型指明了方向。对于国防军工行业来说,数字化转型已经成为高质量发展面对的一道“必答题”,各大军工集团也都制定了各自的数字战略,将数字化转型作为抢占新一轮竞争制高点的核心利器,全面贯彻新发展理念,构建高质量发展新格局。
企业数字化转型是一个长期、复杂的过程,涉及到发展战略、价值链、业务模式、新技术、数据等众多关键要素,存在多种路径选择。天圣华信息作为国防军工行业数字化企业解决方案领军者,以“专注军工智能 鼎力中国制造”为使命,专注国防军工行业及高端制造业,助力军工产业升级,利用先进数字化工业软件平台,并与战略伙伴强强合作,持续提升自主研发软硬件能力,重点开展智慧研发、智能制造、智慧试验、工程大数据领域的数字化转型实践,提供包括诊断咨询、规划设计、开发实施、集成应用、运行维护等在内的综合服务,在航天、航空、电子、船舶等军工行业多个企业取得显著应用成果,可以为国防军工行业数字化转型提供强有力的支撑。
开篇导语
“十四五”规划中明确提出,要“以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革”,同时也对强军发展目标进行了清晰阐述,这些都为新时期数字化转型指明了方向。对于国防军工行业来说,数字化转型已经成为高质量发展面对的一道“必答题”,各大军工集团也都制定了各自的数字战略,将数字化转型作为抢占新一轮竞争制高点的核心利器,全面贯彻新发展理念,构建高质量发展新格局。
企业数字化转型是一个长期、复杂的过程,涉及到发展战略、价值链、业务模式、新技术、数据等众多关键要素,存在多种路径选择。天圣华信息作为国防军工行业数字化企业解决方案领军者,以“专注军工智能 鼎力中国制造”为使命,专注国防军工行业及高端制造业,助力军工产业升级,利用先进数字化工业软件平台,并与战略伙伴强强合作,持续提升自主研发软硬件能力,重点开展智慧研发、智能制造、智慧试验、工程大数据领域的数字化转型实践,提供包括诊断咨询、规划设计、开发实施、集成应用、运行维护等在内的综合服务,在航天、航空、电子、船舶等军工行业多个企业取得显著应用成果,可以为国防军工行业数字化转型提供强有力的支撑。
航 天 篇 Aerospace Industry

2022年中秋节,我们赏月时,或许会觉得月亮更近了一些,因为中国航天员“天宫”望月,首次在太空度过中秋节并送回中秋祝福,嫦娥五号也已经带回月壤样本。回想1076年那个中秋节,豪迈的苏东坡在诗中发问:“明月几时有?把酒问青天。不知天上宫阙,今夕是何年。”,现在应该可以给他答案了。中国航天承载着国人千年飞天梦想,从《东方红》的旋律在太空响起,到建起自己的“太空家园”,长路峥嵘,一代代人接力传承,“长征”“东风”“神舟”“天舟”“嫦娥”“玉兔”“天问”“祝融”“北斗”“风云”“高分”……,探索浩瀚宇宙硕果累累、四处星光闪耀。遵照总书记发出的动员令:“发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦”,航天强国建设新征程已经全面开启。
航天工业是由卫星、空间飞船以及深空探测器等航天装备构成的知识密集型高科技产业。航天装备研制涉及众多研究院、所、生产厂、配套单位,协同面广、协同关系复杂,具有系统性强、多学科交叉,技术规模大、复杂程度高、质量和可靠性要求高、研制周期长、成本高,高风险、高收益等特性,可视为复杂巨系统工程。近些年来,航天装备研制任务日益繁重,多任务并举、组批生产、高密度发射成为新常态,对产品研制周期、功能特性和质量可靠性、寿命等都提出了更高要求。通过在研制过程中持续开展“去型号化、去任务化”“产品化、模块化、组合化、系列化”“数字化、全三维设计制造一体化”“研制转向批产、试验型转向装备型”等工作,正不断推动航天研发制造模式深度变革。
作为航天强国建设和国防装备建设的主力军,航天科技&航天科工集团已经开始全面实施数字航天战略,将新一代信息技术与航天科研生产任务紧密融合,深入推进航天企业数字化转型,构建以数据为核心的数字航天工业新体系,助力中国航天“高质量、高效率、高效益”发展。数字航天强调四个方面的转变来推动数字化转型落地实施,即:强化数据思维转意识、注重执行成效转路径、坚持业务与技术双轮驱动转方法、立足系统工程转组织。重点关注的数字化转型工作包括:
1)构建模型驱动、数据驱动的科研生产数字化体系,深入推进数字化技术与系统工程方法的全面深度融合,提升型号总体、分系统、总装协同研制水平,实现研制生产全链条、全寿命的数字化贯通。
2)构建以大数据应用为核心的经营管理数字化体系,稳步推进数据治理各项工作,实现全量数据采集汇聚、全域数据贯通融合、全维数据智能分析,提升战略管控水平。
3)搭建工业互联网平台,基于敏捷高效可复用的“航天云”、遥感云、卫星星座等新基建,创新“互联网+航天应用”商业模式。
4)提升网络与信息安全保障水平,建立多级、完善的网络与信息安全防护机制,全面加强网络、平台、系统、数据等基础安全管理,增强主动防御技术能力,切实守住网络安全底线。
数字航天旨在建设一流的数字化能力,覆盖航天集团&院所&工厂全级次、经营管理全要素和科研生产全过程,实现研制协同高效、管理规范精细、数据实时共享和决策科学智能的目标。围绕数字航天的建设,天圣华信息作为国防军工行业数字化、智能化制造解决方案领域的先锋领军企业,早已躬身入局,面向卫星等航天产品多任务并举、组批生产、高密度发射等新常态发展需求,借助先进数字化、智能化技术,围绕航天重点产品智能制造产线、数字化车间建设,开展了全面、深入、细致的建设实施工作,有力支撑了航天型号批产制造能力的提升,得到了航天用户的高度认可。以下我们对有代表性的几个智能制造项目进行概要介绍,涵盖了从不同产品类型的自动化产线建设到软硬结合、管控运营平台、仓储物流、数字孪生可视化系统等。
航天某企业小卫星智能生产线项目
随着商业航天、低轨卫星互联网星座飞速发展,小卫星的需求呈爆炸式增长,传统的卫星研制、生产模式已经无法与之相适应。建设新型卫星智能工厂,以工业化手段批量生产标准化微小卫星,成为重要的发展方向。航天某企业规划卫星产业园,打造小卫星智能制造基础,建设国内首条小卫星智能产线。天圣华信息全程参与其中的小卫星智能装配与运营管理系统建设,通过融合先进工业软件和智能产线硬件,构建卫星设计制造一体化平台,包含产品全生命周期管理系统、智能制造运营管理、智能部装生产线、智能总装生产线,集成批生产线总体设计、基于数字孪生的数字化工艺和工厂仿真、复杂机电系统集成与调试、智能库房与自动物流、基于数据驱动的柔性生产管控等关键技术,覆盖卫星的装配、测试、物流控制等全生产要素、全流程管控、全过程信息反馈和监控,全面支撑小卫星规模化、柔性化、智能化生产。

2021年5月13日,小卫星智能生产线首星下线,标志着我国卫星批产时代的到来,这是中国航天的新突破。全面建成正式投产后,小卫星的生产效率将提高40%以上,单星场地面积需求将减少70%以上,单星生产周期将缩短80%以上,人员生产效率将提升10倍以上。
航天某企业电装数字化车间项目
航天某企业电装SMT生产线主要承担电子产品中表面贴装印制板组件的自动加工,产品种类多、批量少,研制和批量生产任务穿插,生产线换线频次高,面临设备缺乏监控、加工程序和质量数据无法统一管理、缺乏质量追溯手段、生产效率亟待提升、快速响应能力不足等业务瓶颈问题。天圣华信息协助客户深入梳理分析业务流程,从车间布局及物流、电装柔性自动化生产线及在线检测、环境改造规划及软件系统集成等四个方面进行电装数字化车间整体规划设计,通过构建研发生产一体化体系,以PLM数字化工艺平台、MOM制造运营平台为核心;以智能设备(激光标印线、SMT智能加工线、THT通孔智能加工线、柔性装配线、智能线边仓)为基础;采用DCS系统与智能设备集成,对生产过程数据及设备状态实时采集;最终打造了柔性自动化电装生产线及在线检测数字化车间,提升了全自动表面贴装印制板组件生产线在线检测能力,支持柔性化快速变线、实现表贴生产线数据控制。

通过电装数字化车间建设,完成了电装传统作业模式到数字化制造模式的转变,实现了作业数据标准化、质量过程数据综合在线检测及分析、产品全流程电子履历的自动生成、产品全生命周期的价值链管理,打破信息孤岛,提升了该企业电装制造核心竞争力。
航天某企业智能总装车间数字化制造运营平台项目
航天产品总装是航天产品制造水平的典型代表之一,其技术本身具有特殊性、复杂性及不确定性,型号产品对质量、生产制造周期以及可靠性等多方面都有很高要求,为更好承担与完成国家下达的多型号产品快速研制、批产任务,航天某企业大力开展总装智能车间建设,从根本上提升总装车间的核心装配制造能力。天圣华信息凭借丰富的智能制造领域规划和实施经验,结合优秀的软件系统和硬件设备,承担了某型号产品智能总装车间数字化制造运营平台项目建设任务,从产品总装实际业务需求出发进行总体规划,全面覆盖总装计划层、执行层、控制层完整业务链条,打通数据流、强化车间现场管理和质量管控,突破工艺智能规划与设计、总装过程智能控制、质量自评估等关键技术,实现了结构化工艺全流程贯穿、透明化的生产制造全过程监控、全要素的数据采集体系、全闭环的生产制造质量管理体系、自动化的生产线与柔性化制造单元、一体化的生产制造数据集成管理平台,帮助客户实现了总装业务和制造模式的一系列创新应用,包括:生产过程现场全面无纸化、智能防错装漏装、总装现场声像数据采集与管理、全面管控离散装配并行工序作业、全面应用电子化生产履历、结构化工艺直接下发车间指导生产等。

数字化制造运营平台通过有效整合和管控总装制造过程中管理信息、工艺信息、资源信息、制造信息、质量信息,产品总装时间缩短20%以上,大大提升了总装制造、管理、协同和快速反应能力。同时,相关建设成果具有显著的指导意义,可进一步推广应用于其他专业智能车间的建设中。
航天某企业智能仓储物流项目
航天某企业在物资管理方面存在管理难度大、自动化程度低、信息流有断点、存储能力有限等问题。针对以上问题,天圣华信息协助客户建设智能化仓储物流管控系统,包括:建设智能仓,并配套氮气控湿系统,实现物料的立体化、自动化、封闭式存储,提高库容量,改善物料存储环境;通过仓储物流管控系统、智能仓和出入库物流系统的协同作业,实现元器件库、外购件库物料的智能存取管理,实现由“人找货”到“货找人”的根本转变,支持多种作业模式,有效提升物资配套工作效率和准确性,提高仓储精细化管理能力,降本增效;通过可视化管理,实时监控智能仓内部环境及其运行状态、展示库存情况和出入库任务执行进度等信息;通过仓储物流管控系统与ERP系统的集成,打通各个物料信息流通环节,实现无纸化作业,实现全流程的数据采集,确保账务一致性。

通过智能仓储物流项目建设,帮助客户提高了物流自动化水平,增强了对信息流的管理,工作效率大幅提高、人工作业强度降低,充分利用存储空间,最终达到降本增效、提升产能的目的。
航天某企业生产线基于数字孪生的可视化系统项目
基于整星制造生产线实现管控系统和可视化系统,管控系统建立从生产任务规划、生产任务排程、物料配套、任务下派至站点等计划调度业务过程的管控,统筹计划调度,确保按节拍生产与交付,对多型号混线的柔性生产提供资源调度,对有人参与的生产过程进行智能管控,确保整星生产线各个站点高效、有序运行,最终成功实现整星生产线产能目标。基于数字孪生的可视化系统采用自主可控的管控服务总线,以消息服务方式完成仓储与物流、装配与检测、测试、试验等各站点数据的采集与整合;通过产品及制造过程建模与配置工具,完成整星生产线制造过程的结构化质量模型、工艺模型、测试试验模型的构建与数据管理;以可视化的方式,完成整星生产线基于三维模型的数据可视化,并支持模型的数据漫游。此项目在单一数据源基础上,支撑完整的智能制造体系框架,形成虚实互联,数据映射、数字孪生的应用落地。

面向航天行业数字化转型,天圣华信息专业团队从科研生产数字化体系、数据驱动的经营管理数字化体系入手,通过深耕行业、细化产品,取得了大量卓有成效的工作成果。在深刻理解卫星等领域的产品特点和研制业务的基础上,把握数字化转型的趋势和方向,积极开展智慧院所/数字工厂顶层规划设计,绘制建设蓝图。全面参与国内小卫星智能生产线建设,从整体规划到建设施工、从应用软件到产线硬件、从工艺管理到制造执行、从总装现场到数据分析,到处都有天圣华人挥洒的汗水、智慧与贡献。某型号总装车间里,在生产指挥中枢系统背后,依托着天圣华信息项目团队的缜密设计、精心实施、高效运维。某型号产品又出发的捷报中,彰显了天圣华人在星箭联合操作系统首次应用中的风貌。长征五号发射嫦娥五号,天圣华信息有幸应邀派代表在文昌发射基地现场观摩,近距离感受我国航天重要的里程碑事件,切身感受到了中国航天带来的极其荣耀和幸福的特别体验。这样的场景还能列举下去……

航天事业是永无止境的,只要人类存在,就不会停止追求航天梦想。截止到2022年底,长征系列运载火箭已经完成第458次发射,伴随着长征火箭发射次数的持续不断增长,中国建设航天强国的梦想必将实现。天圣华信息秉持“专注军工智能 鼎力中国制造”的坚定初心,有幸能融入到这一伟大事业中,哪怕只是提供微小的托举之力,也深感与有荣焉。未来也将继续以梦为马,不负韶华,在助力航天强国的道路上砥砺奋进。
注:文章中关于航天行业的数字战略、智能产线等方面的相关内容、数据主要来源于以下文章:
1、国资委网站,“航天科技:全面实施数字航天战略 为航天强国建设提供坚强支撑”,http://www.sasac.gov.cn/n4470048/n13461446/n15927611/n15927638/n16135038/c16305905/content.html
2、航天科工网站,“《人民日报》刊发袁洁署名文章:发展数字经济 建设航天强国”,http://www.casic.com.cn/n12377419/n12378166/c23433382/content.html
3、航天科工空间工程发展有限公司公众号,“我国首条小卫星智能生产线颗卫星下线”,https://mp.weixin.qq.com/s/iO2blbQvjtpXxV6BUGg3vA


