發(fā)揮航天技術優(yōu)勢建設一流智能制造研究院

/江蘇金陵智造研究院有限公司

馬艷波 /中國航天科工運載技術研究院

袁勇 /南京晨光集團有限責任公司

智能制造是基于新一代信息技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產(chǎn)、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能，其以智能工廠為載體、以生產(chǎn)關鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心、以端到端數(shù)據(jù)流為基礎、以全面深度互聯(lián)為支撐。“中國制造 2025”“德國工業(yè) 4.0”均將智能制造技術作為帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)制造業(yè)整體變革的核心發(fā)展方向。

作為國家安全保障和國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，以及中國制造業(yè)發(fā)展最高水平的典型代表，中國航天制造企業(yè)在新的時期發(fā)展智能制造技術具有重要意義。當前，中國航天面臨型號產(chǎn)品數(shù)量不斷增加，對新產(chǎn)品與新技術的需求日益迫切，對質量、服務和成本控制的要求不斷提高，行業(yè)內外競爭不斷加劇等形勢，因此有必要抓住當前制造業(yè)整體變革發(fā)展的方向，以智能制造推動中國航天新一輪產(chǎn)業(yè)革命。

南京晨光集團有限責任公司是中國航天科工集團有限公司下屬大型國有企業(yè)，也是國家核心保軍單位。為積極響應國家“中國制造2025”、軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略，落實航天科工“三創(chuàng)新”“四個化”等轉型升級戰(zhàn)略舉措，2017年南京晨光出資設立江蘇金陵智造研究院有限公司，將40余年積累的航天伺服優(yōu)勢技術經(jīng)驗進行軍民融合發(fā)展，聚焦智能制造整體解決方案、智能制造系統(tǒng)集成、智能制造核心零部件三大產(chǎn)業(yè)方向，旨在打造國內一流的智能制造產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新中心和智能制造研究院，推動南京晨光及航天科工產(chǎn)業(yè)結構調整和轉型升級發(fā)展。

一、發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)階段性成果

金智研究院成立以來，以建設一流的智能制造研究院為目標，通過全體員工的不懈努力，部分核心技術和產(chǎn)品實現(xiàn)突破，圍繞三大產(chǎn)業(yè)方向，產(chǎn)業(yè)發(fā)展動能逐步形成。目前，金智研究院是航天科工智能化改造主要成員單位，是中國航天科工運載技術研究院的智能制造主平臺，也是南京市智能制造產(chǎn)業(yè)技術協(xié)同創(chuàng)新平臺。

1.技術研發(fā)

緊跟智能制造行業(yè)發(fā)展和技術發(fā)展趨勢，在智能制造系統(tǒng)集成方面突破了智能工廠/車間總體規(guī)劃設計、智能工廠/車間/生產(chǎn)線規(guī)劃仿真及優(yōu)化設計、設備層數(shù)字化集成及協(xié)同管控等關鍵技術，有效支撐了智能化改造業(yè)務拓展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，保障了航天科工智能生產(chǎn)線建設、論證和“啞設備”改造工作的開展；在智能制造關鍵零部件方面突破了民用高性能/高響應伺服控制、高功率密度驅動控制等伺服驅動關鍵技術，突破了微滲漏高速動密封、嵌入式結構集成設計等液壓微系統(tǒng)集成應用關鍵技術，為產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化打下基礎。

2.產(chǎn)品研制

以市場需求為導向，在智能制造系統(tǒng)集成方面形成具有行業(yè)先進水平的智能工廠/車間/生產(chǎn)線總體解決方案模板，牽頭抓總的總裝智能車間項目成為國內唯一具有國防科工局智能車間試點示范以及國保局涉密信息系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)安全信息交換試點示范的“雙示范”工程；在智能制造關鍵零部件方面成功研制AGV一體化舵輪系列化產(chǎn)品、智能物流裝備用系列化低壓伺服驅動器、航空用燃油調節(jié)系統(tǒng)和液壓動力單元等產(chǎn)品，獲得中國國際機器人年度創(chuàng)新大獎、航天科工運載技術研究院民用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新項目等多個獎項。

3.產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在智能制造系統(tǒng)集成方面，依托總裝智能車間示范工程和優(yōu)勢工藝能力，在中國航天科技集團有限公司、中國兵器工業(yè)集團公司、中國電子科技集團有限公司等軍工系統(tǒng)內形成一定知名度，初步建立行業(yè)口碑；在智能制造關鍵零部件方面，針對舵輪系統(tǒng)進行重點突破，與AGV行業(yè)主要客戶建立合作關系，產(chǎn)品市場口碑和品牌影響力逐步形成，高端液壓泵閥元件基于航天技術優(yōu)勢，在航空、船舶市場打開突破口，并在油氣鉆探、光熱發(fā)電等民用新興領域具備推廣條件。

二、發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新舉措

積極落實航天科工“三創(chuàng)新”和“四個化”發(fā)展戰(zhàn)略，以技術創(chuàng)新引領產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，以管理創(chuàng)新激發(fā)員工活力，以商業(yè)模式創(chuàng)新快速形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)；通過信息化建設形成企業(yè)現(xiàn)代化管控能力，通過市場化行為提升企業(yè)市場競爭力，通過社會化發(fā)展增強企業(yè)社會價值創(chuàng)造能力，通過國際化手段提高全球資源統(tǒng)籌發(fā)展能力。

1.技術創(chuàng)新

全面梳理技術體系，形成頂層技術框架。在全面研判智能制造全價值鏈技術發(fā)展趨勢的基礎上，布局建立5年的智能制造產(chǎn)業(yè)技術體系及產(chǎn)品體系。聚焦以多品種、小批量為代表的軍工離散型行業(yè)，圍繞智能制造整體方案、系統(tǒng)集成和關鍵零部件，完成兩大類9小類共計121項技術梳理，并分步驟開展技術攻關和示范應用。作為平臺公司，牽頭完成航天科工運載技術研究院、南京晨光智能制造“十三五”專題規(guī)劃，引領技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

重點開展技術攻關，實現(xiàn)核心技術快速掌握。按照專業(yè)特點組織內部研發(fā)中心，對支撐智能制造研究院的核心技術進行攻關；搭建通用研發(fā)平臺，逐步實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)和技術開發(fā)分離。突破了智能工廠/車間系統(tǒng)規(guī)劃建模與仿真、智能裝備系統(tǒng)集成、故障預測及健康管理、高性能/高響應伺服控制、低壓大功率驅動、高精度流體傳動控制等關鍵技術，為后續(xù)貨架式、系列化產(chǎn)品開發(fā)打下堅實的技術基礎。

加強外部學術交流，緊跟國際前沿技術。與當?shù)?85、雙一流高校加強合作，建立聯(lián)合實驗室開展學術交流和智能制造前沿技術研發(fā)，通過人才交流和專項研發(fā)，迅速掌握并應用機器視覺、人機交互、機器人協(xié)同控制、高精度軌跡規(guī)劃等前沿技術。同時，定期組織專家舉辦技術講座，緊跟智能制造技術發(fā)展的國際前沿動態(tài)，確保在控制方面的技術領先優(yōu)勢。

2.管理創(chuàng)新

推進體制機制改革，充分激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力。加快推進混合所有制改革進程，通過實施核心團隊股權激勵，進一步激發(fā)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力。在開展薪酬改革方面，對研發(fā)部門實施項目制+能級制雙重績效考核，項目績效與項目收益掛鉤，在工資總額中單獨列支一部分作為項目成果獎，釋放人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力，能級績效與工作任務序時進度掛鉤，細化管理顆粒度；對管理部門推進以價值貢獻為導向的薪酬分配改革，以問題為導向解決金智研究院發(fā)展中的痛點和難點問題，根據(jù)價值貢獻情況兌現(xiàn)績效獎勵。

建立扁平化流程體系，實現(xiàn)企業(yè)高效運作。規(guī)范設計開發(fā)流程，基于IPD和精益研發(fā)理念，梳理技術開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)流程，形成金智研究院產(chǎn)品開發(fā)標準手冊和工程項目管理規(guī)范；通過引入成熟項目管理軟件，從文檔模板化、實施流程化、管理信息化等方面提高項目管理水平，構建扁平高效的信息化管理系統(tǒng)。通過建立扁平化流程體系，減少中間環(huán)節(jié)，實現(xiàn)高效運轉。

3.商業(yè)模式創(chuàng)新

全面開放合作，集聚智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)。結合自身優(yōu)勢，圍繞產(chǎn)業(yè)布局方向，充分利用內外部資源支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈上下游龍頭企業(yè)和研發(fā)團隊參與混改，通過股權和資本形成強綁定關系的產(chǎn)業(yè)鏈體系，進一步加快金智研究院的發(fā)展；通過縱向產(chǎn)業(yè)鏈整合擴大平臺產(chǎn)業(yè)內涵，與產(chǎn)業(yè)鏈上下游龍頭企業(yè)深入合作，形成智能制造產(chǎn)業(yè)集聚；整合南京晨光內部產(chǎn)業(yè)資源，充分發(fā)揮金智研究院的平臺引領作用，并結合各自優(yōu)勢形成新的業(yè)務增長點。

樹立品牌優(yōu)勢，構建市場營銷體系。利用行業(yè)專業(yè)網(wǎng)站、知名媒體、企業(yè)公眾號等品牌載體，開展品牌宣傳，通過專業(yè)展會、行業(yè)論壇等方式，構建定位精準的品牌推廣渠道；打破傳統(tǒng)軍品縱向配套的模式，建立面向民用市場的營銷體系，針對智能制造整體解決方案大量售前工作的要求，成立前端業(yè)務工作室，負責前期方案溝通和商務對接；針對智能制造核心部件貨架類產(chǎn)品，加快建立代理商體系和線上銷售平臺，通過代理代銷和線上銷售實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的迅速擴大。

三、建設智能制造研究院的思考

針對一流智能制造研究院這一目標，在發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)時必須同步開展智慧院所建設，重點關注研發(fā)過程的模式創(chuàng)新。在基于智能制造的整體框架體系下，面向智能互聯(lián)產(chǎn)品，引入系統(tǒng)工程、并行工程、模塊化設計等先進方法，采用數(shù)字化、虛擬化、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術，構建智能互聯(lián)產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)環(huán)境，支持全壽期、多層次、多模式、多維度的研發(fā)協(xié)同，提高創(chuàng)新研發(fā)核心競爭力。

1.企業(yè)研發(fā)

面向客戶定制的需求工程。研發(fā)人員面向客戶化定制需求提前進行系列化產(chǎn)品規(guī)劃，以適應客戶未來選配及定制需求，即面向個性化定制的設計規(guī)劃；市場營銷人員與客戶進行需求互動時，在互動過程中可以基于平臺給客戶提供靈活配置的推薦方案，并基于定制化結果，利用手持終端、增強現(xiàn)實技術等給出可視化的產(chǎn)品互動體驗；客戶需求確定后，在產(chǎn)品研制過程中，客戶可以基于需求對全過程進行透明化實時監(jiān)控，并可以根據(jù)情況進行相應的需求更改。

面向客戶定制的需求工程。圍繞智能產(chǎn)品客戶定制需求，采用基于模型的系統(tǒng)工程方法進行智能產(chǎn)品架構設計、方案設計、詳細設計、試驗驗證等。

多專業(yè)智能產(chǎn)品設計。支持機、電、軟等多專業(yè)的協(xié)同設計。與傳統(tǒng)產(chǎn)品設計不同，這里更強調面向客戶定制化需求的設計、面向智能特性的設計、嵌入式軟件研發(fā)及其一體化管理等。

DFx并行工程。引入并行工程等方法，實現(xiàn)面向供應鏈的設計（DFSCM）、面向制造的設計（DFM）、面向裝配的設計（DFA）、面向保障的設計（DFS）等，以支持研發(fā)與供應商優(yōu)選、工藝設計、保障設計的并行。

xMU樣機工程。在DMU工程化應用的基礎上，在研發(fā)過程中引入增強現(xiàn)實（AR）、虛實映射（DT），實現(xiàn)基于AR的設計評審、基于虛實映射技術的實物仿真等，提高產(chǎn)品研發(fā)水平和效率。

2.協(xié)同研發(fā)

未來的協(xié)同業(yè)務將打破地域、資源短缺、應用部署復雜等限制，實現(xiàn)全國范圍內的研發(fā)協(xié)同，并支持新的研發(fā)模式。

全國供應商協(xié)同研發(fā)。企業(yè)可以基于全國供應商協(xié)同環(huán)境實現(xiàn)與供應商的無縫研發(fā)高度協(xié)同，主要協(xié)同業(yè)務包括供應商技術接口管理、交付需求及計劃管理、研發(fā)樣機協(xié)同、交付數(shù)據(jù)協(xié)同管理、工程協(xié)調、基于AR的研發(fā)協(xié)同評審等。

協(xié)同研發(fā)云平臺。面向企業(yè)聯(lián)盟或眾創(chuàng)參與成員，建立協(xié)同研發(fā)云平臺，提供按需定制的研發(fā)工具及應用環(huán)境，支持各協(xié)作主體基于云端協(xié)同環(huán)境開展高效協(xié)同。

3.創(chuàng)新研發(fā)

通過物聯(lián)網(wǎng)等技術，將運營、運維環(huán)節(jié)與研發(fā)環(huán)節(jié)緊密結合，推動研發(fā)的持續(xù)、快速創(chuàng)新。

研發(fā)及運營協(xié)同。涵蓋研發(fā)與生產(chǎn)運營協(xié)同、研發(fā)與交付產(chǎn)品的運營協(xié)同2個層面的協(xié)同。業(yè)務主要包括研發(fā)工程數(shù)據(jù)協(xié)同、更改協(xié)同。

基于運營的研發(fā)創(chuàng)新。通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等技術，與生產(chǎn)、產(chǎn)品運營環(huán)節(jié)進行互聯(lián)，通過實時監(jiān)測生產(chǎn)質量及運營效果，對產(chǎn)品研發(fā)進行持續(xù)優(yōu)化。研發(fā)人員也可以通過大數(shù)據(jù)分析能力預測產(chǎn)品的故障問題，通過改進設計解決產(chǎn)品缺陷。

4.研發(fā)管理

從頂層技術管理的需求出發(fā)，建立研發(fā)環(huán)節(jié)分監(jiān)控中心，監(jiān)控內容包括研發(fā)進度、研發(fā)需求滿足度、仿真試驗狀態(tài)、工程更改統(tǒng)計和數(shù)字化樣機等。

一是研發(fā)技術狀態(tài)監(jiān)控，總體展示產(chǎn)品技術狀態(tài)，所有產(chǎn)品研制階段以及批臺次狀態(tài)等。

二是研制進度監(jiān)控，包括研制分工及進展情況。

三是工程更改及貫徹監(jiān)控，包括產(chǎn)品更改統(tǒng)計及閉環(huán)統(tǒng)計、基于設計模塊的更改情況統(tǒng)計和更改貫徹閉環(huán)統(tǒng)計等。