面向軍工智能制造的兩網MOM解決方案

廖慶妙

智能制造的典型特征是動態感知、實時分析、自主決策和精準執行，而設備互聯、數據貫通是基礎，但對保密要求嚴格的軍工企業，涉密園區網（簡稱園區網）與工業控制網（簡稱工控網）的物理隔離成為主要障礙。有些企業已在試點單向網閘，但一方面進展比較緩慢，另一方面該項技術仍然無法徹底解決設備通訊和數據應用問題。

金航數碼（航空工業信息技術中心）在充分借鑒多家企業最佳實踐的基礎上，提出了面向軍工智能制造的兩網MOM（Manufacturing Operation Management，制造運行管理）架構，滿足由現場數據牽引的智能作業計劃與調度、智能物流配送、數字化檢測等關鍵需求，促進涉密軍工企業智能制造理念落地。

1 兩網MOM總體架構

按照“架構引領、基于模型、數據驅動、流程貫通”的企業數字轉型理念，參照ISA-95 標準與航空工業智能制造架構V2.0，金航數碼（航空工業信息技術中心）建立了如圖所示的兩網MOM 總體應用架構。

MOM 以生產運行為主線，驅動庫存、質量、維護三方面的運行管理。兩網之間功能劃分以時間為主要考量，涉密園區網MOM 主要負責宏觀、長期和協同等功能，而工業控制網MOM 則負責短期內的實時執行、監控與報警。

2 園區網MOM

園區網MOM 實現包括智能作業計劃、智能生產準備、智能生產協同、制造數據管理和智能車間管控五項功能。

智能作業計劃是指在綜合考慮多種能力約束的基礎上，通過啟發式與人工智能等運籌算法，科學合理地編制作業計劃。在計劃的驅動下，智能協同管理實現委外協作任務之間的協同管理，智能生產準備對基于工藝模型的“生產準備包”任務進行管理，從而保障計劃履約率。

制造數據管理既包括產品、工藝和資源等模型定義，也包括工控網傳回的現場采集數據，支持產品電子履歷生成，是MOM 系統的數據中心。智能車間管控采用數據驅動技術，為各級管理者提供決策依據，達到“因數而智、化智為能”的效果。

3 工控網MOM

工控網MOM在與現場設備互聯互通的基礎上，以作業調度為核心、驅動現場作業執行及庫存、質量和維護等運行管理，通過三維可視化、安燈管理及在線健康分析等功能進行實時管控，從而實現高度協同的賽博物理系統。

智能作業調度采用預反應式調度方法，對動態感知的“人機料法環測”狀態快速響應，實現自適應、動態化在線調度。任務下達后，系統支持數控程序同步下達、自動生成物料配送計劃并驅動物流設備完成配送。

在作業執行過程中，系統支持基于現場智能終端、AR眼鏡等手段的可視化指導，有效實現裝配過程中的防錯防漏。任務交檢后，智能質量運行管理提供基于模型的數字化檢測，支持在機測量、三坐標測量等多種手段，能實現三維數據分析與檢測結果的自動判定。

系統提供三維實時監控功能，通過三維可視化提供沉浸式人機交互。在線健康分析基于實時數據對生產線的運行狀態進行分析和預測，保障生產線平穩高效運行。出現異常時，系統支持ANDON 一鍵呼叫，支持廣播和聲傳系統。

4 兩網互聯方法與技術

在數據安全上，園區網MOM 系統將脫密后的作業計劃與工藝等信息下傳至工控網MOM。脫密處理系統對所有下行的數據進行自動過濾，將各類敏感信息轉換成隨機流水碼。在工控網內只留存在制品數據，歷史數據均上傳至園區網，有效應對工控網內數據聚集可能產生的安全風險。

在兩網互聯方法上，系統除支持傳統的光盤擺渡和試點的單向網閘方案外，還支持移動終端方式。在這種方式下，移動終端接入園區網，可短暫離線去掃描工控網終端二維碼，然后再接入園區網將掃描信息導入，從而實現少量數據的上行傳輸。系統也提供兩網孿生終端技術，使工人在操作工控終端的同時可在另一屏幕上同步查看產品模型等涉密信息。兩網數據交換以每周一次為宜，系統也支持緊急數據導入與臨時數據維護。

5 單元級MES

金航數碼（航空工業信息技術中心）自主研發了面向生產單元的智能運行管控系統——單元級MES。系統實現了與園區網MOM 的有效集成，提供強大的生產全要素建模能力、生產過程反應式調度、設備控制運行能力及數據驅動的生產精準預測，在實現虛實精準映射的同時進一步實現賽博空間對物理空間的控制，實現了單元生產高度智能。系統已在工信部智能示范線成功應用驗證，目前正在建設東安、昌飛項目。

6 總結

通過合理有效地劃分MOM 功能，在遵守軍工保密規定的情況下，實現了制造運行層與控制層的無縫連接，建立了基于兩網的智能制造MOM 應用架構，并在實際項目中進行了驗證，為軍工企業實現智能化車間提供了一套可行的解決方案。