一、项目实施背景与状况

中国商飞公司是实施国家大型飞机重大专项中大型客机项目的主体，也是统筹干线飞机和支线飞机发展、实现我国民用飞机产业化的主要载体。中国商飞公司实行“主制造商—供应商”项目模式，重点加强飞机设计集成、总装制造、市场营销、客户服务和适航取证等能力，坚持中国特色，体现技术进步，走市场化、集成化、产业化、国际化的自主发展道路。

目前ARJ21-700飞机于2016年6月28日完成了首次商业运营，正在转入批产阶段。C919飞机已获得570架订单，为满足订单要求，企业必须在短时间内完成生产过程的稳定，形成满足年产100架的批产能力，大量实施制造、装配过程自动化，开展智能制造技术的研究应用势在必行。

二、项目主要实施内容

（一）总体目标

中国商飞公司智能制造的建设目标是，建成以自动化、数字化、智能化制造及管理为特征的智能制造工厂，实现制造过程模拟仿真、工艺数据库和参数优化、在线检测和故障诊治、制造信息全程跟踪和产品质量追溯、精益生产管理等集成应用；建立车间设备互联网，构建统一的车间（产线）制造运营系统，实现与PLM（产品生命周期管理）、ERP（企业资源计划）融合应用；针对民机典型部件，实现制造过程关键工序（机加、复材制造、部件装配等）的智能化生产，实现车间现场的智能化管控。

（二）总体架构

中国商飞公司针对航空产品，结合C919客机研制、批量化生产需求，构建车间柔性化智能制造生产线，物联网、大数据等基础支撑系统，打通制造单元、功能性业务系统与公司级 PLM、ERP 等管理系统的数据流。实现面向生产全流程管控的智能化系统、自动化制造生产线和基础平台，形成完备的商用飞机智能制造体系，充分发挥自动化生产线的效能，保证型号批产的产量要求、降低产品制造成本、提高工艺设计的智能化程度和效率、实现产品质量的追溯与智能管控。中国商飞公司智能制造业务流程架构如图7-1所示。

（三）具体实施内容

1.基于模型的制造工程应用

在工艺准备与工艺规划方面，中国商飞公司以单一数据源为核心，开展了一系列的基于模型的制造工程应用工作。具体如下：通过生产线建模与规范仿真，实现不同生产线布局的优劣，并分析与预测各站位的生产能力，发现系统瓶颈；通过基于模型的工艺设计和生产仿真，对加工过程、装配过程进行仿真验证及工艺流程分析；通过数字化容差优化实现了“一体化”飞机装配协调和容差分配方法；并部分形成了可视化作业指导书与数字化测量检测系统等。

2.智能核心装备集成应用

在制造方面，中国商飞公司建立了自动化程度较高的机加车间与复合材料制造车间。在机加车间，不仅引入了大量的大型五轴加工设备、数控龙门机床等自动化机加设备，并建设DNC网络实现了设备的统一管理；在复材车间，实现了复合材料的自动化铺丝、铺带，基于AGV小车的站位间转运，自动化无损检测，车间设备的数字化远程监控等。基本实现了复材铺贴的全自动化与零件机加的全自动化。为ARJ21的批产与C919客机的研制提供了质量稳定的零件。

在装配方面，建成4条自动化部件装配生产线（智能装配子系统）与1条总装移动生产线，实现飞机大部件自动化对接、自动化钻铆、数字化测量和数字化质量分析、基于AGV 的大部件自动化运输、总装移动装配、智能化集成测试等。目前正在实施基于工业机器人和柔性轨的自动化钻孔、智能物流、智能检测等智能装配子元建设。

3.数字平台建设

中国商飞公司遵循“一个数字平台支撑全过程制造业务”原则，主要包括ERP、PLM、MOM（或MES）与BI系统。

（1）ERP系统。中国商飞公司通过ERP系统的实施，建立了从产品数字化定义到制造、产品支援全生命周期数字化管理体系，强化企业内部控制，对业务处理进行有效监控，实现信息共享，资源优化配置，提升决策支持以及信息交换的能力，为企业的绩效考核和经营决策提供有力支持。实现了建立基于主数据的业务模式、统一计划管理平台、以 MPR驱动装配工单的排产、采用MRP为主的物料申请模式、以工单为核心的企业运营资源管理等功能，达到了提高工艺技术管理水平、数据准确性、计划与生产准确性等目的。

（2）PLM系统。C919客机产品数据管理（PLM）系统的所实施内容主要包括集成产品数据管理、BOM管理、构型管理、数字样机管理、基础资源库管理、系统工程管理、客户服务支持及系统集成等方面，实现了基于单一数据源的产品全生命周期数据管理。

（3）MES系统。中国商飞公司MES系统在对民用飞机智能车间制造业务流程分析的基础上，并结合业界 MES 功能特征，由生产管理子系统（AO、FO、TO）、质量（FRR）管理子系统、物料管理子系统及消息管理子系统组成，且与PDM系统、ERP系统、门户系统、PCS系统等外部系统进行交互。最终实现了作业现场无纸化、生产执行准时化、生产作业自动化、生产系统智能化。

（4）BI系统。中国商飞公司BI系统包括物料及供应商数据管理、需求管理、采购管理、库房管理、自动识别等物料管理技术应用等，用于相关数据的可视化展示。

三、实施成效

通过基于模型的民机协同制造新模式示范项目的实施，通过信息化建设实现了管理的上下打通，通过协同制造技术手段实现了各供应商之间的左右联动，形成了设计、制造、管理一体化的基于模型的企业。

基于一体化协同研制平台，完全实现了跨企业间的统的构型管理、统一数据管理与统一协同工作流程。彻底打通各信息化系统间的信息孤岛，生产现场信息能够直接反馈至企业级管理与决策系统，提高了管理的精准度与实时性。较同类机型相比，研制周期缩短20%，并彻底消除了因信息不一致所产生的问题，并实现了制造过程的自动化、智能化，较项目实施前相比，提高生产效率30%，降低制造成本20%，减少能源消耗10%，制造质量问题发生率降低25%。

四、实施经验

基于模型的民机协同制造新模式示范项目实施过程中的经验主要包括以下几个方面：

（1）统一理念，主动创新、勇于探索。智能制造没有成熟的模式可以复制，德国的工业4.0也处于起步阶段，不能简单跟随，应吸取各成功的案例中的优点，综合运用。中国商飞公司一直倡导主动创新的文化，敢于打破传统的模式体系，勇于试错、主动创新，探索中国的民机智能制造模式，实现中国制造竞争力的引领。

（2）数据驱动，统一数字平台。智能制造成功的关键在于数据传递的自动化，通过“一个数字平台”打通管理层与现场层，实现企业层面的互联互通。在设备层，基于SCADA系统，实现了设备间的互通互联，打通了车间制造运营层（MOM）和设备层数据控制链，从数字化、网络化，稳步迈向制造过程的智能化。

（3）培养一批复合型智能制造人才。由于航空行业的特殊性，为充分的实施智能制造，使其能够符合行业特点，需要一大批即熟知航空制造业务流程又了解自动化技术、信息化技术、物联网技术等智能制造核心技术的技术人员，商飞公司通过人才培养与人才引进的方式，集中了一大批具有综合技术能力的技术人才，为智能制造的实施打下了坚实的基础。

编委会：秦福光 编写组：陈磊 kjFqfpHvXdASaYn7OQMrEyleoC0P9mRficotUmw2xWZGqsrt1XpZGnOxWziNnv9O