随着科学技术的不断发展，新一轮产业革命和工业变革蓄势待发，世界各国围绕着抢占新一轮工业竞争制高点、提高国家竞争产业新趋势的竞争逐趋激烈。

航空工业领域是先进制造技术发展的重要领域，航空制造业作为国之重器，兼具高新技术产业和先进制造业的典型特征，是国家科技、经济、国防实力和工业化水平的重要标志，得到世界各国的高度重视和优先发展。智能制造是我国抢占先进制造技术制高点的主攻方向，也是我国制造升级的推进器。中国航空制造业也在打造航空智能制造体系,提升航空制造业的整体能力和水平。

一、我国发展航空智能制造的意义

航空工业是典型的资金密集、技术密集、协作紧密型产业，具有高度垄断、高技术的特性，是国家高端装备制造业的典型代表。世界主要国家都将航空工业定义为国家战略性产业，既是一个国家国防安全的重要基础，也体现了一个国家的工业发展程度，是一个国家综合国力的体现。航空智能制造是引领智能制造工业化发展的重要产业，先进航空产品的研制生产必然带动尖端技术的发展，因此，智能制造是推动航空工业转型升级的引擎。

2015年我国C919大型客机、大运等已总装下线，标志着我国民用航空工业研制水平取得了巨大的进步。但是，与国际先进航空制造业相比，我国的航空工业相对还是比较落后的，智能制造水平尚有一定差距，存在整体水平不高、发展不均衡、部分领域存在短板、关键核心技术有待突破、高端装备对外依存度高的突出问题。十几年前走进中航工业的一些生产制造车间，里面的生产方式有很多还像手工作坊一样，生产工艺及其的落后。因此，依靠智能制造为代表的先进制造技术，有利于我国航空工业充分利用后发优势，走自主创新之路，实现弯道超车。同时，智能制造推进航空工业转型升级创新发展对我国高端装备制造业发展也具有重大典型引领示范作用，带动整个高端装备制造业的转型升级。

二、智能化生产是企业迫切需求

航空产品(飞机、发动机、机载设备等)的气动外形和内部结构复杂，应用的材料种类繁多,零部件数量巨大，零部件之间的装配协调关系复杂且精度要求高,这些因素决定了航空产品的制造过程工艺环节多、生产周期长、协作面广、管理复杂，各项任务之间既相互联系又相互制约，最终都会影响到产品的质量。另外航空企业生产组织管理复杂、具有多品种小批量生产等特点使得航空制造企业对制造系统的适应性、制造质量稳定性、产能提升等方面有着更加迫切的需求。

传统的数控和数字化加工过程是根据零部件的设计模型和工艺要求确定加工工艺及程序，基于空间和时间的确定性关系完成产品制造工作，加工状态是依靠现场工作人员监控、事后检测确认的，难以实时掌握加工过程中工况的时变规律，并及时做出决策。智能加工是在零部件制造过程中，增加对加工过程、时变工况的在线监测，采用智能技术对获取的加工过程状态信息进行实时分析、评估和决策，实现对加工过程的自主学习和决策控制，扩展加工过程智能处理能力。更进一步,可以通过自主学习形成工艺知识库,支持工艺设计与程序设计过程,实现工件加工工艺的自主决策设计和优化。

三、试点示范形成最佳实践

航空工业经过多年发展，在信息化、数字化、自动化和网络化发展上取得了长足进步，在广域协同、数字化企业、生产制造执行与集成以及自动化装配等方面获得了应用经验，取得较大成绩。大部分航空主机制造厂通过逐步开展以企业资源计划(ERP)和制造执行系统(MES)为核心的信息化平台建设，提高了精益化水平。部分航空制造企业已经开始应用3D打印、复杂结构件数控加工等由模型直接驱动智能设备制造技术，取得了较好的工程应用效果。部分领先的航空制造企业数字化管控模式已从制造现场向组织管理全局延伸，带动计划流、物流、信息流、资金流的全面集成，支撑生产精益化和交付质量的提升。

航空工业针对航空行业典型装备，积极组织参与国家级智能制造试点示范和智能制造专项的项目建设，申报成功了直升机旋翼系统制造智能车间试点示范、航空数字化车间关键应用标准研究及试验验证平台、行业信息物理系统测试验证解决方案应用推广等20余项智能制造专项。

这些项目既包括了针对飞机研制生产需求的产品总装、关键零部件试制和生产的项目，也陆续开展了基础理论研究、工艺技术攻关和标准化技术基础研究等多个方向的研究类项目。目前各项目工作正在按计划开展，促进了智能制造水平的有效提升。通过推广试点示范企业，有效形成上下联动的态势，调动和发挥更多地区、更多厂所的智慧和力量，合力构建航空工业智能制造的良好局面。

成飞公司为解决复杂飞机结构件自动化加工关键核心技术及提升设备利用率，提高飞机结构件批产效率，实现数控制造过程与数字化制造环境的深度融合，建成了以高精度立卧转换机床为基础的柔性自动化生产线及飞机结构件数字化车间，形成了由机外集中装卸、线内物流自动运输、零件无人工干预加工、管理驾驶舱及智能管控中心共同组建的柔性线自动化生产模式。通过对车间制造过程实时运行状态的动态感知，并对获取的运行状态数据进行实时分析及自主决策，达到对设备运行状态、生产线管控动态调整的目的，实现了飞机结构件数控制造生产管控、作业调度、现场管理及制造资源管理等全要素的智能管控。通过柔性生产线的实际运行，实现了飞机结构件完全无人工干预加工模式，生产效率、产品质量得到大幅提高，柔性生产线机床利用率达到85%，为飞机结构件实施柔性自动化生产线提供了典型案例。

昌飞公司为解决直升机旋翼系统核心制造技术并提升批产配套能力，建设了以动部件机加及装配、复材桨叶为专业化生产的旋翼系统智能制造车间，构建由动部件关键零件机加生产线、复材桨叶生产线、旋翼系统装配生产线、自动仓储及物流系统、生产运行智能管控系统等组成的生产环境。建立具有自适应加工、物料与工件自动识别、机器人装卸与自动对接装配、制造过程动态调度、运行管理与现场控制集成等典型功能的直升机旋翼系统智能车间，形成具有“状态感知、实时分析、自主决策、精准执行”特征，以数据驱动、交互识别、自主决策为核心的智能制造体系。通过实际运行，产品质量和生产效率得到显著提高，成功解决了旋翼系统生产配套的迫切需求，并在智能制造车间的建设与实施方面摸索出一套典型的经验案例。以型号为牵引带动技术提升，基于创新的、先进的、具有自适应能力的智能制造系统对生产过程进行管控，明显提高产品质量、生产效率及国产设备使用率，直升机旋翼系统桨毂制造周期由原8个月降低至3个月，缩短60％以上；产品不良率由原35％降低至1％，降低90%以上；直升机旋翼系统年交付由原35架增至60架，生产效率提高70％以上。

中国航空制造技术研究院联合信息技术中心、成飞等单位，针对航空制造业的特点，正在开展CPS技术与应用验证工作。通过搭建面向行业的共性技术平台，探索典型的应用模式和规范，形成面向行业的CPS架构，构建机加生产线、装配生产线和机器人集成应用平台等智能制造系统，进行CPS测试验证，形成行业典型应用解决方案并进行推广和应用，提升航空产品的研制能力和产品质量。

我们相信，未来，航空工业将“稳打稳扎”逐步深入，“整队出击”形成合力，以创新驱动持续提升制造能力，成为推动工业转型升级的强大引擎，成为中国两化融合、智能制造的排头兵。