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中国航空综合技术研究所副总师 苗建军:航空工业互联网研究及应用——编码与标识

2018-02-01 16:00

  各位专家同仁们,大家下午好!之前起的名字叫研究及应用,实际上这个名字跟这个分论坛并不一致,这个内容也特别大,所以后来我加了一个标题,编码与标识,正好这是标识的分论坛,我们也把我们做的一些工作介绍一下。我们的编码标识并不是在更全局的,而是更局部的,能够给大家提供一些借鉴就是挺好的。

  首先简单说一下作为航空工业来说,整个的工业互联网应用生态,这是民用飞机的,网上也可以找到。它覆盖范围很大,因为作为一个重大装备,整个应用面是相当宽的。包括大家对于民机方面会了解,对我们来说,我们可能更多面向的是飞机制造领域,作为航空制造业来说,它作为制造领域里一个明星,它现在应该算是制造最复杂的,而且要求最高的制造领域。

  特点,简单来说就是复杂,大家知道飞机零件特别多,要求很高,380有400万个左右,军机也有上百万,E20也跟大的民机差不多。周期长,作为制造领域来说,可能整个研发制造领域里周期最长的就是飞机,最少是十年,十年能够出来一个新型号也算是短的。咱们国家军机歼10最少有二十年,产品覆盖面非常广。典型应用,供应链管理是典型的,设备管理也是作为工业互联网里的应用。所以这几年主要是在VR使用,装配管理。

  简单介绍一下中航工业的数字化,应该说中航工业数字化在所有行业里是最早的,整个进行了一期、二期的研制,基本上实现了以三维为模型的设计,所有现在主要型号和重大产品全都是基于MBD的设计,以前可能是三维建模,现在并不是三维建模,是基于模型设计,里面所有标注的相关内容都在里面。协同研制,这是从九十年代后期一直到2000年前期整个在这方面下的工夫最大,最早是以PDM为核心,后来基于模型的系统工程的概念应用在协同研制的过程。制造领域里,这几年特别是从数字化二期开始,我们以数字化生产线为核心,开展了一系列工作。钣金实际上是飞机很大的特点,副材也是这几年主要发展的领域,焊机、工装、装配生产线这几年都有突飞猛进的发展。因此在制造领域里,航空这几年随着特别是智能制造的发展,作为生产线变化最大。

  检验方面,这几年可能用得最多,因此机器模型设计和检验会在整个研制当中,或者生产制造当中全部采用。因此现在检验系统在各个大的厂所里面,复杂制造的厂所里面,像飞机发动机主机厂所基于模型的检验都开始了。

  中航工业装备制造发展目标,原来考虑的内容跟智能制造或者工业互联网都是相关的,一个是状态感知,如何获取数据,实时分析,进行自主决策,进行精准执行,这是作为中航工业航空装备制造未来发展的一个概念性的目标提出的。整个的架构,从前几年我们中航工业在继承了前期数字化研制过程和智能制造发展过程当中,中航工业推了统一架构的推广,那是在IT或者业务架构里,现在整个系统架构分成几层,这几层大家都不陌生。但是作为航空里面最典型的,其实后续很大的是企业联盟层,其实这是航空的特点体现更多的原因。如果只是在工业互联网领域里或者智能制造领域里开展这样的工作,企业联盟层更多松散的,但作为航空来说是核心为扩散方面开展的相关工作。因此这块从领域来说一定是属于工业互联网的领域,但是它的模式跟现有工业互联网宣传的民用方面会有一些差别。飞机的设计要强控制,一个主机厂所为核心整个来控制供应链的过程,它不会是完全松散的或者发散的过程,因为它整个在星号核准方面管理非常严格,一旦发散开来,整个管理可能就存在问题,所以中航工业核心跟大家不一样的就是以主机为核心扩散的联盟层。

  下面主要介绍一下航空工业编码与标识工作,在中航工业我们做的事情基本上就是从编码开始。以前做的工作实际上概念很简单,就是我们要做信息化的时候,许多东西要在编码标识,特别是做标识这件事情,要做标识就要对需要标识的产品做编码。因此航空工业从2000年开始就做编码体系的工作,当时主要推动力是物资采购领域里。但是从发展来说,编码谁及的内容是所有作为企业内或者跨企业间协调的相关内容,该做的编码都要做。什么叫编码?我们也形成了标准体系。另外在编码和标识方面,很重要的工作就是要管,不是说完全放开的做,他不管可能这些东西就不能做唯一标识,做一个分类可能还可以,但是做唯一标识是不行的。另外他需要有技术环境支撑,另外我们也有整个的编码平台来支撑,这是原来我们中航工业做编码的时候,当时提出的四项主要工作内容。

  包括建立统一的单位和产品编码,规范全生命周期唯一标识,规范数据表示,结合业务应用处理数据。在体系建设当中,最早把这几项提出来之后,一步一步往下做,前面提出统一单位的产品编码是推动力,真正管理的是规范整个生命周期和基础数据部分的内容。整个过程第一步是制定发布制度规范,这是标准方面第一步要做的。第二步申请代码技术标识,这是作为代码管理第一步入手,我们后面要开始管的内容。第三步是数据采集、数据交付,对各方面相关内容,特别是标识相关内容进行交付。最后一步作为应用,整个作为统一代码生命周期的管理。

  在这里面,我们因为要管代码,要管编码相关内容,在中航工业专门成立了信息编码管理中心。这个管理中心真正开始工作大概是从04年,后来挂牌做集团的代码管理中心挂牌是09年,一直到现在一直在运转,整个编码中心09年成立,包括各种代码管理,特别是全局统一类代码作为管理注册和分发。另外他们也有一个推动企业信息编码的应用工作,编码中心里有三个主要的方法,一个是关于数据方面的,一部分是面向企业代码整体解决方案和应用,还有是面向型号的,这是在军品上面用的。整个信息编码管理中心运营这么多年,每年它相关数据都在滚动增长,特别是全局代码方面。代码库的建设,现在将近一百万条,90多万条是去年的,现在有100万左右,这部分我们都叫统一代码库,基本上都是全局的标识代码,包括人员、供应商、工具等等。另外要做编码库就要做基础数据库的建设,特别是标识的产品或者要做它相关的信息,需要在产品库里有,但是我们的产品库不是产品全部的信息,主要是能够标识这个产品就行,主要是为标识服务。这部分基本上作为单位编码,产品编码,它的主要信息、特征采集都是靠这个数据库采集的,否则你知道这个代码,但是并不知道它是什么。

  标识类的工作,因为当初做整个编码的时候,虽然叫代码,但是这个工作包括两类,一类是分类代码,大部分都是画框,或者这类是作为中间,做具体的标识代码的工作,前置的工作。还有一个很重要的工作是为了标识开展的工作,这几项是我们当初在做企业信息化,或者一个领域里,或者以后工业互联网只要建,在制造领域要建的话,这些代码是最基本,不可缺少的,并不是真正面向最终产品的代码。中间的这些作为企业内部或者一个领域内部的代码是必须要做的。人员,现在中航工业40多万人员编码都做完了,这是很快的,基本上各个单位搜集上来,增加的人基本每个月都在滚动增加,这和人力系统各方面都联系起来的。在再制品代码当中,对一个企业内部是至关重要的。还有作为后续工业互联网,作为生产模式的话,再制品如何做,如何管理是相当关键的。物料类的,现在我们基本做的是通用物料,一般各个企业做一些比较特殊的物料,有一些通用元器件,还有电子元器件,我们航空典型的叫通用件,是大家这些年积累下来形成共识的通用件,还有毛坯类的,处于在外面加工,而且比较带有一定标准化特点相关的物料,提供了标识代码,而且全都管起来。设备工装这是必须要有的,作为现在工业互联网最典型的应用就是对设备管理和各方面内容,设备工装代码,航空也都管起来了。工具模具现在做得比较少,文档类是各个企业都要有的。还有物流单元,位置,现在我们在航空车间里面的位置都有基本划分,厂房并没有固定特别好,编码还没有做得很齐,只要跟他相关的车间位置代码都会做。单位和部门,一个企业内部现在也都用了。供应商的,现在虽然叫供应商,实际上我们整体就叫单位代码,最早做单位代码,刚开始是在军工领域里做统一代码,当时是军工十大集团做了一个标准,编了六位代码,所有军工单位里面的代码。但是这里面可能会有一个局限,军工领域里所有的供应商并不见得都是军工圈子里的,可能是外面的,因此代码就是来一个加一个,靠的是哪个单位要用的话就加一个。但是最后在做库的时候,我们还是以航空来做的,兵器可能后来也做了,船我不知道,航天可能有一部分,但是供应商我们比较全的就是航空的供应。

  在标准方面,刚才提的我们都有相关标准,但是层次不完全一样,有的是在国标层面,有许多是行业标准,还有数字化制造系列标准,是集团当时发的,还有一部分集团企标,我们很重要的目标就是在集团层面确定下来。这是我们301所的强项,也是我们赖以生存的根本。全局标准代码全生命周期管理,这些代码现在总共有一千万左右,单位编码全都有详细信息,这部分是只加不减的,这个单位没有了后续也不会删掉,因为这个跟历史有关系。实际上单位代码,大家研究过代码,这部分内容还是从北约学的的,美国的代码就是只增不减,任何一个企业没有了,Page码都不会没有的。如果企业被采购了,它的码还是单独唯一的,但是整个库里面加上去被哪个公司采购了,所以Page码基本是不变的,我们也是按照这个思路来做。

  应用方面,在重点型号产品标识和整个过程当中的应用,都是在主要的飞机、发动机产品上都用了相关标识,生产制造和使用阶段都用了。而且现在进行了标印,大的产品和重要件上都有二维码,标印的工作在现在所有重点型号都开展了。下面是我们做的几项相关工作,一个是RFID测试,另外开发了相关软件,工装工具是典型的系统,这段时间做了不少相关工作。因为工装工具涉及的面很大,作为企业来说,这部分在管理上是特别复杂的,因此我们前期做的时候,大家现在都有需求,我们找了开发基于RFID的工装解决方案,基本上是标识、数据采集、业务处理的问题。我们针对它的需求,对RFID相关进行了选取,如何安装,如何抗金属标签,对酸碱、抗污染方面做了一系列工作。

  以上这些工作是航空这块的分类和编码工作,给大家只是做简单的沟通,我们编码工作从04年开始到现在,工作内容非常多,我们现在有几大支撑服务类的,一个是企业,企业内部要建立相关代码、编码,包括标识物品码,我们有完整的一套解决方案。在航空企业内都是用的这套东西,有系统,企业内可以独立出来系统,在集团方面,我们把企业相关信息,它有一个协同的机制,作为统一代码企业要用,作为你自己独立代码要自己建立起来管理系统管理起来,这是面向企业的。另外是面向产品,或者面向型号,这部分主要是对于产品的跟踪,零部件的追溯,还有产品质量追溯方面一系列工作我们有全套解决方案,这部分用在军品方面比较多,民品可能整体会做一些,作为产品来说可能就是用全局的更好一些。但是如果这个产品整体追溯过程要得很细致,很严格,实际上我们的概念不是完全正确,但大部分概念都是针对军品来说的,里面涉及到任何一个变化,配置上面有一个变化,哪个键跟踪,哪个键被换了,中间全过程管理。

  对于航空的工业互联网来说,我们后续发展肯定是要大发展的,但是发展模式什么样我现在不敢说。因为航空研制模式虽然说是大规模的集成生产模式,但是它需要有一个核心的方面,基本上不会换下去。因此在后续如果开展相关的工作,从它的整个发展站位和航空为什么这部分必须要做呢?作为中航工业来说,也发现了这些年需要整体来协调,提高效率,一个是要满足设备的利用。现在主机厂所的设备都很好,但是辅机厂所的设备还是很差一些,怎么把互相用起来,这实际上是工业互联网很重要的协调内容。这部分工作可能近期也会再做一下,但是这里面可能后续如何来用,整个模式还没有那么特别清晰,但是因为作为主机厂所来说,如果它提供出来没有效益他可能不愿意,但是如果有效益怎么算账,中间也很复杂。还有一个很重要的问题,作为航空业来说,各企业现在还不敢连到一块,这是很大的问题,这实际上跟信息安全相关,更重要的是保密制度的问题,如果真正连的话,从保密制度来说,主机厂所是一级保密单位,这个要连基本不大可能。自己内部生产制造连到办公网络都不行,所以还有待于后续相关制度协调。但是从发展来讲是必需的,因为作为中航工业要一起发展,不是企业各做各的,以后充分利用提高各方面的效率是很重要的需求。包括物流供应链优化,过程优化,数据贯通。我讲的内容大概就这么多,主要是给大家介绍一些我们的编码和标识相关的工作。谢谢大家!

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