核心提示： “你相信嗎？在不久的將來，我們吃的藥是根據每個人的基因來配方的
；我們的早餐可以根據個人的口味和營養需求來調配生產；工廠生產線可以按照工人希望的時間開工
，無需擔心下午3點沒法去接孩子；生產車間裏是機器告訴機器下一步做什麼，而非中心控製台的技術員在操作。”這就是德國“工業4.0”給我們描繪的未來智能工廠的宏景。

圖3 生產線規劃三維呈現

圖2 移動生產線仿真

圖1 聚類工具圖

“你相信嗎？在不久的將來，我們吃的藥是根據每個人的基因來配方的；我們的早餐可以根據個人的口味和營養需求來調配生產；工廠生產線可以按照工人希望的時間開工，無需擔心下午3點沒法去接孩子；生產車間裏是機器告訴機器下一步做什麼，而非中心控製台的技術員在操作。”這就是德國“工業4.0”給我們描繪的未來智能工廠的宏景。

工業化發展在經曆了機械化、自動化

、數字化的曆程後，以“動態感知
、實時分析、自主決策、精準執行”為特征的先進智能生產模式，已經成為製造業轉型升級的羽翼，令智能工廠建設的浪潮勢不可擋。如何打造適應產業轉型發展的“智能工廠”，設施規劃和設計又能發揮怎麼樣的作用呢？65年來深耕航空工業設施規劃領域的中國航空規劃設計研究總院（以下簡稱“中航規劃”），正在開啟探索智能工廠建設之路。

一套嶄新的邏輯：

設施規劃和設計是智能製造的源頭

從cong工gong廠chang生sheng命ming周zhou期qi的de角jiao度du看kan，設she施shi規gui劃hua和he設she計ji是shi工gong廠chang建jian設she的de源yuan頭tou，是shi保bao障zhang製zhi造zao工gong廠chang實shi現xian功gong能neng的de前qian提ti條tiao件jian和he重zhong要yao環huan節jie，智zhi能neng製zhi造zao的de生sheng產chan線xian的de建jian設she中zhong
，設she施shi規gui劃hua設she計ji更geng是shi基ji本ben前qian提ti和he基ji礎chu，關guan乎hu智zhi能neng製zhi造zao的de成cheng敗bai。

從傳統的視角來看，設施規劃是相對靜態的。“工業4.0”催生了一套嶄新的邏輯——從設計這個源頭開始，就必須考慮未來“未可確知”deshiyongzhuangkuang，yejiushisheshiguihuayushejidedongtaihua。ciwai，shebeizhinenghuayeshizhetaozhanxinluojideguanjiansuozai。zaishebeidepeizhixuanxingshang，xuyaojubeishebeizhinenghuatiaojian
，baokuoxinxidejieshou、反饋、自主分析能力；要考慮工業網絡架構及設備之間的互聯互通
；生產輔助係統物流管理，動力供應智能化
，比如可計量

、動態化，實時監控，能夠進行智能的生產配套設施運行的自主決策。同時，也可獲得產量和動力消耗的關係等。誠然，“運用嶄新邏輯的基礎就是要實現設計方式本身的升級。設計要數字化，要進行規劃設計方案的數字化仿真。”中航規劃總工程師陸國傑如是說。

沿著這一邏輯，我們就很容易理解設施規劃與智能製造的關係：智能工廠為智能生產的實施提供了載體
；設施規劃為智能工廠的實現提供了係統化的設計方案，涵蓋設備設施、人員、物資等要素；反過來，智能生產則為設施規劃提供了各類約束，包括製造工藝約束、物流約束等。

兩把“利器”：

讓機器與機器實現對話

“智能工廠的建設目標就是使企業達到安全環保
、最優生產、效益最佳、勞動生產率最高的狀態。無論是智能工廠還是數字化生產線
，設施規劃始終圍繞產品從毛坯到零部件到成品的全過程。”中航規劃技術院院長王明珠這樣告訴記者。

在“工業4.0”的邏輯框架下，設施規劃的設計標準及工作方式亦是全新的。首先是實現零件和產品的智能化

，意味著零件和產品具有很高的“數據”和“信息”特(te)征(zheng)

，即(ji)標(biao)簽(qian)化(hua)
，達(da)到(dao)可(ke)識(shi)別(bie)，實(shi)時(shi)跟(gen)蹤(zong)。其(qi)次(ci)，設(she)計(ji)師(shi)們(men)要(yao)更(geng)為(wei)深(shen)刻(ke)地(di)了(le)解(jie)零(ling)件(jian)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)，包(bao)括(kuo)零(ling)件(jian)所(suo)有(you)工(gong)藝(yi)及(ji)工(gong)序(xu)過(guo)程(cheng)
，零(ling)件(jian)應(ying)用(yong)及(ji)設(she)備(bei)需(xu)求(qiu)和(he)互(hu)動(dong)關(guan)係(xi)，才(cai)可(ke)能(neng)最(zui)終(zhong)實(shi)現(xian)工(gong)廠(chang)裏(li)機(ji)器(qi)與(yu)機(ji)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)“對話”，達到基於數據分析的生產線優化。這其中的兩把利器就是：精(jing)益(yi)化(hua)生(sheng)產(chan)與(yu)柔(rou)性(xing)化(hua)設(she)計(ji)。在(zai)進(jin)行(xing)產(chan)品(pin)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)仿(fang)真(zhen)後(hou)，可(ke)以(yi)發(fa)現(xian)哪(na)些(xie)環(huan)節(jie)冗(rong)餘(yu)度(du)較(jiao)高(gao)，從(cong)而(er)將(jiang)生(sheng)產(chan)線(xian)進(jin)行(xing)合(he)理(li)化(hua)改(gai)進(jin)
，形(xing)成(cheng)精(jing)益(yi)化(hua)生(sheng)產(chan)。柔(rou)性(xing)化(hua)就(jiu)是(shi)工(gong)裝(zhuang)的(de)可(ke)擴(kuo)散(san)性(xing)和(he)多(duo)適(shi)應(ying)性(xing)，將(jiang)一(yi)條(tiao)生(sheng)產(chan)線(xian)稍(shao)作(zuo)調(tiao)整(zheng)就(jiu)可(ke)以(yi)適(shi)應(ying)不(bu)同(tong)的(de)產(chan)品(pin)加(jia)工(gong)對(dui)象(xiang)，能(neng)夠(gou)減(jian)少(shao)工(gong)裝(zhuang)數(shu)量(liang)，有(you)利(li)於(yu)進(jin)行(xing)數(shu)字(zi)化(hua)工(gong)裝(zhuang)。

陸lu國guo傑jie表biao示shi

，肩jian負fu中zhong航hang工gong業ye基ji礎chu設she施shi建jian設she的de重zhong要yao使shi命ming，中zhong航hang規gui劃hua致zhi力li於yu為wei航hang空kong工gong業ye的de轉zhuan型xing升sheng級ji服fu務wu。中zhong航hang規gui劃hua深shen諳an航hang空kong產chan品pin的de製zhi造zao工gong藝yi，包bao括kuo航hang空kong零ling件jian加jia工gong、部裝、總裝生產線等

，能夠為廠所提供智能工廠頂層設計、轉型路線圖、軟硬件一體化實施的“工業4.0”解決方案。

譜寫設施規劃“三部曲”

奠定智能製造之基

zhonghangguihuajingenfazhanqushi，zaojiuzheshouduishuzihuashengchanxianshejijishujinxingleyouyichangshihetansuo，tongguoyixilienenglijianshexiangmudesheji，chubujianlilejiyumoxingdeshuzihuashengchanxianguihuashejijishutixi。yisanweixietongshejipingtaiweijichu，yijiyuqifashisuanfadegongyibujuyouhua、基於離散事件仿真技術、智能製造部分關鍵技術為核心，在航空製造生產線規劃設計和數字化、網絡化技術應用方麵，積累了一批技術成果和豐富的應用經驗，致力於推進智能製造在航空工業的落地。

下麵，記者帶您聆聽中航規劃探索智能工廠建設的三部曲：“工藝分析”—“布局優化”—“結果呈現”。

在生產線布局階段，以精益加工單元的劃分為例，眾所周知，多品種
、小(xiao)批(pi)量(liang)是(shi)航(hang)空(kong)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)典(dian)型(xing)特(te)征(zheng)，品(pin)種(zhong)繁(fan)多(duo)且(qie)加(jia)工(gong)流(liu)程(cheng)長(chang)度(du)差(cha)異(yi)顯(xian)著(zhu)
，僅(jin)通(tong)過(guo)電(dian)子(zi)表(biao)格(ge)來(lai)人(ren)工(gong)進(jin)行(xing)工(gong)作(zuo)零(ling)件(jian)歸(gui)類(lei)是(shi)一(yi)個(ge)十(shi)分(fen)繁(fan)雜(za)而(er)不(bu)易(yi)幹(gan)好(hao)的(de)事(shi)，為(wei)此(ci)
，中(zhong)航(hang)規(gui)劃(hua)開(kai)發(fa)了(le)精(jing)益(yi)單(dan)元(yuan)自(zi)動(dong)劃(hua)分(fen)工(gong)具(ju)
，能(neng)夠(gou)自(zi)動(dong)實(shi)現(xian)相(xiang)近(jin)加(jia)工(gong)工(gong)序(xu)的(de)零(ling)件(jian)聚(ju)類(lei)
，極(ji)大(da)提(ti)高(gao)了(le)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)

，對(dui)精(jing)益(yi)加(jia)工(gong)單(dan)元(yuan)的(de)設(she)計(ji)推(tui)進(jin)工(gong)作(zuo)也(ye)大(da)有(you)裨(bi)益(yi)（如圖1所示）。

在生產線布局優化階段，中航規劃聯合應用三維設計協同平台和生產線運行仿真平台，通過三維協同設計盡可能避免設計過程中的“錯漏碰缺”問題
，形成可以交付的虛擬生產線模型（如圖2所示）。

在生產線規劃成果呈現階段（如圖3所示），yixunishengchanxianmoxingweijichu，jiehefangzhenpingtaichanshengdesanweizhizaoguochengxuanran，chanshengdexunishengchanxianyunxingguochengdonghuajuyoutuchudeshijiaoxiaoguo，nenggoubananyijieshidefuzaxitongyongzhiguandefangfabiaoxianchulai
，nenggouzhidaoyuangongkuaisukaizhanshengchanzhizao。

在(zai)實(shi)際(ji)項(xiang)目(mu)建(jian)設(she)中(zhong)，中(zhong)航(hang)規(gui)劃(hua)要(yao)把(ba)控(kong)整(zheng)個(ge)生(sheng)產(chan)線(xian)的(de)投(tou)資(zi)平(ping)衡(heng)，保(bao)證(zheng)生(sheng)產(chan)線(xian)的(de)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)效(xiao)率(lv)和(he)設(she)計(ji)意(yi)圖(tu)完(wan)全(quan)一(yi)致(zhi)，減(jian)少(shao)在(zai)真(zhen)實(shi)係(xi)統(tong)上(shang)調(tiao)試(shi)的(de)工(gong)時(shi)
，提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)
，節(jie)省(sheng)資(zi)金(jin)。

在設施規劃“三部曲”的基礎上，經驗豐富的設計師將實現智能生產線和土建、動力
、能源供應的完美集成，提供最優化的配套保障，確保生產線安全、穩定運行
；確保節能
、環保、人性化等綠色理念最有效地在智能線上落地。

加緊春天裏的腳步：

智能時代離我們並不遠

隨著“工業4.0”時代的到來，中航規劃也不斷加快智能工廠設計實踐的步伐。

基於豐富的航空生產線設計經驗
，中航規劃研究適用於航空各型產品製造特點的智能製造應用模型
；以精益的設施規劃設計為平台，以賽博物理係統為手段
，打通物理工廠與數字工廠的界限；基於自動控製技術及人工智能技術，實現數字量傳遞與處理
、物流傳輸與交換
、作業流程的智能處理；聚焦數字化、標準體係、平台建設
，讓“智能製造”的價值不折不扣的發揮。

從頂層設計開始
，結合對航空工藝多年的深刻理解，中航規劃綜合考慮技術的可達性
、經濟的可行性
，為工廠提供由點到線、由線到麵且契合工廠產品技術特點和生產需求的智能化發展總體規劃。為了這一目標
，中航規劃從以下三個方麵積極推進：yishituijinshuzihuagongchangsheji。tongguoxinjianhuogaijianshengchanxianweizhinengzhizaotigongjichusheshitiaojian。jinyibufengfusanweimobanku，jiehelishishejijingyanjinxingmokuaihuashulixingchengzhishiku
，congershixianshejidezhongyong。ershituijinsheshiguihuabiaozhuntixidejianshe。zaigongxinbubiaozhuntixizhinandejichushang，wanchengzhinengzhizaogongchangguihuashejibiaozhun
，jianlixiangyingdeyanzhengpingtai，tuidongbiaozhunjianshe，xingchengxingyetongyongdeshejibiaozhun。sanshituijinshengchanyunyingshujuduisheshiguihuadeyouxiaozhicheng，tuijinlianjiegongchangyunxingguankongxitongdeguihuapingtaijianshe。

共和國航空工業剛剛迎來第65個春天，中航規劃加緊腳步
，我們距離航空工業的智能時代，並不遙遠。