航空航天行業BSG-MOM方案

近年來，智能制造受到了廣泛關注。航空航天領域作為我國高端裝備的典型代表，其面向智能制造的轉型將是對“中國制造2025”的重要支撐，是提升行業核心競爭力的必然要求，也是搶占未來技術發展制高點的戰略選擇。

航空航天行業普遍屬于多品種、小批量的生產模式，科研試制與生產并存，這也決定了其制造工藝復雜、質量要求高、生產周期長的特點?？v觀航空航天行業產品的生產制造全流程，通常會涉及異地多工廠協同制造，并基于型號進行項目管理。

生產過程中牽一發而動全身，計劃變更困難，協同困難，零部件齊套性差、生產不透明、質量追溯困難、在制品庫存高等痛點都影響了最終的交付周期與制造成本。這些問題都嚴重束縛了航空航天制造業轉型升級的發展。

▲航空航天行業業務痛點

目前，雖然許多航天航空企業都進行了信息化改造，但是多個異構系統會帶來碎片化問題，也易出現“山頭現象”和“孤島現象”。例如，跨部門的系統整合程度低，難以很好的支持跨部門的業務流程。即使支持同一種業務功能，總部和各分公司常常采用不同的應用系統，內容重疊交叉嚴重，各自獨占資源，獨立維護；數據分散在不同應用系統、不同網絡中，使數據交換困難。數據缺乏統一有效的管理，后續難以進行質量追溯。由此可以看出，碎片化的信息系統并不能很好的解決上述痛點問題。

▲信息系統碎片化問題

著眼全局、總體規劃

因此，大型航空航天集團性企業需要從全制造鏈業務流程、異地多工廠協同、多職能組織協同、全生產要素信息可追溯、系統可持續發展等角度進行全局規劃，基于統一的MOM平臺部署信息化系統，實現上下游供應鏈的協同制造和精益制造，促進航空航天制造業的轉型升級。

為了區別于傳統的MES系統，近年來MOM平臺代替MES的概念，逐漸被更多企業認可與接受。MOM平臺使用統一的框架，單一的數據源，覆蓋ISA-95、IEC/ISO62264、GB20720標準所定義的生產執行、質量控制、庫存控制、維護運行四大領域的制造活動，并對這些領域之間的協作進行管理。MOM的范圍正在擴大，除了標準所定義的制造活動，現在MOM平臺現在已經擴展到更多的制造活動，例如采購協同、安全管理、環境管理、智慧服務等。

航空航天領域智能制造總體架構如下，藍色部分是MOM平臺和工業物聯網平臺的規劃：

▲智能制造總體架構

作為實現智能制造的核心系統，MOM平臺的目標就是要實現優化運行、優化控制及優化管理，起承上啟下、下情上傳、運籌調度的中樞作用。具體如下：

（1） 縱向上打通信息系統上下游數據流

▲系統集成關系

MOM平臺一方面接收上游ERP、PLM系統中的產品結構、產品制造工藝、生產計劃、質量控制等信息流；另一方面，還要根據生產計劃拉動物流、組織生產，向下層智能裝備傳遞生產指令，同時對生產的過程中人、機、料、法、環、測等要素進行采集與監控管理，實現生產異常的快速響應。

（2） 橫向上拉動全制造鏈業務流程

▲制造全過程追溯體系

MOM平臺涵蓋了采購、倉儲、配送、生產、測試、包裝、出入庫等制造業務流程，并能統一數據源，幫助航空航天企業建立制造全過程的質量追溯體系。

為便于航空航天行業智能制造的轉型升級，企業都應針對自身的業務模式和管理需求進行長遠的信息化規劃，以確保信息系統的建設能夠切實支撐企業需求。其中主要的規劃原則應從精益制造與協同制造、系統的多級結構與分層應用、軟硬一體的集成能力與數字孿生、基于統一平臺實現集中管控等方面考慮。

精益為本、高效協同

當前智能制造的實現，必須要結合“精益化”、“信息化”和“自動化”三方面的同步建設，我們稱為“三化融合”。在實現智能制造的過程中，需要保證自動化、信息化在精益思想的原則、理念和方法論為指導下實施，避免舍本逐末。

▲三化融合打造精益智能工廠

過去更多的精益是在單點級、車間級、工廠內部完成的。對于航空航天領域離散生產企業，精益生產的持續推進越來越多受制于上下游供應鏈，各類生產不穩定和浪費的深層原因開始逐步凸顯。主要矛盾體現在：總裝與成套車間之間（全廠層級）以及主機廠和供應商之間（供應鏈層級）拉動協同能力弱，最終導致了成套困難，齊套異常頻發，反而影響了精益管理的固化，同時系統的價值難以體現。

MOM平臺不僅可以延伸到供應商，還可以打破單個工廠空間、時間的約束?；诠溂壍挠媱澙瓌?、物料成套監控、物流配送管理等技術手段，實現工廠內不同職能部門之間的協同、多個工廠之間的協同、供應商與工廠之間協同、工廠與客戶的協同。

多級結構、分層應用

為便于集團公司實現全制造鏈多工廠、跨職能部門、跨地域的協同，MOM系統需要考慮多級結構，形成以邊緣系統為基礎、工廠平臺為支撐、企業平臺交互協同的多層次體系化建設方案。

▲MOM平臺分層應用架構

集團/公司MOM平臺，實現拉動式計劃、多工廠協同、供應商協同、供應鏈物流管理、制造運營統一績效管理、全球產品溯源、全球質量遏制、與集團PLM、ERP等業務系統集成功能。

工廠/園區MOM平臺，實現單個工廠或某個園區制造過程的管理，實現對生產執行、倉儲管理、物料配送、質量控制、設備運維、包裝發運等制造業務的支撐。

邊緣層基于FMS&IOT平臺，基于工業以太網、5G等技術，實現工廠內部產線設備的聯網，實現生產指令和工藝參數的下達、設備運行狀態監控、質量信息的采集。

不同層級間的系統都存在數據交互。邊緣層的IOT平臺能將采集到的設備、質量、物流信息上傳至工廠層的MOM平臺。面向分廠的MOM平臺將數據上報匯總到集團MOM，實現制造全流程的透明化、決策支持、產品溯源、持續優化和改善。

▲集團和分廠的分層應用

軟硬一體、數字孿生

現在MOM平臺的一大趨勢就是實現軟件與硬件更深度的融合，這與佰思杰公司提出的三化融合思想不謀而合。若將智能工廠比作人，那么自動化的設備就好比人的手臂，各類傳感器好比感官，IoT /SCADA、光纖、網絡好比神經，而MOM軟件就好比大腦。要想工廠能自己運動起來，得通過大腦向下層一級級傳遞指令。同時，手臂運動完，也將運動過程中的情況信息向上一級級反饋至大腦，這樣形成信息的閉環。

▲MOM定義制造和驅動制造

IoT產品能實現以上“手臂”、“感官”、“神經”的互聯，基于工業物聯網平臺實現數據的采集、工藝參數的下發、數據的處理和監控，構成實物流、信息流、控制流的閉環。同時需要作為“大腦”的MOM套件，獲取準確、實時的數據，讓數據驅動業務，進行監控、預測、控制和決策優化，實現實物的數字化孿生。

雖然很多航空航天企業都進行了自動化的改造，但是效果并不是很理想，其根本原因在于單個產線的局部改善，沒有從企業整體考慮，其他部分的工作沒有跟上來，自動化不能充分發揮作用。并且單個產線生產切換麻煩，柔性差。由于缺少統一的集成規范，后續集成的難度和成本很高。

MOM平臺基于所掌握的全面的信息，可以更好地對制造過程進行智能調度。借助IOT平臺的邊緣網關，可以實現分布式管理，例如本地設備的集成與控制，數據清洗等。MOM平臺與IOT平臺的結合，還有助于建立柔性工廠和柔性制造系統，如下圖所示：

▲佰思杰MOM平臺下柔性制造系統的新架構

國際環境風云變幻，中興事件、華為事件無不昭示國人核心技術問題如果不解決，不管是在硬件還是軟件領域，中國的制造和持續發展始終都會受制于人。知識產權自主可控對于大型集團型企業，尤其是航空航天企業是至關重要的，甚至是生死攸關的。一般來說，國產產品和服務容易符合自主可控要求，實行國產MOM平臺替代國外MOM平臺對于達到自主可控是完全必要的。在國家政策強力推動及需求快速提升的雙重作用下，包括佰思杰公司在內的國產MOM平臺正在快速完善，與國外MOM產品差距越來越小，在很多方面比國外品牌還更有優勢。

關于佰思杰

佰思杰是擁有國內首個商品化的、基于ISA-95國際標準的、具有完全自主知識產權的MOM智能制造運營平臺，該平臺產品系列包括APS、MES、SRM、QMS、WMS、LES、EAM、IOT等工業APP，經過十多年的迭代研發的非常成熟。

佰思杰已積累了大量國防軍工領域的客戶，例如：中國航發、航天科工、航天科技、中國電科、中國兵器、中船重工等。同時佰思杰在機加工、裝配、焊接、倉儲物流、調試管理、電子封裝、復合材料等細分行業具有成熟的解決方案，致力于為我國航天航空行業的智能制造轉型升級添磚加瓦，貢獻自己的一份力量。