1，陈瑞启 1，庄存波 3 （1. 上海卫星装备研究所，上海 200240；2. 上海航天技术研究院，上海 201109； 3. 北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081） 摘 要: 面向多品种卫星变批量、柔性化、智能化制造需求，融合智能制造技术、新一代信息技术与卫星制造业 务，提出构建卫星总装智能工厂。阐述了卫星总装智能工厂的内涵和体系架构，提出了基于工业互联网的产业链 跨域协同、面 业务特点，提出了航空发动机制造企业智能工厂信息 化应用架构，阐述了主要建设内容、实现方法。 “十四 五”以来，我国卫星高密度、短周期、低成本、高质高效 研制挑战日益严峻，商业巨型星座建设规划如火如 荼，多品种卫星变批量、柔性化、智能化制造模式转型 日益迫切 ［21-25］。国内航天科技、航天科工、中科院微小 卫星、时空道宇等诸多航天制造相关企业及机构纷纷 开 展 卫 星 批 量 化 生 产 线 相 设提供了有益思 路，但在工厂级智能制造系统架构研究、产业链跨域 协同、人工智能/数字孪生等新一代信息技术与卫星 工厂深度融合应用方面仍有待系统研究与实践 ［31-37］。 面向我国军民商多品种卫星变批量、柔性化、智 能化制造模式转型需求，融合智能制造技术、新一代 信息技术与卫星制造业务，分析了卫星总装智能工 厂的内涵、体系架构及关键技术，提出了卫星总装智 能工厂的总体架构，阐述了关键技术解决方案，并结

任务链协同案例集概述 三大类生产组织形态 ( 非标定制 ， 多品种小批量直销 ， 多品种小批量 配套 ) 金属日用品， 多品种小批量成品， 品牌配套： 奥厉爵 汽车尾饰管， 多品种小批量配件， 主机厂配套商： 和信 消防支架系统， 多品种小批量部件， 出口代加工厂： 赫辉机电 高压电线铁塔， 非标定制钢结构成品，

面只以离散制造企业为例。离散制造企业中 MES 的生产数据采集体现出以下特点： (1)随着企业竞争加剧，越来越多的离散制造企业实现多品种小批量订单生产方式。如 航天制造企业，产品品种多达上千种，每种产品的批量较小，这给企业的生产数据采集带来 挑战。 (2)离散制造企业多品种、多型号的机床并存，导致难以预先设定较为准确设备产能。 许多企业员工的能力参差不齐，缺乏—批稳定的技工。生产计划在各种因素的影响下，插单 手持终端方式。利用专用的手持终端，根据机床运行以及生产的状态利用该终端输 入信息，并通过以太网络传递给数据库，该种方式可以用在没有数控系统的老旧的 设备上。 条码扫描方式。将常用的信息（操作员，产品种类，设备起停等）打印在信息卡上， 现场的操作工需要输入信息时候，利用条码扫描器就可以直接读取。 19 2.5 信息集成分析 1、概述 MES 系统必须与 ERP、MES 产品特点 品种多 通用性差 模块化 通用性一般 通用性较好 遵循行业标准 升级换代 非常快 快 一般 慢 生产特点 多品种，小批量 多品种，小批量 中小批量 大批量 27 需求来源 订单 订单+预测 订单+预测 订单+预测 电子行业生产管理通常具有以下特性： 具有典型的离散制造特点，多品种、多批量/单件的生产组织方式。多数电子类生

宗能源 的贸易交接、能源消耗状况提供公正计量数据。 6.3 数据采集终端 6.3.1 数据采集终端应实现数据接入、数据处理存储及上传、安全隔离、运维管理等功能。 对化工园区内用能单位主要能源品种数据及园区公辅工程能源设备数据采集的相关技术要 求须符合 GB 38619。 6.3.2 数据接入：数据采集应具有稳定性，用能单位应对各种一次能源、二次能源和载能 工质数据定期采集，并通过有线或 度联动、融合分析，如经济发展与能源消耗的联动分析、污染物排放与能源消耗的联动分析 等，为园区综合决策提供数据支撑。 8 业务应用 8.1 能源基础信息管理 8.1.1 能源基础信息管理包含但不限于能源品种和载能工质管理、管网管理、能源计量点 管理、能源指标体系管理等。 8.1.2 能源指标体系管理包含但不限于：万元产值能耗、万元产值耗水、万元产值耗电、 万元产值耗蒸汽(高压、中压、低压)、碳排放总量、碳排放配额等。 3.1.2 宜对园区内公辅工程及用能单位能源数据进行动态、实时监测，可实现能源在线 监测数据的动态实时显示、规定核算期能源数据汇总显示。 8.3.1.3 公辅工程的能源监测宜覆盖园区内公辅工程各能源品种生产、储运（输配）和消 费的全过程，范围包括作为能量载体的一次能源和二次能源，以及除盐水、压缩空气、氧气、 氮气等。 8.3.1.4 用能单位的能源监测包括用能单位各类能源种类及状态参量，宜参照GB/T38692

库存周转率，达到快速响应用户需求，提升用户服务质量的高标准及高要求。  以大数据驱动、整合飞鹤上下游资源，利用智慧软件系统的高效、共享、算法，最大化、低成本满 足消费者个性需求。  由“规模化、少品种的造方式”向“多频次、多品种的个性化大规模定制生产”，帮助企业转型升 级成 功。 智能制造建设目标及价值 消费 引流 提供 服务 产品 个性化 交互界面 促进购买 提供交付 渠道 消费者

1 机械工业数字化转型实施方案 机械工业是为国民经济发展、国防军工建设和民生事业提 供技术装备的基础性和战略性行业，产业覆盖面广、产品种类 多、产品结构复杂、产业链条长、大批量生产与小批量定制共 存等特点突出。加快机械工业数字化转型既是推动行业高质量 发展的必然要求，也是支撑国民经济各行各业数字化转型、加 快推进新型工业化的重要举措。为落实《制造业数字化转型行 动方案》，加快推动机械工业数字化转型智能化升级，制定本 用多约束排产建模、多目标排产寻优等技术，在订单、产能、 资源、交期等多目标约束和多扰动情况下实现排产优化与资 源动态调度，缩短产品生产周期，提高生产效率和资源利用 率。 5.典型场景：产线柔性配置 痛点：机械产品种类繁多且定制化需求强，传统刚性产 线缺乏柔性配置能力，难以快速应对市场和订单的变化，无 法适应不同产品的混线生产要求。 改造目标：多产品混线生产和快速换线，敏捷响应市场 需求。 实现方式和需要条件：应用高端数控机床、智能焊接装 备等智能装备， 结合企业资源管理系统（ERP）、生产执行系统（MES）等 信息化管理系统，搭建模块化柔性可重构产线，使得产线能 够根据订单、工况、库存等变化，实现快速换线和按需配置， 满足多品种小批量机械产品快速和低成本生产需求。 6.典型场景：人机协同作业 痛点：机械产品结构复杂，传统生产方式资源协同效率 18 低、作业安全风险高，制约生产效率提升。 改造目标：复杂装备生产、装配等环节人机高效协同。

四、数字化 设计与制造技术 仿真 快速 智能 装配 智能 设计 虚拟 工厂 三维 工艺 137 四、智能制造案例分析—数字工厂 138 四、智能制造案例分析—数字工厂 品种 1000 多种变型共线 4000 多种变型共线 （ 2000 年丰田 Coronas 装配 线） 效率 3.5 分钟 / 辆 （江淮商务车） 48 秒 / 辆 （日本本田轿车、商务车共线） 突出，已成为我国汽车工业与国外差距的主要原因之一。 要实现上述目标， 设备的智能化水平和生产过程管控与优化 的能 力缺一不可 140 四、智能制造案例分析—数字工厂 生产过程管控与优化 能 力 低成本 高质量 高效率 多品种 应用车型 实施前 生产节拍 实施后 生产节拍 瑞风商务车 3.5 分钟 / 辆 2.5 分钟 / 辆 宾悦轿车 120 秒 / 辆 88 秒 / 辆 重汽卡车 7.8 分钟 / 辆 5.9

班、当日、当月、当年）的生产订单及订单完成情况，表格显示的内容包括：订单号、 品种、委托方、数量、开工时间/预计开工时间、完工时间/预计完工时间、生产线号、 合格数量、不良品数量、停机耗时、生产耗时等。 26 在上述表格中管理人员可配置查询条件：查询的时间范围、订单完成与否、产品的 品种、委托方信息等。通过这些条件的设置可单独查询已生产的订单、未生产的订单、 某种品种的订单、某个委托方的订单。 3.4.5 生产过程实时追踪 性能利用率 * 合格率」「时间利用率 = (员工工作的时 间 – 维修、试车时间 - 停机损失时间)/员工工作时间 * 100%」「停机损失时间 = 无人/ 料/动力停机时间 + 故障停机时间 + 更换品种（或调整）时间」「设备综合效率 （OEE）= 时间利用率 * 性能利用率 * 合格率」「性能利用率 = 生产产品数 * 生产节拍 / 利用时间 * 100%」「利用时间 = 员工工作时间 – 维修、试车时间 各产线各工序 设备的效率数据（OEE）以及各个计算参数，这些参数包括：时间利用率、性能利用 率、合格率、员工工作时间、维修、试车时间、停机损失时间、无人/料/动力停机时 间、故障停机时间、更换品种/调整时间、利用时间、产量数据、不合格数量等。这些 数据有的直接由系统实现计数或累计，有的通过计算得出；设备管理人员可在系统界面 上查看当前的 OEE 实时数据，也可以在界面中查询该数据的历史值及变化过程。显示

政策 各种促销方法和价格政策，价格的制订具有地域性，企业对价格、折扣、营销组织管理控制 严格 , 实行客户信用额度控制，同时为促进销售，也会有灵活的折让政策 存货品种多，数量大并且变化快，材料核算复杂 , 库存管理任务繁重 存货品种多，数量大并且变化快，材料核算复杂 , 库存管理任务繁重 设立区域性维修服务机构，强调售后服务和跟踪 设立区域性维修服务机构，强调售后服务和跟踪 行业特点总结 行业特点总结 编码结构要与分类体系相适应，即由合理的分类体系相应地设计出合理的编码。 简洁性、可用性 为了便于实际业务工作，编码应尽可能的简洁易懂，方便记忆和录入。 通用性 同一编码原则应能涵盖大多数物料，新增加的品种也能够适应。 稳定性 编码工作是建立管理信息系统的一项基础工作，在信息系统中编码的影响面很大，因此编码规 则设计应该慎重，一经批准实施，必须严格执行，不能轻易修改。 BOM 升级 对客户开票 成本核算准确是一个相对概念， 需要在准确性和效率间进行平 衡，抓大放小，在效率允许的 情况下尽可能更准确。 不同的成本方法对业务执行的 及时性、准确性、先后顺序有 不同程度的严格要求。 属于大批量、多品种生产模式， 业务操作数据量大；重点关注 企业的成本管理及采购端 COST DOWN 。 成本核算方法要具有较好的容 差性，以便在出现错误时更便 捷进行调整。 105 建立统一的成本核算体系

下游行业用户需求波动愈发频繁，幅度愈发增大，急升快降 . ▪ 复杂无规律，峰值月各不相同 , 库存压力大，业绩差 . ▪ 如何提前掌握用户即将发生的需求变化？ 项目 收益 业务 痛点 ▪ 预测高精准度 : – 分区域、品种的预测精准度达 90%. – 分区域、制成品预测精准度达 85%. ▪ 智能预测推动按需生产、智能采购、优化库存 ▪ 准时交货率提升 5% ，每年节约成本近千万 . 市场预测：踏准节奏，向市场要效益 数字工厂及从传感器到大数据的链路打通； • 关键业务应用借助人工智能的优化与改造； 工厂存在大量信息孤岛 设备缺少联网监控与优化 如何利用数据提质降耗 现有生产多个系统数据孤立，信息断层，满足不了 不断扩展的产品种类与生产需求，需要在新的平台 上重构整体生产过程。 异地多工厂，不能对生产设备联网有效监控，总部工 艺专家不能第一时间解决生产现场问题。 海量检测数据，没有被有效用于缺陷检测 某光纤工厂 — 构建工业互联网，助力企业数字化转型