航天智能制造系统的架构解析

航天产品制造技术具有先进性、复杂性、集成性及极端制造等特点，这些技术决定了其必然向智能制造的方向发展。除此之外，在现有材料技术、设计、工艺的发展水平基础上，还要进一步提高产品的技术水平和可靠性，则必须广泛应用自动控制、信息化技术来进行制造过程的质量保障、可靠性保证，这是未来行业制造的发展方向。

航天制造具有单件小批量多品种研产混合生产，更高的质量与可靠性要求，生产与技术发展不均衡等，使得资源利用不合理、研制周期过长等问题。

针对航天器结构单件小批量、分布式等特点，建立航天器结构件智能制造车间总体框架， 通过对多源异构状态和环境的感知与识别，智能工艺规划及决策等智能特点的开发，实现工艺智能设计、实时感知与信息反馈，以满足航天器结构件高效可靠的加工制造。

面向航天器结构件的生产和工艺流程的特点，车间总体设计、工艺流程及布局数字化建模的总体技术路线是通过对车间物理空间和虚拟空间的虚实对应和融合、循环优化和提升，实现航天器结构件的智能车间总体设计和布局仿真。另外，在物理空间对人、机、料、法、环、测进行设计规划，实现信息流、物料流和业务流的协同融合，基于智能装备、智慧物流构建智能车间，最终基于CPS实现智能制造。

航天关键结构件制造装备与制造系统互联互通

装备系统与制造系统，主要包括ERP、MES、PLM、设计系统的互联互通，制造执行系统其中一方面是连接，即工业通信，这是工业控制中十分基础的一部分，没有工业通信就无法达到控制的目标。

首先是设备的连接其中包括使用现场总线，将加工设备、物流设备、仓储设备有机地联系在一起；其次是设备与控制之间的联系，此处主要是控制层对设备层的影响，这是至关重要的的一部分，只有实现了设备层各种现场总线的兼容，才能让控制层做出的控制有效地在设备层得到实现，因而两层之间的连接采用工业以太网的形式连接；最后是控制层与大数据平台进行数据的相互传输，鉴于工厂车间的实际情况采用工业以太网进行实现。

整个控制层主要实现对设备层的具体优化，提高设备运行效率和安全性；对车间层命令的响应，实现车间层至企业层对设备层的间接控制。首先是大数据平台从设备层获得大量数据，经过数据智能分析决策后，经由企业层和车间层的人工审核，将得到的改进信息传递给工业控制系统，工业控制系统在对底层的设备进行自动化、精准化控制；同时，工业控制系统会将控制过程中产生的数据反馈到大数据中心，做进一步的分析处理，从而实现智能制造下的智能车间的控制模块。