中国航发哈尔滨东安发动机有限公司智能制造典型案例推荐
基于智能车间建设的智能制造标准应用试点
企业简介
中国航发哈尔滨东安发动机有限公司（以下简称公司）始建于1948年，是国家“一五”期间156项重点建设工程之一，是新中国首批六大航空企业之一，是以研制生产轻型航空动力、航空机械传动系统、航空机电产品、微型燃气轮机、铝镁合金铸造和高精管轴管材产品为主的航空制造企业。
在70多年的发展历程中，公司创造了第一台涡轮轴航空发动机、第一台涡轮螺旋桨航空发动机等多个军用、民用新产品，累计修理、生产、研制了数十个机种20000多台套轻型航空动力和航空机械传动系统，是中国轻型航空动力、航空机械传动系统的专业化研制生产基地，是中国航空工业骨干企业之一。
直传机匣车间（以下简称车间）是公司的直属生产单位，主要承担航空发动机及直升机传动系统机匣零件的加工任务，是公司航空发动机及直升机传动系统零部件生产的关键单位。产品类型以大型镁铝合金机匣为主，加工能力处于国内领先地位。车间深入推进数智化建设，全面开展制造执行管理（MES）、分布式数字控制等系统的建设和应用，通过工装条码化管理、设备大数据监测与分析评估、数据自动采集等数字化管控手段，构建集数字化、网络化、智能化、质控化的智能制造生产质量管控体系，持续深化数智化应用场景拓展，推进AI预测性维护、数字孪生技术应用，构建覆盖全业务域的数智生态。相继获得“中华全国总工会工人先锋号”“黑龙江省数字化（智能）示范车间”“黑龙江省全省班组建设竞赛先进班组”“中国航发质量先进集体”等荣誉。
典型经验
车间拥有雄厚的科研、生产能力，在大型镁铝合金机匣加工方面形成了独特的技术优势和丰富的加工经验。通过数字化车间建设，打通产品设计、工艺设计、工装设计、制造过程、质量控制和产品维护等产品研制全生命周期的数字量传递链路，实现了制造过程与信息系统的实时联动，所形成的制造数据也将通过大数据分析的手段为车间的生产管理决策提供帮助，让关键设备制造能力实现提升。
车间通过数字化技术智能控制、管理生产线上的硬件和软件，实现生产线运行状态的动态感知、实时分析、自主决策与精准执行。通过生产制造的数字孪生、装备的数字化/智能化改造、基于模型的在线数字化检测、多源异构数据采集与监控、工控网与涉密网互联互通等技术研究及相关条件建设，实现中心数字孪生构建及仿真优化能力，建立智能生产车间。
（1）精益布局，快速换型，实现数字化单元产线
在智能技术装备方面，车间通过精益布局和优化产品工艺流程，结合自动化设备构建3条机匣精密加工柔性生产线。
机匣柔性生产单元可实现机匣零件的自动排产、自动物流、自动装夹、自动上下料、自动加工、设备实时监控等自动化功能。整体加工效率提升30%。实现在线测量、自动找正、物流传输等功能。产线人员由原来的8人减少至4人。
直升机发动机空间动力传动单元体高精高效智能化加工单元，可实现机匣零件的自动排产、自动物流、自动装夹、自动上下料、自动加工、设备实时监控等自动化功能。
数字孪生装配检测单元集螺桩装配单元、管控系统展示、梳理孪生系统、智能引导系统等为一体，搭建以零件模型为基础的原始图像特征虚拟对象，为装配作业提供机械零部件安装演练模块，达到智能引导装配的目的。实现装配效率整体提升30%，人员减少20%，工艺制造能力CPk大于1.33。
（2）智联融网，仿真应用，实现数字模型工艺设计
车间现有设备104台，其中高精密数控加工设备38台，冲洗类设备12台，功能性试验类设备6台。满足多零件组合加工、整体成型数控加工、功能性试验、自动化去毛刺、自动化装配、清洁度控制、自动化测量等核心技术支撑。
通过结合MBD设计技术，推进复杂机匣自动编程及仿真加工技术研究及体系建设，掌握基于高级CAM软件平台的仿真加工技术，实现复杂机匣壳体零件自动编程和加工仿真验证。
车间以涉密网络系统为支撑，建立实现三维工艺设计与管理系统、MES系统、DNC系统、MDC系统的高度集成，实现工控网络与涉密网络的安全互联。
在现有的PDM系统上，建立了工艺信息现场展示系统，实现了基于SPD技术的发动机产品三维模型的工艺规程设计平台。工艺管理电子化平均减少资料员和档案员人工统计管理工作每天200分钟，降低管理成本约9万元。
（3）数字转型，质量管控，实现互联智能化转变
车间以构建高质量的数字化生产环境为出发点，按照“差异化、强力推进”的理念，加速推进数字化转型，形成以PDM为基础数据，以MES系统为核心，ERP系统为统领，辅助MBD、CAPP、MDC、DNC、工具管理系统、测量管理系统、质量管理系统等综合质量信息化体系。实现对生产全过程闭环管理及数据实时采集、监控、判断、诊断分析与报警。
以构建高质量的数字化生产环境为出发点，做大做强生产网络、生产数据、软件系统三大数字化基础资源。打通了操作者之间各类业务数字化转变，实现不离开工位的操作模式；完成了从传统的单点信息化向互联智能化转型。实现了“大工控、小园区”的工艺设计和制造执行的交互式监控与管理。全面开展制造执行管理（MES）、分布式数字控制等系统的建设和应用，通过工装条码化管理、设备大数据监测与分析评估、数据自动采集等数字化管控手段，构建集数字化、网络化、智能化、质控化的智能制造生产质量管控体系，持续深化数智化应用场景拓展，推进AI预测性维护、数字孪生技术应用，构建覆盖全业务域的数智生态。
发展规划
在工业4.0和Internet+的推动下，智慧工厂逐步从传统的单点信息化应用向互连的数字化、自动化、智能化转型升级。车间将以建立“黑灯”工厂为目标，对生产现场的产线、物流、检测等管理的异常预警和实时状态监控，最终实现所有人、机、料、法、环、测、车、设备的一体互联、整体调度及管理。
基于5G实现制造过程全要素连接后，借助MEP实现算力承载提供人工智能AI、AR、定位等技术能力支持，赋能装配各工艺环节，形成整体的5G创新工厂。
在保证安全性和保密性的同时，解决目前生产现场面临的网络系统高时延、易受干扰和大数据流量传输处理受限等痛点和瓶颈问题，基于5G技术高带宽、低时延、大连接的特性，满足工业生产现场各类末端节点的接入需求；同时结合本地实现的边缘运算能力，可消除带宽和延迟问题，最终提升应用和服务的性能和可靠性，实现制造大数据的实时数据传输，降低运行成本。
基于智能车间建设的智能制造标准应用试点
中国航发哈尔滨东安发动机有限公司（以下简称公司）始建于1948年，是国家“一五”期间156项重点建设工程之一，是新中国首批六大航空企业之一，是以研制生产轻型航空动力、航空机械传动系统、航空机电产品、微型燃气轮机、铝镁合金铸造和高精管轴管材产品为主的航空制造企业。
在70多年的发展历程中，公司创造了第一台涡轮轴航空发动机、第一台涡轮螺旋桨航空发动机等多个军用、民用新产品，累计修理、生产、研制了数十个机种20000多台套轻型航空动力和航空机械传动系统，是中国轻型航空动力、航空机械传动系统的专业化研制生产基地，是中国航空工业骨干企业之一。
直传机匣车间（以下简称车间）是公司的直属生产单位，主要承担航空发动机及直升机传动系统机匣零件的加工任务，是公司航空发动机及直升机传动系统零部件生产的关键单位。产品类型以大型镁铝合金机匣为主，加工能力处于国内领先地位。车间深入推进数智化建设，全面开展制造执行管理（MES）、分布式数字控制等系统的建设和应用，通过工装条码化管理、设备大数据监测与分析评估、数据自动采集等数字化管控手段，构建集数字化、网络化、智能化、质控化的智能制造生产质量管控体系，持续深化数智化应用场景拓展，推进AI预测性维护、数字孪生技术应用，构建覆盖全业务域的数智生态。相继获得“中华全国总工会工人先锋号”“黑龙江省数字化（智能）示范车间”“黑龙江省全省班组建设竞赛先进班组”“中国航发质量先进集体”等荣誉。
车间拥有雄厚的科研、生产能力，在大型镁铝合金机匣加工方面形成了独特的技术优势和丰富的加工经验。通过数字化车间建设，打通产品设计、工艺设计、工装设计、制造过程、质量控制和产品维护等产品研制全生命周期的数字量传递链路，实现了制造过程与信息系统的实时联动，所形成的制造数据也将通过大数据分析的手段为车间的生产管理决策提供帮助，让关键设备制造能力实现提升。
车间通过数字化技术智能控制、管理生产线上的硬件和软件，实现生产线运行状态的动态感知、实时分析、自主决策与精准执行。通过生产制造的数字孪生、装备的数字化/智能化改造、基于模型的在线数字化检测、多源异构数据采集与监控、工控网与涉密网互联互通等技术研究及相关条件建设，实现中心数字孪生构建及仿真优化能力，建立智能生产车间。
（1）精益布局，快速换型，实现数字化单元产线
在智能技术装备方面，车间通过精益布局和优化产品工艺流程，结合自动化设备构建3条机匣精密加工柔性生产线。
机匣柔性生产单元可实现机匣零件的自动排产、自动物流、自动装夹、自动上下料、自动加工、设备实时监控等自动化功能。整体加工效率提升30%。实现在线测量、自动找正、物流传输等功能。产线人员由原来的8人减少至4人。
直升机发动机空间动力传动单元体高精高效智能化加工单元，可实现机匣零件的自动排产、自动物流、自动装夹、自动上下料、自动加工、设备实时监控等自动化功能。
数字孪生装配检测单元集螺桩装配单元、管控系统展示、梳理孪生系统、智能引导系统等为一体，搭建以零件模型为基础的原始图像特征虚拟对象，为装配作业提供机械零部件安装演练模块，达到智能引导装配的目的。实现装配效率整体提升30%，人员减少20%，工艺制造能力CPk大于1.33。
（2）智联融网，仿真应用，实现数字模型工艺设计
车间现有设备104台，其中高精密数控加工设备38台，冲洗类设备12台，功能性试验类设备6台。满足多零件组合加工、整体成型数控加工、功能性试验、自动化去毛刺、自动化装配、清洁度控制、自动化测量等核心技术支撑。
通过结合MBD设计技术，推进复杂机匣自动编程及仿真加工技术研究及体系建设，掌握基于高级CAM软件平台的仿真加工技术，实现复杂机匣壳体零件自动编程和加工仿真验证。
车间以涉密网络系统为支撑，建立实现三维工艺设计与管理系统、MES系统、DNC系统、MDC系统的高度集成，实现工控网络与涉密网络的安全互联。
在现有的PDM系统上，建立了工艺信息现场展示系统，实现了基于SPD技术的发动机产品三维模型的工艺规程设计平台。工艺管理电子化平均减少资料员和档案员人工统计管理工作每天200分钟，降低管理成本约9万元。
（3）数字转型，质量管控，实现互联智能化转变
车间以构建高质量的数字化生产环境为出发点，按照“差异化、强力推进”的理念，加速推进数字化转型，形成以PDM为基础数据，以MES系统为核心，ERP系统为统领，辅助MBD、CAPP、MDC、DNC、工具管理系统、测量管理系统、质量管理系统等综合质量信息化体系。实现对生产全过程闭环管理及数据实时采集、监控、判断、诊断分析与报警。
以构建高质量的数字化生产环境为出发点，做大做强生产网络、生产数据、软件系统三大数字化基础资源。打通了操作者之间各类业务数字化转变，实现不离开工位的操作模式；完成了从传统的单点信息化向互联智能化转型。实现了“大工控、小园区”的工艺设计和制造执行的交互式监控与管理。全面开展制造执行管理（MES）、分布式数字控制等系统的建设和应用，通过工装条码化管理、设备大数据监测与分析评估、数据自动采集等数字化管控手段，构建集数字化、网络化、智能化、质控化的智能制造生产质量管控体系，持续深化数智化应用场景拓展，推进AI预测性维护、数字孪生技术应用，构建覆盖全业务域的数智生态。
在工业4.0和Internet+的推动下，智慧工厂逐步从传统的单点信息化应用向互连的数字化、自动化、智能化转型升级。车间将以建立“黑灯”工厂为目标，对生产现场的产线、物流、检测等管理的异常预警和实时状态监控，最终实现所有人、机、料、法、环、测、车、设备的一体互联、整体调度及管理。
基于5G实现制造过程全要素连接后，借助MEP实现算力承载提供人工智能AI、AR、定位等技术能力支持，赋能装配各工艺环节，形成整体的5G创新工厂。
在保证安全性和保密性的同时，解决目前生产现场面临的网络系统高时延、易受干扰和大数据流量传输处理受限等痛点和瓶颈问题，基于5G技术高带宽、低时延、大连接的特性，满足工业生产现场各类末端节点的接入需求；同时结合本地实现的边缘运算能力，可消除带宽和延迟问题，最终提升应用和服务的性能和可靠性，实现制造大数据的实时数据传输，降低运行成本。