航空航天行业BSG-MOM方案

近年来，智能制造受到了广泛关注。航空航天领域作为我国高端装备的典型代表，其面向智能制造的转型将是对“中国制造2025”的重要支撑，是提升行业核心竞争力的必然要求，也是抢占未来技术发展制高点的战略选择。

航空航天行业普遍属于多品种、小批量的生产模式，科研试制与生产并存，这也决定了其制造工艺复杂、质量要求高、生产周期长的特点。纵观航空航天行业产品的生产制造全流程，通常会涉及异地多工厂协同制造，并基于型号进行项目管理。

生产过程中牵一发而动全身，计划变更困难，协同困难，零部件齐套性差、生产不透明、质量追溯困难、在制品库存高等痛点都影响了最终的交付周期与制造成本。这些问题都严重束缚了航空航天制造业转型升级的发展。

▲航空航天行业业务痛点

目前，虽然许多航天航空企业都进行了信息化改造，但是多个异构系统会带来碎片化问题，也易出现“山头现象”和“孤岛现象”。例如，跨部门的系统整合程度低，难以很好的支持跨部门的业务流程。即使支持同一种业务功能，总部和各分公司常常采用不同的应用系统，内容重叠交叉严重，各自独占资源，独立维护；数据分散在不同应用系统、不同网络中，使数据交换困难。数据缺乏统一有效的管理，后续难以进行质量追溯。由此可以看出，碎片化的信息系统并不能很好的解决上述痛点问题。

▲信息系统碎片化问题

着眼全局、总体规划

因此，大型航空航天集团性企业需要从全制造链业务流程、异地多工厂协同、多职能组织协同、全生产要素信息可追溯、系统可持续发展等角度进行全局规划，基于统一的MOM平台部署信息化系统，实现上下游供应链的协同制造和精益制造，促进航空航天制造业的转型升级。

为了区别于传统的MES系统，近年来MOM平台代替MES的概念，逐渐被更多企业认可与接受。MOM平台使用统一的框架，单一的数据源，覆盖ISA-95、IEC/ISO62264、GB20720标准所定义的生产执行、质量控制、库存控制、维护运行四大领域的制造活动，并对这些领域之间的协作进行管理。MOM的范围正在扩大，除了标准所定义的制造活动，现在MOM平台现在已经扩展到更多的制造活动，例如采购协同、安全管理、环境管理、智慧服务等。

航空航天领域智能制造总体架构如下，蓝色部分是MOM平台和工业物联网平台的规划：

▲智能制造总体架构

作为实现智能制造的核心系统，MOM平台的目标就是要实现优化运行、优化控制及优化管理，起承上启下、下情上传、运筹调度的中枢作用。具体如下：

（1） 纵向上打通信息系统上下游数据流

▲系统集成关系

MOM平台一方面接收上游ERP、PLM系统中的产品结构、产品制造工艺、生产计划、质量控制等信息流；另一方面，还要根据生产计划拉动物流、组织生产，向下层智能装备传递生产指令，同时对生产的过程中人、机、料、法、环、测等要素进行采集与监控管理，实现生产异常的快速响应。

（2） 横向上拉动全制造链业务流程

▲制造全过程追溯体系

MOM平台涵盖了采购、仓储、配送、生产、测试、包装、出入库等制造业务流程，并能统一数据源，帮助航空航天企业建立制造全过程的质量追溯体系。

为便于航空航天行业智能制造的转型升级，企业都应针对自身的业务模式和管理需求进行长远的信息化规划，以确保信息系统的建设能够切实支撑企业需求。其中主要的规划原则应从精益制造与协同制造、系统的多级结构与分层应用、软硬一体的集成能力与数字孪生、基于统一平台实现集中管控等方面考虑。

精益为本、高效协同

当前智能制造的实现，必须要结合“精益化”、“信息化”和“自动化”三方面的同步建设，我们称为“三化融合”。在实现智能制造的过程中，需要保证自动化、信息化在精益思想的原则、理念和方法论为指导下实施，避免舍本逐末。

▲三化融合打造精益智能工厂

过去更多的精益是在单点级、车间级、工厂内部完成的。对于航空航天领域离散生产企业，精益生产的持续推进越来越多受制于上下游供应链，各类生产不稳定和浪费的深层原因开始逐步凸显。主要矛盾体现在：总装与成套车间之间（全厂层级）以及主机厂和供应商之间（供应链层级）拉动协同能力弱，最终导致了成套困难，齐套异常频发，反而影响了精益管理的固化，同时系统的价值难以体现。

MOM平台不仅可以延伸到供应商，还可以打破单个工厂空间、时间的约束。基于供应链级的计划拉动、物料成套监控、物流配送管理等技术手段，实现工厂内不同职能部门之间的协同、多个工厂之间的协同、供应商与工厂之间协同、工厂与客户的协同。

多级结构、分层应用

为便于集团公司实现全制造链多工厂、跨职能部门、跨地域的协同，MOM系统需要考虑多级结构，形成以边缘系统为基础、工厂平台为支撑、企业平台交互协同的多层次体系化建设方案。

▲MOM平台分层应用架构

集团/公司MOM平台，实现拉动式计划、多工厂协同、供应商协同、供应链物流管理、制造运营统一绩效管理、全球产品溯源、全球质量遏制、与集团PLM、ERP等业务系统集成功能。

工厂/园区MOM平台，实现单个工厂或某个园区制造过程的管理，实现对生产执行、仓储管理、物料配送、质量控制、设备运维、包装发运等制造业务的支撑。

边缘层基于FMS&IOT平台，基于工业以太网、5G等技术，实现工厂内部产线设备的联网，实现生产指令和工艺参数的下达、设备运行状态监控、质量信息的采集。

不同层级间的系统都存在数据交互。边缘层的IOT平台能将采集到的设备、质量、物流信息上传至工厂层的MOM平台。面向分厂的MOM平台将数据上报汇总到集团MOM，实现制造全流程的透明化、决策支持、产品溯源、持续优化和改善。

▲集团和分厂的分层应用

软硬一体、数字孪生

现在MOM平台的一大趋势就是实现软件与硬件更深度的融合，这与佰思杰公司提出的三化融合思想不谋而合。若将智能工厂比作人，那么自动化的设备就好比人的手臂，各类传感器好比感官，IoT /SCADA、光纤、网络好比神经，而MOM软件就好比大脑。要想工厂能自己运动起来，得通过大脑向下层一级级传递指令。同时，手臂运动完，也将运动过程中的情况信息向上一级级反馈至大脑，这样形成信息的闭环。

▲MOM定义制造和驱动制造

IoT产品能实现以上“手臂”、“感官”、“神经”的互联，基于工业物联网平台实现数据的采集、工艺参数的下发、数据的处理和监控，构成实物流、信息流、控制流的闭环。同时需要作为“大脑”的MOM套件，获取准确、实时的数据，让数据驱动业务，进行监控、预测、控制和决策优化，实现实物的数字化孪生。

虽然很多航空航天企业都进行了自动化的改造，但是效果并不是很理想，其根本原因在于单个产线的局部改善，没有从企业整体考虑，其他部分的工作没有跟上来，自动化不能充分发挥作用。并且单个产线生产切换麻烦，柔性差。由于缺少统一的集成规范，后续集成的难度和成本很高。

MOM平台基于所掌握的全面的信息，可以更好地对制造过程进行智能调度。借助IOT平台的边缘网关，可以实现分布式管理，例如本地设备的集成与控制，数据清洗等。MOM平台与IOT平台的结合，还有助于建立柔性工厂和柔性制造系统，如下图所示：

▲佰思杰MOM平台下柔性制造系统的新架构

国际环境风云变幻，中兴事件、华为事件无不昭示国人核心技术问题如果不解决，不管是在硬件还是软件领域，中国的制造和持续发展始终都会受制于人。知识产权自主可控对于大型集团型企业，尤其是航空航天企业是至关重要的，甚至是生死攸关的。一般来说，国产产品和服务容易符合自主可控要求，实行国产MOM平台替代国外MOM平台对于达到自主可控是完全必要的。在国家政策强力推动及需求快速提升的双重作用下，包括佰思杰公司在内的国产MOM平台正在快速完善，与国外MOM产品差距越来越小，在很多方面比国外品牌还更有优势。

关于佰思杰

佰思杰是拥有国内首个商品化的、基于ISA-95国际标准的、具有完全自主知识产权的MOM智能制造运营平台，该平台产品系列包括APS、MES、SRM、QMS、WMS、LES、EAM、IOT等工业APP，经过十多年的迭代研发的非常成熟。

佰思杰已积累了大量国防军工领域的客户，例如：中国航发、航天科工、航天科技、中国电科、中国兵器、中船重工等。同时佰思杰在机加工、装配、焊接、仓储物流、调试管理、电子封装、复合材料等细分行业具有成熟的解决方案，致力于为我国航天航空行业的智能制造转型升级添砖加瓦，贡献自己的一份力量。