航天“智造”升级记

数据来源：工业和信息化部

　　最“厉害”的中国工厂正式亮相。

　　近日，工业和信息化部发布首批15家“2025年度领航级智能工厂培育名单”，上海航天设备制造总厂有限公司（以下简称“上海航天设备制造总厂”）顺利入选。

　　领航工厂被视为代表着中国乃至全球智能制造的最高水平。培育领航工厂，是我国抢抓产业智能化发展机遇、构筑未来制造竞争优势的战略举措。

　　航天设备的领航工厂什么样？大国重器的生产发生了哪些变革？近日，记者进行了实地探访和采访。

　　每颗螺钉都有“身份证”

　　数字化网络化是智能化的基础

　　一发运载火箭，零部组件以“数十万计”。传统模式下，为了完成一份整机质量资料的汇总，质量师、工艺员得在浩如烟海的纸质单据和分散的系统之间来回“搬运”，平均要花上约7天。

　　而在上海航天设备制造总厂的智能工厂里，这一时间被压缩到了5分钟。

　　工作人员打开系统，几分钟就能把所有数据追溯到源头——从原材料检测、零件加工、部件装配到整机试验。

　　这样的速度，并不来自加班加点的工作，而是来自生产方式的重构。

　　在这里，每一件产品，大至整枚火箭，小到一颗螺钉，都拥有贯穿始终的唯一“数字身份证”。从原材料的成分分析、热处理过程的温度曲线，到装配时每一把扭矩枪的实时拧紧数据，乃至该部段经历的所有测试记录，都被自动汇集、动态关联，形成一个伴随产品终身的“全生命周期质量数据包”。

　　“我们交付产品的同时，也必须交付一套完整的数据包。”上海航天设备制造总厂研究员程辉告诉记者，若该螺钉同批次材料出现波动，通过质量追溯图谱和AI技术的融合，系统能够从成千上万个零件中直接定位到受影响的具体零件，并判断出其在哪一仓库、哪台在制产品或已装备于哪一发火箭，“从以往依赖纸质档案、大海捞针到现在实现秒级响应”。

　　全生命周期的数字化，正在从工厂内延伸到供应链。

　　当前，航天任务需求正发生深刻变化。一方面，国家航天任务对高密度发射、高可靠性的要求不断提升；另一方面，商业航天蓬勃发展，对成本控制的敏锐度和供应链的响应速度提出了前所未有的挑战。

　　“光自己干得快没用，供应链得跟上。”程辉直言，要在商业航天时代保持竞争力，不能只是厂内闭环，必须实现“全流程链动”。

　　“全流程链动”指的是建立起一套快速迭代的研制体系和开放的供应链体系。“全流程”意味着覆盖和运载火箭相关的研发试验、产品生产、总装总测、出厂运输以及发射服务。“链动”则意味着以航天特有的组织生产模式作为输入，驱动全产业链上企业业务关联流动，支撑航天产品的高质量、高密度研制。

　　放眼15家领航工厂，数字化转型网络化协同均是基础。

　　潍柴动力通过构建多层级数字孪生系统，打造近100个数字虚拟台架，推动发动机研发周期缩短20%，连续4次突破柴油机热效率世界纪录。

　　南京钢铁依托工业互联网，可实现客户在网络上提交生产图纸与参数需求，系统接收订单后，在线设计部件的规格、尺寸、开洞孔径等参数，然后借助产线上的机器人生产部件。

　　AI应用渗透率均值已超70%

　　从“自动化”迈向“自主化”

　　在工厂运载火箭总装区域，两个数十吨重的火箭子级正在对接。这里没有传统重工现场的嘈杂，取而代之的是电机轻微的嗡鸣。

　　一套“一站式”柔性自动对接系统，集成了大尺寸空间位姿测量技术。设备像长了“眼睛和手”一样，能自动捕捉位置、感知受力状态、自动调整姿态，将数吨重的舱段严丝合缝地拼在一起，彻底告别了过去“靠人喊、靠眼看、靠手摇”的传统对接方式。

　　这种“举重若轻”，得益于工厂把复杂的“系统工程”搬进了数字世界。

　　在这座智能工厂，关键复杂工序会先在虚拟环境中完成仿真、验证，再下发到设备端执行，减少返工和反复试错对周期的挤压。

　　以运载火箭动力系统的导管制造为例，其模式历经了“箭上取样+手工弯制”到“样管取样+数控弯制”，再到“数字取样+数控弯制”的跃迁。

　　如今，通过三维扫描获取实际装配空间数据，与设计模型智能比对、修复后，系统直接生成数控弯管指令，省去了实物样管反复试制的冗长环节。

　　这样的变革，使得导管数字取样效率提升120%，数字化工艺编制效率飞跃400%，数控弯管效率提高50%。

　　利用积累的图像数据，开展基于人工神经网络的自动检测算法应用研究，研发出生产过程缺陷识别系统，可自动识别火箭、太阳翼等装配质量问题；把VR技术引入装配工序，实现局部照片和分层装配照片三维拼接，解决了局部照片无法反映导管正确安装路径、产品安装顺序等问题……在上海航天设备制造总厂，人工智能的应用逐步深入。

　　中国信息通信研究院副院长敖立介绍，首批领航工厂的遴选工作中对人工智能技术的应用权重要求非常突出。

　　据统计，首批入选的15家领航工厂的AI应用渗透率均值已超70%，应用人工智能模型数量达6000余个，突破应用关键智能制造装备与工业软件超1700个。

　　“人工智能与先进制造技术的深度融合创新，不仅覆盖了排产调度、在线检测等典型场景，还在向研发设计、运维服务等高价值链环节延伸，初步催生了一批具备感知、决策与执行能力的工业智能体，推动智能制造从‘自动化’加速向‘自主化’演进。”敖立说。

　　带领产业链上下游智能化转型

　　“领先”更要“领航”

　　建设领航工厂，上海航天设备制造总厂正在将“智能”的基因推广至产业链上下游。

　　例如，航天制造大量涉及极端制造和极端环境服役要求，上海航天设备制造总厂通过与国内装备供应商的“伴随式”研发，将工艺需求转化为装备参数，联合攻关了搅拌摩擦焊、自动化柔性总装、高精度镜像铣削等一批关键设备。

　　以火箭贮箱的制造为例，其箱底壁厚最薄仅0.8毫米，且直径近4米，加工难度极大。高精度镜像铣削集成了距离、壁厚、线激光等多种传感器，在铣削过程中实时测量、实时反馈、实时调整刀具位置，实现了“边测边加”，将加工公差控制在正负0.1毫米以内。工艺与装备的深度融合，攻克了长期困扰行业的弱刚性薄壁结构加工难题。

　　通过智能工厂建设，上海航天设备制造总厂智能制造装备国产化率达到80%以上，生产效率提升40%。

　　“领航工厂不仅需要自身‘领先’，还要承担‘领航’使命。要将领航工厂的优秀能力和成功经验凝练形成可复制推广的技术指南、标准规范与解决方案，向全行业进行辐射输出，放大其标杆示范效应。”国家智能制造专家委委员王瑞华强调。

　　数据显示，首批15家领航工厂培育对象已累计带动超1300家工厂实现数智化转型升级。例如，潍柴动力已将数智精益管理模式在集团内部以及产业链供应链上下游260余家企业进行复制推广，长飞光纤已经在全球8个生产基地进行智能制造能力和模式输出。

　　2024年起，工业和信息化部、国家发展改革委、财政部、国务院国资委、市场监管总局、国家数据局等6部门联合开展智能工厂梯度培育行动，构建了基础级、先进级、卓越级和领航级四级培育体系。领航工厂作为四级体系最高层级，被视为代表着中国乃至全球智能制造的最高水平。

　　截至目前，全国已累计建成3.5万家基础级、8200余家先进级、500余家卓越级智能工厂，并遴选出15家领航级智能工厂培育对象。

　　“这场深刻的技术变革，直接转化为实实在在的效益和优势。以产品研制为例，卓越级、领航级工厂的平均研发周期分别缩短29%和38%，充分展现了智能制造的巨大价值。”工业和信息化部有关负责人说。人民日报记者 刘温馨 《中国经济周刊》记者 孙 冰 谢 玮

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