数据驱动、智能协同构建新一代航天研制体系

  全面推进城市数字化转型，是上海“十四五”规划确定的重大战略，也是面向未来塑造城市核心竞争力。未来五年，上海将整体性转变，推动“经济、生活、治理”全面数字化转型。

  即日起，上海市经济信息化工作党委、上海市经济信息化委与人民网上海频道合作，聚焦上海经济数字化转型，推出一系列具备标杆示范效应的新理念、新技术、新模式典型范例，打造城市数字化转型的上海实践，开辟提升上海城市软实力的新赛道，跑出上海产业与信息化高水平发展的加速度。

  近日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。消息传来，举国欢庆！

  神舟十三号成功发射的背后，上海航天人功不可没。其中，上海航天精密机械研究所就承担了飞船推进舱的部分核心部件——金属膜片、上下半球、储能器等产品的研制、攻关任务。

  随着新一代信息技术与制造技术的深层次地融合，全球制造业孕育着制造技术体系、制造模式、产业形态的巨大变革，各国纷纷制定再工业化战略，抢占数字时代发展先机。航天制造作为战略性、高端制造业、制造强国的名片，在航天强国建设的大背景下，通过航天与智能结合，构建“泛在互联、数据驱动、智能协同”的新一代航天研制体系，既是技术发展的客观规律，也是必然选择。

  自2018年，上海航天精密机械研究所就邀请专业咨询公司全程驻厂式论证，深化五年数字化转型规划，按照“战略分解与需求分析-业务蓝图与模式设计-技术架构与核心项目设计-实施方案与计划定制”方法论，历时8个月完成了数字化转型总体设计，形成所级战略基线。在规划实施落地过程中，第三方咨询公司和该所信息化团队对未来企业信息架构是采用传统单体架构还是采用微服务架构出现了严重分歧。

  上海航天精密机械研究所副所长、总工程师戴铮表示，“数字化企业转型和IT技术发展对架构提出了全新的要求，‘好的架构成功了一半’，要进行标杆对照，成熟案例现场求证，通过借鉴成熟经验，避免颠覆性变化和重复性投入，重点求证微服务架构在军工科研企业是否可行，架构未论证清楚之前，一切建设工作暂停。”

  为此，所里成立了涵盖信息化、业务部门、咨询公司关键人员的架构论证团队，戴铮带队，对当前系统架构的趋势和应用现在的状况进行的广泛调研和分析论证，通过耗时近4个多月，70余人次近20家单位密集调研求证，以及近30次的架构论证研讨和技术交流，明确当前处于数字化转型的机遇期，拟借鉴微服务、中台、大数据、工业互联网等理念，构建新一代一体化平台型数字信息系统解决方案。

  戴铮提出，平台建设的目标是打造全业务融合、柔性灵活、自主可控、敏捷复制的新一代一体化平台型数字信息系统解决方案，把握“数据和业务双中台、模型和AI双驱动、5G和AR双扩展”的技术趋势，实现数据创效、知识增值，可支撑未来十年发展。

  经过一年多的建设，平台于2021年3月29日全面上线多个业务场景，覆盖科研生产和经营管理核心业务领域，在航天离散制造领域率先开启了基于工业互联网的数字化转型实践，初步实现业务全在线、过程全透明、信息全追溯。平台成功入选2020年工信部特色工业网络站点平台试点示范和2021年工信部两化融合贯标试点示范，数字场景入选2020年数博会“十佳大数据案例”。

  据了解，航天产品具有多品种、小批量、研制批产共线特点，且研制过程技术状态多变、工艺环节多、质量发展要求高、协作关系复杂，对制造系统柔性配置、精益质量、全业务融合的迫切需求，亟待构建面向企业全局数据感知、分析和应用新体系。

  对此，戴铮表示，企业数字化转型平台是基础，场景是关键，生态是方向。“为快速响应业务变化和客户的真实需求，构建‘平台+APP’产品研究开发体系，并强调业务需求牵引，围绕产品研制流程梳理业务场景，小步快跑、急用先行，论证成熟一个上一个。”

  按照“不在落后的管理上做信息化、不在落后的工艺上做自动化、不在没有数字化和自动化基础上做智能化”原则，上海航天精密机械研究所围绕航天产品研制“工艺设计-生产管理-试验管理-资源管理-供应链管理-智能检测-服务保障”全流程，总结、固化经验知识，重点推进设计制造一体化、工业数据应用、数字化车间建设，打造了七类20余个典型应用场景，形成了多个解决业务痛点的应用APP，应用环节效率提升从20%至10倍不等。

  据介绍，“十三五”以来，以运载火箭为典型的航天产品迎来了高密度发射期，任务量年增长30%。从“十三五”期间年审25万张焊缝底片，到“十四五”预计年审50万张焊缝底片，单纯向劳动力要红利，已经不能够满足日渐增长的型号研制发展需求和严格的质量管控要求。怎么样提高评片速度，实现检测环节的“三高”？这或许是每一个无损害检验测试人脑中都曾闪过的问题。

  人工智能技术的发展带来了“福音”。上海航天精密机械研究所逐步尝试图像智能识别技术在航天检验测试领域的“落地生根”，大胆实践了图像智能识别研究、智能数字射线检测系统开发，得到了具备图像筛选能力的智能模块，海量数据的积累让系统“耳聪目明”。在不伤害原有设备的检测云平台建设方案中，由一套通用微服务架构，业务、数据、AI三大核心支撑中台，模型和AI双驱动、设备和服务双扩展四层经典工业云架构，智能识别、远程诊断、在线阅片、工艺服务、远程培训、设备管理、质量统计七大典型应用APP构成的无损害地进行检测云平台。

  智能识别功能在多个型号火箭的不同焊缝数字射线图像进行双盲测试，统计图像缺陷识别准确率90%以上，缺陷漏检率实现了零的突破。上海航天精密机械研究所作为集团公司无损害地进行检测工艺技术中心副主任单位/八院不伤害原有设备的检测技术中心在数字射线检测技术应用、装备研发和缺陷图像AI判读以及云检测模式探索等方面已率先开展相应研究，用重要关键技术上的突破来撬动全局，此基础上进一步探索无损“云检测”模式转型的新路，通过无损检测云平台的构建，以有限投入实现效率、效益提升的最大化，将达到“1+12”的目的。

  六十余年来，上海航天精密机械研究所以“发展航天事业、建设航天强国”为己任，以全力建设“国内一流的武器装备总装综测、航天装备材料与结构研究智造高科技企业”为愿景，已发展成为中国航天和军工行业的骨干研究所。