【前瞻】工業4.0和我國運載火箭不得不說的事兒

06-03

航天人的暢想

我們可以先來暢想一下，倘若中國航天運載火箭設計製造實現了工業4.0，那麼航天人的日常工作會是這樣的：

運載方、有效載荷方和基地方在智能系統中提交各自輸入條件，系統自動分析並輸出統一的介面文件；

物流人員根據系統自動生成的配套表和各廠家的發貨單確認配套產品是否按要求的數量和規格齊套；

總裝車間工人從監控儀上關注各發次產品零部件的工序，等待全部工序完成後，系統自動發出轉入測量階段的請示；

各部段已經就位，整流罩和有效載荷正在進行虛擬試對，一切正常，無干涉；

智能系統提示火箭已經處於總裝測試廠向發射區轉運的途中，領導在顯示屏前，如有需要，可以調取任意零件的信息或者某項測試和試驗的結果查看並確認。最後，工作人員點擊發射按鈕，讓火箭起飛……

可以暢想的場景還有很多，但不難看出，目前我國的航天運載火箭設計和製造情況距離工業4.0時代的藍圖還很遙遠。

我們的差距在哪裡？

信息化。目前我國運載火箭製造的材料和各個零部件廠家分布在全國各地，運載、衛星、基地等各方之間均缺乏共享的信息平台。零件的信息化改造及其信息的收集與分享工程浩大。信息化在政策上是否能夠被允許和實現也是關鍵。

大數據分析和處理及其安全性。大數據分析和處理的技術並沒有掌握在航天工業領域，要實現這一點，要麼自己發展硬體和軟體，要麼突破界限，與IT行業領頭者合作。然而，集成的工業4.0智能系統需包含航天設計製造的全部信息，這將面臨著嚴峻的信息安全性問題。

基礎設施和生產水平。要實現生產自動化和智能化，首先得有先進的流水線，才能在此基礎上進行改造和完善，而我國運載火箭製造中的生產線不普及。此外，有些工作確實必須由人為參與來保障可靠性。

多學科設計能力。不光是製造方面，在設計方面也需要更多的技術積累才能實現集成設計和一體化設計。智能系統的智能設計和自我優化功能不會平白無故產生，它需要專家知識和經驗的輸入。設計人員需要有綜合分析和多學科設計的能力。

勞動力層次和就業率。工業4.0模式意味著大量的勞動力得到了解放，只需要相對少量的工人完成日常工作，還需要一部分技術人員保證質量。

如何邁向工業4.0？

應對信息化和網路化難題，可以組建航天工業專用網路線路，或者划出特定的帶寬進行加密供航天工業系統使用，或者通過專用衛星組網形成專用網路並進行加密保護。此外，在地理位置上將製造、總裝、測試以及發射區進行集中，能優化流程、節約成本等。

應對自動化和互動式設計難題。全面實現自動化和互動式設計雖然很難，但可以從小型零部件產品等進行模塊化入手，先實現模塊的自動化和互動式設計，然後由小到大，實現系統級的設計和製造。

應對基礎設施和生產水平難題。以工業4.0為契機，全面更新生產設備，提高生產水平，逐步變劣勢為優勢，這不失為一個不錯的發展策略。現有的工人可以致力於設備更新換代的工作，也可以緩解工業4.0帶來的就業危機。

應對多學科設計能力不足的難題。同樣，以工業4.0為契機，在重要知識、技術和經驗等流失和斷層之前，將目前分散的各個學科知識點進行梳理並建立專家系統存入智能工廠系統中，這將是一項意義重大的工作。

德國人說不允許他們國家的工業處於停滯狀態，那麼我們呢？倘若別人以4倍的速度跑步，而我們僅以1倍的速度走路，這樣是不是比停滯還要可怕呢？改革對於任何領域，包括我國航天設計製造業來說都是困難重重。我們是否要打破成規，突破重圍？我們何時要衝關？當衝鋒號吹響時，我們是否做好了準備？這些都是我們現在需要思考的。

（作者為中國航天科技集團公司一院一部結構總體設計師徐倩）