推进数字化科研生产体系建设赋能企业高质量发展

高志远、侯卫军、胡乔 /内蒙古航天红峡化工有限公司

内蒙古航天红峡化工有限公司始建于1965 年6 月，是我国最早建立的大型复合固体发动机装药总装厂，被誉为我国固体火箭发动机装药事业的摇篮，主要从事战略、战术及宇航用固体火箭发动机的装药、总装研究、试制和批生产任务。近年来，红峡公司通过系统推进科研生产体系数字化转型，产线产能得到大幅提升，生产组织模式更趋灵活多元，生产效率、产品质量、制造成本均得到显著改善，服务国家战略、国防建设的能力进一步提升，发展动力更为强劲。

一、建设背景

从国家战略层面来看，当今世界正处于从工业经济向数字经济转型的大变革时代，习近平总书记指出，“世界经济数字化转型是大势所趋”，党的十九大报告也明确提出了“要坚定不移建设制造强国、质量强国、网络强国、数字中国”的发展目标，为企业推进数字化转型升级提供了政策支持和路线指引。

从供求关系层面来看，在习近平新时代强军思想的指引下，全军武器装备建设体制机制改革进一步深化，传统的产业链布局和制造模式已经不满足低成本研制、规模化生产、高质量交付的用户需求，亟需利用信息化技术解放和发展生产力，建设与世界一流军队相适应的先进武器装备研制生产体系。

从公司发展层面来看，红峡公司作为传统军工企业，亟需通过推动数字化科研生产体系建设及运行，解决生产组织模式粗放、安全管控难度大、资源配置效率低、获利能力不足、核心竞争力不强等一系列问题，实现企业高质量发展。

二、建设内容及成效

1.顶层策划层面

明确数字化科研生产体系建设的总体思路，系统全面推进实施。结合中国航天科工集团有限公司数字航天的战略部署要求，应用新一代信息技术创新研制迭代方式与科研生产管理模式，构建基于模型、数据和流程驱动的科研生产体系，推动信息化与科研生产的深度融合，推进全流程数据在线检测，动态完善生产制造程序、技术、管理标准，达到资源共享和能力协同，支撑推进传统的固体火箭制造模式向数字化、网络化、智能化转型。

从公司发展层面来看，红峡公司作为传统军工企业，亟需通过推动数字化科研生产体系建设及运行，解决生产组织模式粗放、安全管控难度大、资源配置效率低、获利能力不足、核心竞争力不强等一系列问题，实现企业高质量发展。

2.工艺设计协同层面

重点深化设计——工艺协同，提高技术状态管控水平，通过开展PDM 系统、CAPP 系统建设应用，形成设计——工艺一体化平台，实现基于MBD 的设计工艺协同，有效提升研制效率和产品技术状态管控能力。目前，红峡公司在制的全型号均已纳入PDM 系统实现技术状态管控，办理跨厂所流程2407 条，工作效率大幅提升；接收三维模型343 个，10 余个重点型号实现三维下厂；通过CAPP 实现302 份结构化工艺文件应用，为开展数字化制造提供支撑。

3.生产制造层面

一是推进MES 系统建设应用，通过MES 系统建设，并与CAPP 系统协同应用，建成车间级数字化管控平台，贯穿科研生产管理和现场执行的物资流、信息流、数据流，改变传统小批量研制生产模式，为企业精细化管控和大批量生产组织提供支撑。

二是打造车间级制造信息监控中心，强化制造过程监控，建设数据采集与监控SCADA 系统，强化MES 与智能制造单元之间的制造数据传输，实现对发动机生产制造各工序关键工艺参数、设备状态、现场作业音视频数据的实时采集，形成车间级制造信息监控中心。目前，已实现42套设备2537 个变量的在线采集和关键工艺参数、生产管理信息的叠加显示。

三是加快智能制造单元建设，提高生产能力和生产效率。以智能化改造典型应用为例，根据装药行业组分多、称量精度要求高、称量物表现为假塑性流体、粉体等多种性状，称量难度大、称量效率低等情况，红峡公司自主研发称量质量控制系统，通过应用数据库、条码扫描和HMI技术，实现称量操作可视指引、过程数据自动记录、判别和异常中断保护等功能，形成以称量工位为单元、多工位协同的数字化作业模式，减少对人工记录和检验的依赖，提高了质量一致性。

以智能化建设消化吸收应用为例，应用AGV 含能物料自动转运技术，与哈尔滨工业大学合作研发了混合系统物料智能输送系统，突破了混合系统安全下料阀结构和自动对接技术，实现含能固体材料自动转移及加料、推进剂混合过程自动控制、过程参数自动采集、异常情况实时监控。红峡公司还投资建设了小型发动机柔性生产线，实现人机协同、人机交互的智能化标准作业模式，满足多品种发动机批量柔性化总装需求，生产效率提升30%以上，现场操作人员减少40%以上，各作业工位及生产流程的全线监控，生产数据实时采集、实时在线质量检测、生产过程质量可追溯，为后续规划和推进智能生产线建设提供了宝贵的实操经验。通过运用WINCC 人机交互技术，含能原料生产线全线实现远控隔离操作和全自动控制，控制系统集生产自动化和过程数据化于一体，降低了现场操作人员数量，有效提高了含能原料生产过程的本质安全，生产效率提升15 倍。通过智能化改造和智能化建设，深化“两化”融合，提供一种新的数字化构建模式，为后续开展模块化、标准化、智能化建设提供样例和参照。

4.供应链优化层面

为满足大批量生产需求，红峡公司建设物资管理系统，应用二维码、PAD 全程跟踪原材料需求、采购到货、入厂验收、入库领用、使用退库等各环节，实现原材料备料计算、库存预警、数据统计分析，为大批量、多品种、精细化生产提供保障。

5.综合保障层面

一是以信息技术强化质量全周期管控，建设质量管理系统和试验数据管理系统，实现基于型号全生命周期的质量数据采集、质量数据包分析、电子履历在线自动生成、试验数据管理。现已与航天科工集团六院的质量管理系统集成，实现院厂两级质量协同管控。试验数据管理系统已应用于所有研制型号，涵盖五大类200 多种测试项目，产生36000多份测试数据。

二是加快新技术应用研究，实现交付模式向数字化方式转变。正在开展发动机实物产品二维码及数据包应用研究，构建一套基于二维码使用、流转、交付的完整流程，打通跨单位二维码应用数字化条件，实现发动机产品交付从实物交付向“实物+二维码+数据包”的形式转变。

三是加快系统集成，推进一体化模式落地应用。面向设计/工艺/制造一体化目标，系统梳理科研生产和经营管理六大业务流程和400 多项数据勾稽关系，完成了PDM、CAPP、ERP 等8 套 系统间的集成，纵向打通设计、工艺、生产、交付工作环节，横向实现产供销、生产质量、成本管控与财务全流程的无缝联接，以BOM为核心，实现基于同一数据源的跨系统共享和再利用，设计状态管理、工艺状态管理、现场管控、物料管控能力显著增强。

四是ERP 高效应用，支撑精细化经营管理 。完成ERP 系统建设与应用，实现采购到付款、销售到收款、生产到成本的统一管理，打通经营管理信息流、资金流、物流，为面向科研生产中采购、库存、销售、生产、财务等关联复杂业务的制定提供解决方案，支撑公司经营管理向精细化、透明化转变。

五是创新培训方式，提升操作人员能力与素质，建设电教化考评智能管理系统、VR 实训系统及培训与考评档案信息化管理系统，实现题库管理、试卷生成、在线考试、自动判卷、成绩单生成和自动建档、基于VR 的实操培训等人员培训全过程信息化管理。目前，已进行300 余场、8000 余人次的人员培训，大幅提升了一线操作人员的理论和操作技能。

六是创新安全监控手段，强化安全管控，建设“安全检查与隐患管理信息化系统”“‘三危’电子地图信息系统”“安全生产信息手机APP 查询系统”，实现重大危险源、危险点的信息数据可视化精准监控、安全监管要点清单化管理、安全隐患自动闭环管理、安全标准和知识在线实时查询，有效提升了安全管理水平。

后续，红峡公司将不断总结和积累数字化科研生产体系建设经验，以军方型号任务为牵引，以数字化、网络化、智能化为导向，聚焦主责主业，消除瓶颈短板，更好地履行强军首责。首先，重点加强工艺仿真和产品数字化交付等试点建设，以点带面，示范推广，形成突破效应。其次，严格对照顶层策划内容开展工作，坚持“一张蓝图走到底”，确保建设内容整体化推进、体系化运行，确保产品研制、生产全业务链的模型、数据及流程按期贯通。此外，立足自身行业特点和资源禀赋，结合公司数字化科研生产体系建设实效，向同行业或跨行业企业提供数字化科研生产体系建设一体化解决方案，将知识资源转化为市场资源，为企业打造新的经济增长极，为高质量发展提供强劲动力。