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摘 要：本文基于国内复合材料零部件制造工艺和产业化技术现状，在当前中国制造2025的大背景下，阐述了复合材料零部件制造工艺结构化的必要性和紧迫性，指明了复合材料制造工艺结构化应用是提升复合材料制造产业技术水平和实现复合材料未来来智能制造的必由之路，探讨复合材料零部件制造工艺结构化的实现途径，提升国内复合材料制造产业化整体技术水平。
关键词：制造工艺;复合材料;智能制造;产业技术
1 引言
2015年5月，国务院正式颁布了《中国制造2025》的行动纲领，主要包括创新体系建设、智能制造、工业强基、绿色制造、高端装备制造等五大工程方面，并明确指出五大工程相互关联，互相促进，其中智能制造是主攻方向，工业强基是智能制造的基础支撑[1]。工业强基着重在于强化基础零部件、基础原材料、先进基础工艺及关键技术基础四个方面的建设。而最要的是工业强基的过程要结合信息化、数字化、智能化的技术手段，不断的升级改造基础工艺，进而提升中国制造业产业化技术水。复合材料是我国工业制造的重要组成部分，复合材料被广泛的应用于航空、航天、轨道交通、医疗器械等领域，其重量轻、强度模量高等特点，逐渐的成为国家战略领域的材料替代品。但是，复合材料制造工艺过程错综复杂，特别是先进复合材料零部件制造过程，传统的手工铺叠劳动密集型的工作方式，已逐渐的被智能化铺带和铺丝设备所代替，大型热压固化装置，逐渐的被改造成可测可控的数字化设备，一些简单的零部件的装配过程逐渐的被智能化机械臂所代替。大势所趋，旧的工艺方式，必然会因为智能化设备的应用和信息化手段的介入而逐渐的被改变。
2 復合材料零部件制造工艺和产业化现状
复合材料行业传统的工艺规程、检验规程以及制造大纲（FO）、装配（A0）大纲多为纸质文档，文档编制完成后经手工审签批准后分发到各个生产制造工段，执行过程涉及到文档的版本控、更改控制、文件的作废与回收等诸多事宜，所有过程以人的分发和手工记录作为过程控制的手段，尤其是涉及到大飞机等空中项目，一旦疏忽出错则后果不堪设想。文档发放到每个工段，工段从厚重的纸质文档中找到对应的工段内容，开始按规定操作。每个工段执行完毕后会产生大量的手工记录，纸质记录为查询修改带来诸多不便，经过升级改造的各种智能化设备没有一个统一的信息流贯通，因此无法发挥其应用的制造协同能力和水平。
3 复合材料零部件制造工艺结构化的紧迫性和必要性
复合材料制造行业，经过国家十三五和智能制造2025的推进，目前的管理信息化和工程信息化应用系统的建设和制造设备升级改造数字化水平已有了明显的提高。目前，大部分企业已完成了PDM、MES、ERP、LIMS等工程管理系统的建设，主要的信息化应用系统已布局完成。关键是如何打通ERP-PDM-MES-LIMS-CRM整个系统生态的生产链，是当前复合材料制造的关键。制造工艺的结构化就是贯穿从工艺设计到生产制造再到交付全过程的关键一环。结构化的工艺可以通过计算机手段转换为传统的工艺展示方式，通过PLM系统完成工艺的审批确认发布。结构化工艺可以将工艺属性进行单独的存储，也可以将某一工段的工艺属性集中显示。结构化工艺信息流可以采用标准的xml语言表示，各应用系统和智能设备系统都可以进行识别和解析。结构化工艺，按产品生产过程，按制造的执行过程，形成结构化制造大纲，MES系统可根据结构化制造大纲的执行顺序安排，自动布局生产过程，按时间和工段步骤，逐步的将结构化工艺信息流推送到各工段的智能设备执行制造任务，进而实现工艺设计与生产制造的大协同。因此，制造工艺结构化是实现复合材料工艺设计和生产制造执行协同的必要条件。
同时，为了通过计算机手段对工艺数据进行查询分析，也要求复合材料制造工艺必须结构化，才能够提高工艺数据查询的速度。比如，传统的搜索，或通过翻阅纸质资料，或通过windows自带文件搜索功能完成历史文件的搜索和查找，查到文件后，还要根据目录逐页翻找对应的有效信息，效率之慢，可想而知。相反，制造工艺被结构化后，每一个关键信息都已被定义为标准的电子化工艺字典，可以通过数据库和数据仓库技术，快速查找对应的信息。传统复合材料制造工段，员工需在一个厚重的工艺规程中找到本人需要的部分执行，并做记录。结构化的工艺，通过MES系统可以根据工段的需要分段显示直接推送展示给工段的操作人员或输出给智能化设备直接按工艺安排步骤执行相应的工艺操作，操作人员无需在工作的同时翻动工艺规程，只需关注制造执行过程即可，工作的开始和结束时间都可以结构化记录存储，以达到方便查询和汇总。
4 复合材料零部件制造结构化工艺的实现途径
复合材料制造工艺结构化是未来实现复合材料零部件智能制造的关键，计算机识别的基础就是结构化数据，计算机处理结构化数据的速度要比处理非结构数据的速度要快的多，结构化数据有利于后期的数据的挖掘和分析，逐渐的实现“动态感知，实时分析，自主决策，精准执行”的智能化赛博物理系统，提升复合材料零部件制造工艺整体产业技术水平。
因此，必须把复合材料制造工艺的结构化作为未来复合材料零部件生产产业化的重要任务、重要前提和进一步深化应用之前的关键任务来抓，复合材料制造工艺结构化数据是未来智能制造中关键的信息流的存在方式。
第一步，对现有复合材料工艺文件进行结构化分解。
第二步，根据分解的属性，提取制造过程中的参与对象，可以从人、机、料、法、环、测六个方面进行逐个完善。
第三步，定义复合材料制造工艺结构化标准，编制工艺结构化字典。
第四步，实现结构化工艺PLM（产品全生命周期管理系统）系统的中的批准。
第五步，根据生产任务安排，将审批完成的结构化工艺推送到MES系统（MES系统需将复合材料结构化数据转化为可预览展示的内容）
第六步，MES系统按照复合材料工艺过程工段执行顺序逐个将推送到对应工段执行。
复合材料结构化工艺可看作流经复合材料制造过程各应用系统的血液，通过结构化工艺的实施，必将打通企业信系统的任督六脉，实现复合材料制造过程的人、机、料、法、环、测六方面的大协同。制造执行数据根据时间的推移，会不断的积累，积累的数据将是未来数据挖掘、数据分析的基础，因此在数据结构化时必须结合未来智能化制造的要求，结构化的数据必须有利于分类汇总和查询分析。
总之，实现复合材料制造工艺结构化，是实现复合材料信息化生产协同的关键，是实现未来复合材料智能化生产和提升复合材料产业化技术能力的必由之路。
参考文献：
[1] 陈玉涛，中国制造大系统之成功砝码，电子工业出版社，2017.3
作者简介：
张现波，男，本科，工程师，研究方向：信息化应用与安全技术，单位：中国航空制造技术研究院。
（中国航空制造技术研究院，北京 100013）
关键词：制造工艺;复合材料;智能制造;产业技术
1 引言
2015年5月，国务院正式颁布了《中国制造2025》的行动纲领，主要包括创新体系建设、智能制造、工业强基、绿色制造、高端装备制造等五大工程方面，并明确指出五大工程相互关联，互相促进，其中智能制造是主攻方向，工业强基是智能制造的基础支撑[1]。工业强基着重在于强化基础零部件、基础原材料、先进基础工艺及关键技术基础四个方面的建设。而最要的是工业强基的过程要结合信息化、数字化、智能化的技术手段，不断的升级改造基础工艺，进而提升中国制造业产业化技术水。复合材料是我国工业制造的重要组成部分，复合材料被广泛的应用于航空、航天、轨道交通、医疗器械等领域，其重量轻、强度模量高等特点，逐渐的成为国家战略领域的材料替代品。但是，复合材料制造工艺过程错综复杂，特别是先进复合材料零部件制造过程，传统的手工铺叠劳动密集型的工作方式，已逐渐的被智能化铺带和铺丝设备所代替，大型热压固化装置，逐渐的被改造成可测可控的数字化设备，一些简单的零部件的装配过程逐渐的被智能化机械臂所代替。大势所趋，旧的工艺方式，必然会因为智能化设备的应用和信息化手段的介入而逐渐的被改变。
2 復合材料零部件制造工艺和产业化现状
复合材料行业传统的工艺规程、检验规程以及制造大纲（FO）、装配（A0）大纲多为纸质文档，文档编制完成后经手工审签批准后分发到各个生产制造工段，执行过程涉及到文档的版本控、更改控制、文件的作废与回收等诸多事宜，所有过程以人的分发和手工记录作为过程控制的手段，尤其是涉及到大飞机等空中项目，一旦疏忽出错则后果不堪设想。文档发放到每个工段，工段从厚重的纸质文档中找到对应的工段内容，开始按规定操作。每个工段执行完毕后会产生大量的手工记录，纸质记录为查询修改带来诸多不便，经过升级改造的各种智能化设备没有一个统一的信息流贯通，因此无法发挥其应用的制造协同能力和水平。
3 复合材料零部件制造工艺结构化的紧迫性和必要性
复合材料制造行业，经过国家十三五和智能制造2025的推进，目前的管理信息化和工程信息化应用系统的建设和制造设备升级改造数字化水平已有了明显的提高。目前，大部分企业已完成了PDM、MES、ERP、LIMS等工程管理系统的建设，主要的信息化应用系统已布局完成。关键是如何打通ERP-PDM-MES-LIMS-CRM整个系统生态的生产链，是当前复合材料制造的关键。制造工艺的结构化就是贯穿从工艺设计到生产制造再到交付全过程的关键一环。结构化的工艺可以通过计算机手段转换为传统的工艺展示方式，通过PLM系统完成工艺的审批确认发布。结构化工艺可以将工艺属性进行单独的存储，也可以将某一工段的工艺属性集中显示。结构化工艺信息流可以采用标准的xml语言表示，各应用系统和智能设备系统都可以进行识别和解析。结构化工艺，按产品生产过程，按制造的执行过程，形成结构化制造大纲，MES系统可根据结构化制造大纲的执行顺序安排，自动布局生产过程，按时间和工段步骤，逐步的将结构化工艺信息流推送到各工段的智能设备执行制造任务，进而实现工艺设计与生产制造的大协同。因此，制造工艺结构化是实现复合材料工艺设计和生产制造执行协同的必要条件。
同时，为了通过计算机手段对工艺数据进行查询分析，也要求复合材料制造工艺必须结构化，才能够提高工艺数据查询的速度。比如，传统的搜索，或通过翻阅纸质资料，或通过windows自带文件搜索功能完成历史文件的搜索和查找，查到文件后，还要根据目录逐页翻找对应的有效信息，效率之慢，可想而知。相反，制造工艺被结构化后，每一个关键信息都已被定义为标准的电子化工艺字典，可以通过数据库和数据仓库技术，快速查找对应的信息。传统复合材料制造工段，员工需在一个厚重的工艺规程中找到本人需要的部分执行，并做记录。结构化的工艺，通过MES系统可以根据工段的需要分段显示直接推送展示给工段的操作人员或输出给智能化设备直接按工艺安排步骤执行相应的工艺操作，操作人员无需在工作的同时翻动工艺规程，只需关注制造执行过程即可，工作的开始和结束时间都可以结构化记录存储，以达到方便查询和汇总。
4 复合材料零部件制造结构化工艺的实现途径
复合材料制造工艺结构化是未来实现复合材料零部件智能制造的关键，计算机识别的基础就是结构化数据，计算机处理结构化数据的速度要比处理非结构数据的速度要快的多，结构化数据有利于后期的数据的挖掘和分析，逐渐的实现“动态感知，实时分析，自主决策，精准执行”的智能化赛博物理系统，提升复合材料零部件制造工艺整体产业技术水平。
因此，必须把复合材料制造工艺的结构化作为未来复合材料零部件生产产业化的重要任务、重要前提和进一步深化应用之前的关键任务来抓，复合材料制造工艺结构化数据是未来智能制造中关键的信息流的存在方式。
第一步，对现有复合材料工艺文件进行结构化分解。
第二步，根据分解的属性，提取制造过程中的参与对象，可以从人、机、料、法、环、测六个方面进行逐个完善。
第三步，定义复合材料制造工艺结构化标准，编制工艺结构化字典。
第四步，实现结构化工艺PLM（产品全生命周期管理系统）系统的中的批准。
第五步，根据生产任务安排，将审批完成的结构化工艺推送到MES系统（MES系统需将复合材料结构化数据转化为可预览展示的内容）
第六步，MES系统按照复合材料工艺过程工段执行顺序逐个将推送到对应工段执行。
复合材料结构化工艺可看作流经复合材料制造过程各应用系统的血液，通过结构化工艺的实施，必将打通企业信系统的任督六脉，实现复合材料制造过程的人、机、料、法、环、测六方面的大协同。制造执行数据根据时间的推移，会不断的积累，积累的数据将是未来数据挖掘、数据分析的基础，因此在数据结构化时必须结合未来智能化制造的要求，结构化的数据必须有利于分类汇总和查询分析。
总之，实现复合材料制造工艺结构化，是实现复合材料信息化生产协同的关键，是实现未来复合材料智能化生产和提升复合材料产业化技术能力的必由之路。
参考文献：
[1] 陈玉涛，中国制造大系统之成功砝码，电子工业出版社，2017.3
作者简介：
张现波，男，本科，工程师，研究方向：信息化应用与安全技术，单位：中国航空制造技术研究院。
（中国航空制造技术研究院，北京 100013）