打造原創技術策源地——用“沉浸”實驗室打造數字航空“雲”

5月,位於北京八里橋的中國航空製造技術研究院(以下簡稱航空工業製造院)內,春風吹拂,綠樹婆娑。

在智慧製造廠房,各類不同型號的“優娃”(協作機器人)以及數臺數控設備,24小時不間斷工作著。每台設備均挂著一個名為“附身乖乖虎”的小白盒,這是一款互聯數(據)採(集)情報箱,是航空工業製造院探索成立的首個“沉浸式”實驗室——工業網路與自動化實驗室自主研發的首款新技術産品。

“‘沉浸式’實驗室,是航空工業製造院為聚焦基礎研究、前沿技術和一批國防科技重點工程,自2018年開始探索打造的一批創新實驗室和重大項目創新團隊。”航空工業製造院院長李志強説。

“十四五”期間,航空工業集團把建設“數智慧力體系”作為發展主線,全力構建“雲”上數字航空。如今,這片數字航空“雲”,正從這些“沉浸式”實驗室飄來。

“航空工業是現代工業之花。航空製造業具有技術密集度高、産業關聯範圍廣、輻射帶動效應大、兩化融合程度深的特點,處於裝備製造業的高端,是國家工業基礎的重要標誌、科技水準的集中體現、國防實力的重要體現以及綜合國力的綜合體現。‘十四五’期間,航空工業將面臨更強烈的高品質發展訴求,以及數字化、網路化、智慧化發展的需求。”李志強認為,要實現高品質發展,最根本的方法就是創新,既包括技術上的創新,也包括管理和思維理念方面的創新。

航空工業製造院決策層由此提出建設“數智航空”創新特區的想法。

2018年,航空工業製造院對科研體制進行了大膽改革,制定實施了一套“沉浸式”創新的特殊管理機制,給予實驗室創新特區待遇。新機制核心為“去行政化,在確定3—5年的中長期研究工作目標後,3年不考核,院科研基金提供科研經費,團隊帶頭人自己決定技術路線決定權、科研經費使用權、團隊成員選擇權和薪酬分配權”。

自20世紀80年代中期從華中理工大學(現華中科技大學)畢業後,在航空工業製造院從事科研30多年、擁有諸多科研成果的鄒方,成了第一個吃螃蟹的人,擔任第一個“沉浸式”實驗室——工業網路與自動化實驗室主任。“實驗室要做獨家成果,技術自主可控,對行業有指導意義。”鄒方一直惦記著李志強的這一叮囑。

如何建設好航空工業製造院第一個“沉浸式”實驗室,成了鄒方心中沉甸甸的責任。

“我想用3—5年時間將實驗室建設成國內領先、國際先進的工業網路與自動化高水準專業化實驗室。”為準確定位實驗室的工作模式和科研思路,鄒方借鑒了多個世界先進實驗室的經驗,甚至在家中先行搭建起一個微型實驗室進行模擬預演。

經過近一年的思考,一個清晰的實驗室工作模式和科研思路在鄒方腦海中成型。“整個智慧製造是一個完整的邊緣智慧生態體系,需要通過網路互聯互通進行數據採集,進而對採集的數據進行分析挖掘,最終實現人工智慧。”鄒方説。

目標清晰而環境寬鬆的實驗室,吸引青年技術骨幹紛至遝來。從創建時期的兩個人,如今實驗室已增至10人。除鄒方外,其餘全是80後、90後的年輕人。僅一年,實驗室就研製出第一個自主産品,即依邁特(E-Mate)邊緣控制器(“附身乖乖虎”),實現了萬國設備互聯互通,大大提升了數據採集品質、數量和效率。

如今,實驗室已順利完成第一個三年規劃,鄒方團隊的第二個三年規劃也已提交。“我們已開啟數據分析、人工智慧之旅,實驗室將緊緊圍繞‘網路、邊緣、學習’3個方面,以網路為基礎、邊緣為核心、學習為工具,努力打造邊緣雲、邊緣控制器、微服務App、機器視覺、智慧穿戴構成的面向智慧製造邊緣計算生態系統。”鄒方説。

今年9月,航空工業製造院將啟動首個數字航空創新工場,入駐全院所有“沉浸式”實驗室的新成果,讓創新特區形成集群效應。

“我們力求把這個集科研、驗證、人才培養、市場推廣于一體的創新工場,建成航空行業乃至國家級智慧製造創新基地,培育航空行業‘數智’解決方案供應商,引領全行業工業製造能力提升,為開發先進智慧製造提供共性技術和解決方案。”李志強説。

另一個“沉浸式”實驗室——工業軟體實驗室的主任楊威,正帶領團隊加緊完成一個新課題,為航空工業製造院定制研發一個雲服務平臺,提供基於工業物聯網的機器人云端接入與控制技術、雲端線上運維服務,入駐平臺的第一個應用案例是“雲打磨”項目。

“‘雲打磨’項目準備在6月前接入平臺,讓這個平臺成為創新工場首批新成果之一。”楊威説。

截至目前,航空工業製造院已組建起10余個“沉浸式”實驗室,在大功率冷陰極電子束源、基於邊緣設備數據採集、智慧車間管控系統、自動鋪絲設備等方面取得了一批階段性成果。“這些成果經試驗成功後,將會向全行業推廣。”李志強説。

點評為承接航空工業集團“創新決定30條”的創新戰略,航空工業製造院瞄準“數智航空”發展需求,依據科技研發和創新要遵循科學探索和技術創新的規律,在建設創新生態上下功夫,探索實施出一套“沉浸式”創新的特殊管理機制,給予實驗室創新特區待遇。如基於信任的科技項目和經費的管理制度、機制核心“去行政化”、團隊帶頭人自己決定技術路線權等,極大地激發出科研人員的創新活力,多項原創技術成果不斷,使“沉浸式”實驗室逐漸發展為航空工業製造技術的一個創新源。

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