中航工业宁振波：智能制造，基础是流程、难点在架构

主题为“互联•感知•体验的”2018 Innovation Tour（创新之旅）暨Software AG中国区用户大会，6月7日在北京千禧大酒店举行。本次论坛吸引了来自全国金融、电信、汽车、航空航天等各行业用户，以及相关合作伙伴近300人。

会上，中国航空工业集团公司信息技术中心首席顾问宁振波以“智能制造，基础是流程，难点在架构”为题发表主题演讲。

中国航空工业集团公司信息技术中心首席顾问宁振波

宁振波首先表示，非常荣幸能够参加这个会议；Software AG是欧洲最大的软件公司之一。

理解智能制造核心，推进“中国制造2025”

“中国制造2025”始于2016年，国家连续三份文件推进智能制造逐步落地，落到工业互联网上。工业互联网要干什么事情？联的是生产设备、生产要素。

很多人一说连设备，就认为把设备的聋哑瞎治好了，这有点聪明过头。生产过程中采集出来的数据，可以形成生产过程的产品模型，产品模型合适不合适，还需要和设计模型、理论模型进行比对。

智能制造的核心是要解决研发问题。工业互联网只是走向研发的第一步而已。

智能化不是一个简单的过程。前三次工业革命每一次都是一个长期的过程。如果把2013年4月汉诺威博览会德国推出“工业4.0”算是第四次工业革命起步的话，那实际上现在才刚刚抬起脚，第一步还没走出去。

“所以要慎重谈智能化，要多谈数字化，数字化的基础就是好的流程，而智能一定要有大量的传感器，一定要有数字化作数据，还有网络连接，在人的支撑下才能实现智能化。”宁振波说。

备受肯定的《三体智能革命》

前年宁振波与相关专家撰写了一本名叫《三体智能革命》的书，剖析新工业革命本质——数字虚体（Cyber-physical System，CPS）。《三体智能革命》指出的智能进化路径，就是从物理实体（physical-Conscious System）到意识人体(Conscious-Cyber System)，到数字虚体；德国工业4.0的第一个建立的系统就是数字虚体系统。

宁振波解释说，宇宙是由物理实体构成的，物理式的演变，演变出植物和动物。动物的最高形态是智能，人类创造发明了数学、物理和化学方法也发明了电脑，把知识经验和生产技术变成软件，物理实体变成数字虚体了。数字虚体有两个作用，一是作为一种技术系统，把产品变得有点“聪明”，但还做不到智能，二是作为模型来指导产品的研发和制造。因此，三体中最核心的还是人，人类用数学建模方法把物理实体建成数字虚体，具体过程就是智能制造的基础建模。

设计、制造和实验是制造业三大技术，是新工业革命的管理体系。

传统的研制技术设计和制造分离的，流程简单，设计制造和实验串行，迭代一次好几个月甚至好几年，如今CPS环境下，迭代一次最多仅需几天，快的时候几分钟，这么一来，对流程体系构成了全新的挑战。

数字经济下的流程体系该如何建？

在CPS环境中，手工生产线改建成了数字化的生产线，通过大量的仿真实验不断发现问题，解决问题，指导简化减少甚至取消实物实验，实物实验由过去的每件必试改进为验证性实验；未来建成智能化的生产线，形成新的工业体系。

2016年5月17日，中国工程院周济院长亲自主持了三体智能革命的相关研讨会；并在去年12月7日在南京举行的第二届世界智能制造大会上对团队为“中国制造2025”作出的理论贡献和实践经验表示感谢。

中国制造大而不强，核心是研发不强。问题在哪里？

宁振波认为，核心是从数学模型到数字模型的演变过程。这个演变过程就是需求、概念、总体设计，也是国际上所有知名的工业企业不告诉中国人的。

“中国制造2025”落地在智能制造上，简单说是五句话：创新驱动、提质增效、绿色发展，以两化深度融合为主线、以智能制造为突破口。

智能制造的由来和引进

智能制造由来和引进一定是从波音777开始的。

人类历史是一部战争史。直到1991年苏联解体，不打仗了，全人类才静下心来做国计民生的建设工作，因此工业体系以前是作战体系，为打仗做准备的，现在是以国计民生为中心的。

波音777就是最佳案例，从零件、组建部件开始，到777全机再到787的全体系的管理，都起源于波音777的全数字样机。波音777的设计用了8台大型计算机、3200套大型CAD工作站、2万台PC机，都是没有联网的，1991年用了800个互不关联的软件，形成了14个BOM表（物料清单或产品结构表），按理一个产品只能有一个BOM，14个就意味着波音777研制会有很多问题。

问题有哪些？一是一天数万人在计算机上的工作，软件又不关联，所生成的天量工业大数据无法有效管理；二是三维设计、三维模型表达不了生产过程中的数据，因此三维模型设计之后又生成二维图纸，在二维图纸上表达材料、工艺、制造和检测的数据，工作量巨大。

尽管如此，波音公司解决了这些问题，波音777产品质量好，生产进度短，成世界上最盈利的飞机。

1996年，波音联合全球16家公司推动美国机械公司协会（ASME）建立了ASM1Y14.41标准，也就是MBD的标准，即基于模型的定义，换句话说，在三维模型上可以表达几何数据、材料数据、工艺数据以及生产过程必需的所有数据、检测数据，意味着未来生产可以不要蓝图，不要图纸，不要工艺卡片也不要文档，一句话，全数字化了。

全数字化就是智能制造的基础，这个不难。因为，从2010年之后，中国航空工业研制的所有新飞机全部都没有图纸了。

企业数字化转型要遵从的标准

任何事情，都需要持续优化，持续优化的过程就是流程优化的过程。这是管理层的职责。

宁振波指出，数字化转型没有具体的标准，国家标准只是指导方针，行业标准只能作为框架，真正的秘诀是企业实际需求。要结合实际，因企制宜；以信息化推进模式转型和架构治理，促进集团整体IT能力的提升。这是中航工业多年来坚持执行的一个方针。工程系统、组织系统、企业管理构成了企业管理的生命周期，流程梳理是将其关联的唯一的方法和手段。

中航工业的智能制造总体架构基于国家两化融合评估架构体系，倾尽了集团之努力，共分五层。以企业管理层为例，目标是状态感知（即感知产品状态、车间状态、过程状态、资源状态）、实时分析（进行质量分析、周期分析、成本分析、效率分析）、自主决策（实现工艺决策、生产排产、资源计划、绩效考评），精准执行（实时调度、故障解决、资源配送、工艺生成），最后实现螺旋提升，这是一个闭环迭代的过程。

从六西格玛管理体系到流程，流程是核心

讲流程，不得不提到美国通用电气的六西格玛管理体系。

在短短20年间，通用电气的市场资本增长30多倍，达到了4500亿美元，排名从世界第10提升到第一，从一家制造业巨头转变为以服务业和电子商务为导向的企业巨人，董事长和CEO杰克•韦尔奇(Jack Welch)所推行的”六西格玛”标准、全球化和电子商务，几乎重新定义了现代企业。

六西格玛管理体系就是流程管理体系，流程被当作通用电气的核心资产，每年都进行优化，但在中国常年不被重视。实际上，这个问题非常关键，因为牵扯到了管理。

在企业，单项技术的应用非常简单，牵涉到管理就是推不动。从一个半殖民半封建的国家过渡到一个工业社会国家，路还很长。中国企业要脚踏实地，好好学习工业，好好学习管理，好好研究流程。

企业愿意投资购买CAD/CAE/CAPP/CAM等大量的管理软件应用，但产品如何定义？如何分析？如何优化？如何验证？如果流程搞不清楚，软件就成了垃圾。

所以核心是流程。

工业软件太庞大、太复杂。1991年波音777研制的时候有800种毫不关联的软件，到2005年787研制的时候波音有8000种相互关联的软件。实现关联，靠的就是流程。有了软件的思想，加上各专业的知识，可以形成多专业的设计、仿真、分析、工艺、制造软件。传统工业体系转型升级绝对不是简单的CAD/CAE/CAPP/CAM，而是多专业的。

工业体系有多大，软件就有多庞大。

智能制造，难点是建模型，焦点在仿真工业技术软件化；工业技术大规模的变成单个软件以后，就变成类似手机的APP，这就是工信部推动的2020年20万个工业APP上线、2025年百万APP上线。

过去老讲创新，创新有很多问题，中国的创新总是单点在打，而不是体系型的，一说要搞技术创新，技术人员钻到技术里面了，只搞技术；说搞市场创新，就钻到市场里面；搞管理创新，就搞到组织上去，实际上这三个要素是密不可分的。

要想创新，市场、技术和管理的互动、演化、约束和发展，才能形成一个完整的创新体系，缺任何一点都不行。

实现创新，靠的也是流程体系。

流程可以把企业的组织、技术和产品形成一个完善的体系。中国每个单位都很独立，组织体系，树状架构；技术体系，树状架构；产品体系，树状架构，任何产品的研制，与这三个架构密不可分，但这三者之间的关系是非常复杂的、立体的网状关系，不是单独、简单的树状关系，要理清，靠的仍然是流程。没有流程永远搞不清楚。

流程是企业重大要素的融合、价值实现的载体。

流程五大要素与中航工业的实践

一个复杂的组织体，有输入也有输出，有外部约束和内部资源，但是，输出一定要创造价值。工厂作为一个复杂组织体，输入是什么？有很多市场调研，要研制什么产品，输入进来之后，决策机构要研究什么能干，什么不能干，这就是外部约束，法律法规、政策、财务、税务、人力资源等等，在能干的条件下调动内部资源，把上游关系、下游关系约束关系权利理清楚，把输入转化为有价值的输出。

这就是流程的五大要素：组织体、输入、输出、外部约束、内部资源。

流程梳理清楚，才有可能提出问题，如哪些流程是断头的，哪些没有输入，哪些有冗余，哪些输出没有价值，一下显性化了。端到端的流程解决方案让企业迈上一个巨大的台阶。

ARIS流程建模解决流程复杂体的一个最佳的工具。

中航工业集团与Software AG合作之前，画流程体系依靠excel表，花了好几年时间好不容易画清楚了，但组织机构一变，画的表全作废，没有人愿意再改第二遍。2010年双方合作之后，中航工业用Software AG的ARIS建立模型，因为流程是相互关联的，牵一发动全身，任何复杂的、立体的、网状的架构只要有一处变动，其他相关的流程系统自行调整。当年，中航工业集团全面推动了流程变革，核心就用的是ARIS。

以飞机研制整体流程为例，中航工业把产品研发流程模型化，把产品制造流程模型化，把产品交付与保障流程模型化，这个过程中，流程建模特别有价值。

总结

宁振波总结说，三体智能演进路径首先是连接，然后是持续，三是测量，四是预测，最后是优化。这个过程就是流程体系持续发展、优化进步的模型；智能制造的核心是工业软件，工业软件是软件定义的制造业；智能制造的本质就是软件化的工业技术与生产体系，它们促进生产关系的优化重构，而生产关系的优化和重构就是优化流程，流程就是核心。

【根据录音整理，未经本人审定】

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