目前，飞机原始设备制造（OEM）企业面临着一系列特殊挑战，这些挑战正在考验OEM企业运营的弹性和灵活性。虽然技术正在快速发展，全球市场也在不断变化，但由于经验丰富、技能熟练的劳动力严重短缺，OEM企业在应对提高生产率的现实需求时更加困难。供应链中断变得非常常见，导致材料交货时间延长，航空制造物流进一步复杂化。此外，随着利益相关方要求采取更多环保做法，企业满足更高可持续性标准的压力也越来越大。因此，复合材料部件的出现，让OEM企业正努力在不断变化的市场上保持效率和盈利能力，同时尽可能解决在可持续发展等方面遇到的难题。

复合材料制造　从历史到现实

回顾复合材料的发展历史，其制造过程严重依赖人的专业知识，需要利用传统方法进行短期、中期和长期生产规划与执行。包括“先进先出”（FIFO库存管理法）、“看板”管理（Kan?ban，也被称为“拉动式生产计划”）等传统方法，已经被证明是20世纪的优秀实践。进入新时期，传统方法在提高产量和良率、准时交货和保障产品质量等生产关键绩效指标（KPI）等方面已达到极限。这类方法没有充分考虑到制造环境的动态特性，工厂车间不可预见的变化可能会对效率、可扩展性以及产能增长目标造成障碍。过去使用的静态管理方法在应对不可预见的变化方面存在不足，并影响到工厂和生产线运营的几个关键方面。

首先是制造计划受到限制，无法充分考虑复合材料零部件生产过程中的多变性和不可预测性。其次是日常执行通常效率低下，人工干预和决策执行效率不高，很多时候难以满足实时调整的需要。再次是物流和供应链管理不够灵活，导致供应链效率低下，供应链终端和产品交付不得不延迟。最后是在各个层面特别是管理层面和运营层面的决策都会受到阻碍。由于数据信息经常来自ERP（企业资源计划）、MRP（物料需求计划）、采购日志、轮班日志等各种不相连的系统，难以及时全面地掌握工厂产线实时运转情况，影响决策效果。

具体来说，生产线上的物料选择过程通常由人工完成，但这种方式不仅耗时，还会导致余料、废料产生以及产品的产量降低。物料接收基本也由人工完成，且经常容易发生错误和延误。规划工作通常依赖于Excel表格等工具，这会导致计划很快过时、整体设备效率（OEE）低下以及之后的飞机交付延迟。这些问题足以证明，传统方法不足以满足复合材料行业日新月异、更具动态的发展要求。

数字化转型　先进制造业曙光初现

随着数字技术的出现，先进制造业目前正在经历一场重大转型，努力将传感器、工业物联网与人工智能技术融为一体。尽管仍处于早期阶段，但这一数字化转型有望大幅优化飞行器制造的工作流程、减少资源浪费和降低能耗。人工智能技术正在成为关键驱动因素，赋能人类作出更明智的决策，进而提高生产效率和增强可持续性。美国Plataine公司见证了这一转型，并在过去10年参与其中。其基于人工智能的解决方案已融入复合材料飞机结构制造商的切割和配套操作中，提高了生产量和材料使用率，提升了产品质量并减少了错误。通过使用人工智能技术，复合材料制造业在几个关键领域正在取得进步。

在规划和调度方面，传统的手动规划工具正在被基于人工智能的软件所取代，以自动优化生产计划，并持续保持计划处于更新状态。利用人工智能算法，软件可最大化生产吞吐量并最大限度地减少低效操作。借助基于人工智能技术的软件解决方案，这种数字化变革不仅可以提高效率，还能动态调整以适应工厂车间实时发生的意外变化。这可以确保最佳的资源利用率和最短的生产宕机时间。例如，一个生产医疗设备复合材料部件的客户使用Plataine提供的软件，模拟增加模具后将对产量增加产生怎样的影响。经过多场景模拟，最终使其能够达到一个最佳平衡点——在增加零件产量的需求与购买额外模具的成本之间取得平衡。

在供应链协作方面，云软件使供应商与制造商之间能够更好地进行沟通和协作。这种集成加速并简化了装载和接收流程，减少了延误，同时也增强了供应链的整体响应能力。

在库存管理方面，人工智能算法能够分析趋势并预测需求，从而在物料和采购管理方面最大限度地提高库存效率。这种方法大大减少了废料产生和资源浪费，有助于厂商节约更多成本并实现可持续发展的目标。

在设备和工具管理与服务方面，人工智能辅助软件还能向负责设备服务的员工发出警报和提供建议。这种主动维护设备的方式可防止意外停机、延长设备使用寿命并确保资源得到最佳利用。

在降低能耗方面，人工智能技术算法在优化能源使用上起到了至关重要的作用，尤其是在热压罐固化等能耗较高的工艺环节中。为此，Plataine公司不断向客户学习，重点了解热压罐调度系统。事实上，人工智能技术正在引领工厂内热压罐运营管理的重大变革。通过优化调度，使用该技术的OEM企业可以大幅减少热压罐的运行次数，从而降低能耗。

展望民机制造　人工智能绘就未来图景

展望未来，我们会看到人工智能技术越来越多地被飞机生产线员工用于简化生产流程，提高生产效率。就像人工智能已经成为人类日常生活中的一部分一样（如智能手机、AI助手等的应用），它也将在飞机生产线上扮演非常重要的角色。

在制造业中，人工智能被视为另一个数字助理，它使人类的日常工作变得轻松很多。例如，生产规划人员将模拟不同的场景和结果，以提高工作效率。未来人工智能技术在制造业规划中将横跨三个领域，每个领域都有其独特的可能性和创新。在短期规划（最多两周时间）方面，人工智能技术将使飞机生产线能够模拟各种场景，例如对设备或操作进行不同的工作分配，以及对工作订单库存和工具的分配等。这种模拟可以为不同班次创建详细的日程表，并快速响应工厂车间中的意外事件。通过快速评估多种场景，基于人工智能的软件可呈现最有效的评估结果，确保短周期计划的高度灵活性和响应能力。

在中期规划（2个月～4个月）方面，人工智能的功能将扩展至模拟运营调整场景，例如增加值班班次、增加每班人员或购买额外的工装模具等。这种中期规划有助于将战术决策、需求预测与运营能力结合在一起，可优化飞机制造的资源分配和生产力。

在长期规划（1年～2年）方面，从长远来看，人工智能辅助软件将加快战略扩张和投资的步伐，例如购买新设备、增加生产线和拓展工厂空间等。这种模拟将支持企业的长期增长战略，确保投资物有所值并与未来民航市场的需求保持一致。

作为互联工厂生态系统的一部分，人工智能技术还将在促进制造设施与工厂之间的协作互联、预测需求高峰和短缺方面发挥重要作用。此外，基于人工智能的软件将有助于供应商与客户之间的协作，简化沟通，提高透明度并缩短流程。

当前，制造业正逐步由依赖传统方法过渡到示范应用人工智能技术，实现向更高效、可持续性和创新的变革性转变。毫无疑问，对生成式人工智能（GenAI）技术的整合，将进一步推动这一演进过程。传统人工智能专注于分析历史数据并使用算法对未来进行预测，而GenAI使数字技术能够产生新的输出价值，涵盖图像、视频、文本、声音和其他媒介。

新的GenAI工具将实现人与机器之间的自然交流，使复杂的软件变得更加直观、友好且易于使用。这种技术不仅有助于简化飞机生产流程，还能让员工获得实时警报和智能化解决方案建议——飞机制造工厂中的工作人员将随着时间推移学会信任这些建议。以Plataine公司为例，其以可持续、聚焦客户生产为中心，已能够基于人工智能技术，帮助飞机生产线提高整体设备效率、减少材料浪费、缩短运转时间和节省运营成本。随着进一步利用这种技术创新，复合材料制造商将获得更快速的应急响应能力以及更具环保责任感的工作流程。（作者：陈济桁,单位：中国航空工业发展研究中心）（转自《中国民航报》6942期 007版）