航空工业某厂为了响应智能制造的发展趋势，基于集团公司智能制造架构，实现企业联盟层、企业管理层、生产管理层、控制执行层全局整体规划，按照“总体规划、示范先行、分步实施”的原则，以脉动总装生产线建设为牵引，逐步巩固和推广智能制造研究成果，扩大应用范围，助力智能制造转型升级。
当前公司的生产过程中存在如下四类问题：生产计划不够精密，难以作为生产的依据；生产保障资源不能及时供应；现场异常问题不能及时处理、无法有效跟踪；生产过程不够清晰透明，难以为生产管控、生产决策提供有效的支撑。该厂期望通过金航MES的实施，达到如下效果：
1)科学制定生产作业计划，保障脉动生产；
2)严格生产准备检查，生产过程动态预警；
3)保障生产资源供应，实现生产线计划协同；
4)设备互联互通，设备健康管理和监测；
5)无纸化作业，生产过程透明化；
6)现场过程问题及时反馈和处理，形成问题处理闭环；
7)看板展示各种作业信息，精准获得生产执行状况；
8)监控生产执行状况，健康分析预测；
9)科学的运营管控，智能运营决策。
依据航空工业智能制造参考架构设计，金航脉动生产管控系统分为三大子系统：执行管控管理子系统、健康监视管理子系统和运营集成管理子系统。总体集成架构如下：
图1 总装脉动生产管控系统和其他系统集成架构
经过一年多的实施，金航MES在客户的全力支持下，以总装生产需求为牵引，以智能制造理念为指导，搭建了总装智能脉动管控平台，通过赛博物理系统的无缝集成、基于数据分析的预测控制方法、基于MBOM的网络计划分解方法、基于站位与装配指令两层反应式调度方法等关键技术，实现了脉动式总装车间虚拟验证与平衡优化、总装状态动态感知与实时预警、基于自适应决策的总装作业智能调度、与任务流匹配的物料智能仓储与精准配送、总装智能集成管控与健康检测。具体应用效果如下：
1)装配计划智能化：以装配网络顺序图为基础，在综合考虑多种能力约束的基础上，科学合理地编制脉动装配计划，同时支持以重调度手段对动态感知的“人机料法环”状态进行快速响应。
2)协同保障一体化：建立按脉动装配计划执行的资源保障体系，通过管控对异常问题进行精准督办，保障现场装配的不间断运行，实现生产与采供的连续拉动。
3)生产过程透明化：通过设备互联互通，实现运行状态的实时采集、检测数据的智能判读；通过现场安灯、问题准确分类与自动升级，形成问题快速处理机制；准确采集加工数据，实现装配现场无纸化。
4)管控决策数据化：实时监视总装脉动生产线健康状况，根据分析结果进行评估诊断，保障脉动生产节拍；通过多源信息状态抓取与历史数据学习，构建脉动线运行预测模型，实现问题预测并给出业务优化建议。
