在闵行区的航天制造园区里，上海航天设备制造总厂的焊接车间正上演着虚实共生的生产场景：虚拟屏幕上，火箭贮箱的焊接温度、应力分布实时跳动；物理车间内，机器人精准执行着数字孪生模型优化后的作业指令。作为我国唯一覆盖 “弹、箭、星、船、器” 全品类制造的航天骨干企业，这家工厂用六年时间完成了从基础信息化到卓越级智能工厂的跨越，更在向领航级目标迈进的过程中，勾勒出航天制造 “高可靠” 与 “规模化” 协同发展的新路径。

一、从单点突破到全链贯通

上海航天设备总厂的转型之路，始终踩着国家智能制造梯度培育的节奏，在实践中破解航天制造 “多品种小批量、高可靠严要求” 的先天难题。

（一）筑基阶段（2019 年前）：信息化补课与单点自动化突破

早年间，航天制造长期面临 “图纸堆成山、数据靠手抄” 的困境：某型号火箭舱体装配时，工人需反复核对纸质工艺文件，一个尺寸偏差就可能导致数周返工；关键设备各自为战，焊接电流、热处理温度等数据分散在不同系统，质量追溯要耗时数天。

为迈过基础级智能工厂门槛，总厂率先启动 “设备联网与数据归集” 工程：对贮箱成形、舱体焊接等关键工序的 80 余台设备进行数字化改造，部署基础 SCADA 系统实现参数实时采集，关键设备联网率从不足 40% 提升至 65%。同时引入 PLM（产品生命周期管理）系统管理设计数据，上线初级 MES 系统实现电子工单派发，将单工序质量数据追溯时间从 3 天压缩至 8 小时。这一阶段的突破，为后续转型打下了 “数据可采集、过程可记录” 的基础。

（二）深化阶段（2019-2023）：系统集成与网络化协同构建

随着新一代运载火箭进入高密度发射周期，多型号混线生产的调度难题日益凸显：传统生产计划靠人工排程，应对设计变更需一周调整，远不能满足 “月发射两次” 的交付需求。2019 年，总厂将数字化转型上升为战略核心，启动 “航天数字化制造平台” 建设，正式向先进级智能工厂迈进。

这一阶段的核心突破是构建以 XBOM 为核心的数字主线，打通从设计到交付的全流程数据壁垒。通过 EBOM（工程 BOM）、PBOM（工艺 BOM）、MBOM（制造 BOM）、BBOM（维修 BOM）的深度关联，设计变更指令可在 4 小时内同步至生产现场，工艺迭代次数从平均 5 次降至 1 次。焊接车间率先建成数字孪生原型，将 MES 的生产进度、ERP 的物料库存、MDC 的设备状态集成至三维虚拟模型，实现 “虚拟仿真预演、物理精准执行” 的闭环管理。针对协同效率低的痛点，总厂打造 “跨域在线预审”“设计工艺会签” 等场景，让设计师、工艺员、质检员通过云端协同作业，文件审核周期缩短 60%。

到 2023 年底，工厂已实现 105 台 / 套核心设备的全联网，MES 与 ERP 系统深度集成，关键工序 OEE（设备综合效率）提升至 82%，远超先进级智能工厂 75% 的标准线，更建成 “实物 BOM 图谱追溯” 超级场景，实现从原材料到整机的全生命周期可视化追溯，质量问题定位时间缩短 70% 以上。

（三）跃升阶段（2024 至今）：智能决策与生态化领航

2024 年工信部启动智能工厂梯度培育行动后，总厂锚定 “卓越级达标、领航级攻坚” 的目标，重点突破 AI 规模化应用与产业链协同能力。作为航天领域首个 “工赋链主” 企业，其智能工厂建设开始从 “内部优化” 向 “生态赋能” 延伸。

在核心生产环节，AI 技术的深度应用让 “高可靠” 与 “规模化” 形成良性循环。自主研发的智能云检测平台，通过深度学习算法识别焊缝缺陷，准确率达 95.5%，将大型构件检测时间从 24 小时压缩至 4 小时；基于混合优化算法的 APS 高级排程系统，能应对多型号混线生产中的突发扰动，计划达成率从 85% 跃升至 98%。针对航天装备制造的高危环节，部署协作机器人完成密闭空间焊接作业，实现危险工序无人化，设备故障率降低 30%。这些场景的落地，使工厂动态优化算法覆盖率达 45%，远超卓越级智能工厂 40% 的要求。

产业链协同方面，“航天数字化制造平台” 已辐射上下游 7800 余家企业，提供设计工艺一体化、智能制造执行等标准化服务。通过产能模型与供应商评价模型的联动，关键零部件交付周期缩短 45%，在支撑现役火箭批产的同时，为商业航天企业提供柔性制造解决方案，破解了民营航天 “快交付、低成本” 的转型难题。2025 年，工厂凭借 “全流程数字主线贯通 + AI 深度赋能 + 产业链协同” 的核心优势，成功入选全国首批卓越级智能工厂。

二、航天特色的智能工厂建设逻辑

航天制造对可靠性的极致追求，决定了总厂的智能工厂建设必须在 “合规性” 与 “创新性” 之间找到平衡。对照工信部 “卓越级需达 CMMM 三级、领航级需达 CMMM 四级” 的要求，其打造路径呈现出鲜明的行业特色。

在制造复杂性应对上，针对火箭贮箱、空间站舱体等复杂构件的生产需求，自主研发超大容积流体成形装备与搅拌摩擦焊设备，将 3 米级贮箱箱底成形时间从 4 小时缩短至 1 小时，焊缝缺陷率降至 0.3% 以下。通过模块化柔性产线设计，实现 2.2 米至 5 米不同直径箭体的快速换产，换线时间从 8 小时压缩至 90 分钟，完美适配航天 “多品种、变批量” 的生产特性。

在工业机理模型应用上，构建了 5 个核心机理模型与 10 套工业软件，覆盖从工艺优化到设备运维的全场景。其中，运载火箭电气系统数字孪生模型可模拟极端工况下的电路响应，提前发现设计缺陷；设备故障预测模型通过分析 10 万 + 条运行数据，能精准预警主轴磨损、液压系统泄漏等潜在问题，使设备非计划停机时间减少 40%。

在智能化亮点打造上，将数字孪生技术从单一车间延伸至全工厂。以焊接车间为原型构建的虚拟工厂，可实现生产计划仿真与工期预测，通过降维与深度学习算法制定最优排程方案；在总装环节引入全景影像技术，形成舱内作业场景的可视化记录，配合 AR 眼镜的交互式指导，新员工培训周期从 1 个月缩短至 2 周。这些创新实践，正逐步靠近领航级智能工厂 “企业级数字孪生实时闭环控制” 的核心要求。

三、从工厂升级到产业赋能

上海航天设备总厂的智能工厂建设，不仅实现了自身的效率革命 —— 运载火箭总装时间缩短 1/6，核心构件抗拉强度提升 10%，高端装备国产化率从 40% 跃升至 70%，更在三个维度为行业提供了可复制的经验。

其一，构建了 “航天标准 + 智能制造” 的融合范式。通过将 GJB（国家军用标准）的严苛要求嵌入数字化系统，实现质量管控从 “事后检验” 向 “事前预防” 转变，其 “全流程数据追溯 + 工艺仿真验证” 模式已被纳入工信部《智能制造优秀场景案例集》。

其二，探索了 “链主引领 + 中小协同” 的转型路径。作为 “工赋链主” 企业，其开放的数字化制造平台为配套企业提供工艺库共享、质量检测等服务，带动 30 余家中小企业实现数字化升级，推动航天供应链从 “单点强” 向 “全链强” 演进。

其三，搭建了 “技术创新 + 人才培育” 的支撑体系。借鉴航天系统工程理念，建立 “建 — 评 — 改” 的良性循环机制，通过 “晾晒比拼” 推动场景优化；联合高校开设 “航天智能制造” 定向班，培养既懂制造机理又掌握 AI 技术的复合型人才，解决行业 “数字工匠” 短缺的痛点。

站在新的起点，上海航天设备总厂正朝着领航级智能工厂加速迈进：计划 2026 年前实现 AI 场景渗透率超 60%，建成碳资产全生命周期管理系统，推动单位产值碳排放再降 8%；同时深化生成式 AI 在工艺设计中的应用，力争将新产品研发周期再缩短 20%。从焊接车间的第一台数字孪生设备，到覆盖全产业链的智能协同生态，这家航天制造的 “老兵” 用数字化转型证明：智能制造不是简单的技术叠加，而是用数据与算法重构 “可靠性优先、规模化支撑” 的产业逻辑，为中国航天迈向全球领先注入了坚实的制造力量。