導讀：

    在美國防部數(shù)字轉型的浪潮席卷下，洛馬作為美國乃至全球的頭部軍工公司，正在推進“任務驅動的轉型”戰(zhàn)略。2021年，該公司計劃新建四座數(shù)字工廠，目前已全部落成，并已經(jīng)或即將接入其“智能工廠框架”（IFF）中，各個工廠實現(xiàn)“萬機互聯(lián)”指日可待。近年來，洛馬持續(xù)致力于“編織”從產(chǎn)品設計一直到生產(chǎn)和維護的連續(xù)的數(shù)字線索，引領制造業(yè)數(shù)字轉型，以響應客戶所需的速度、敏捷性和洞察力，領先于不斷發(fā)展的威脅。投資建設“集最先進的軟硬件技術于大成”的數(shù)字工廠正是洛馬戰(zhàn)略轉型的重要體現(xiàn)。

洛馬數(shù)字產(chǎn)品“元宇宙”的DNA動了！！

（洛馬臭鼬工廠圖片）

    一、何謂智能工廠框架（IFF）

    隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的不斷成熟，洛馬公司的生產(chǎn)線正在采用越來越多通過網(wǎng)絡連接的物聯(lián)網(wǎng)設備。設備的大量涌入，提升了生產(chǎn)能力和對制造過程的管理效率，但同時也為車間運轉帶來網(wǎng)絡風險。為此，洛馬開發(fā)了名為“智能工廠框架”（Intelligent Factory Framework，IFF）的邊緣計算網(wǎng)絡平臺，該全新的、網(wǎng)絡安全的和基于標準的網(wǎng)絡正在用于保護、擴展和標準化設備連接。作為未來全公司范圍的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的基礎，“智能工廠框架”解決方案將以數(shù)字方式連接生產(chǎn)設施，并實現(xiàn)對工況、狀態(tài)和優(yōu)化情況的前所未有的洞察�！爸悄芄�廠框架”的開發(fā)和初步應用被洛馬認定為2020年的工作亮點。

    運用應用程序編程接口（API）、機器學習和軟件定義網(wǎng)絡等現(xiàn)代平臺技術，接入框架中的機器會自動實時報告其性能數(shù)據(jù)和狀態(tài)，“智能工廠框架”網(wǎng)絡可以自動預測維護需求、分析生產(chǎn)性能和監(jiān)控質量，可用于避免生產(chǎn)問題、提高效率，并獲得從概念到產(chǎn)品的設備操作指標。這些數(shù)據(jù)以前需要數(shù)小時甚至數(shù)天才能收集和分析。正如洛馬公司智能工廠和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務主管杰夫·丹尼爾斯博士所說：“在某種程度上，我們正在教這些機器與我們交談�，F(xiàn)在，他們可以告訴我們什么時候需要維護，什么時候預計可能會出現(xiàn)零件故障，以及我們如何可以使它們更加高效。”

    “智能工廠框架”網(wǎng)絡的核心是安全性和標準化。該框架建立在符合美國國家標準與技術研究院（NIST）800-171 和美國防部新制定的網(wǎng)絡安全成熟度模型認證（CMMC）標準的網(wǎng)絡安全基礎上�？蚣艿脑O計還考慮了通用數(shù)據(jù)標準。每臺機器都以一致的數(shù)據(jù)格式發(fā)送健康和狀態(tài)更新，無需進行轉換即可共享和分析。這些標準實現(xiàn)了更高的自動化，為未來應用人工智能驅動的分析來獲得關于提高制造速度和敏捷性奠定了基礎。

    2020年，洛馬已“智能工廠框架”部署到了7個制造業(yè)務現(xiàn)場，并啟用了185個工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備。2021 年，洛馬計劃迅速擴大其設施和網(wǎng)關支持的設備的覆蓋范圍，開設基于“智能工廠框架”的數(shù)字工廠便是這一“Flag”的重要體現(xiàn)了。

    二、四座數(shù)字工廠一覽

洛馬于2021年建成的四座數(shù)字工廠分布圖

洛馬公司圖片

    投資建設數(shù)字工廠是洛馬推進以使命任務為驅動的轉型的關鍵事項，旨在提供其生產(chǎn)勞動力當前和未來所需的柔性、智能和技術支持的空間。于2021年完工的四座全新數(shù)字工廠均基于已經(jīng)公司范圍內驗證的技術。四座數(shù)字工廠分別是太空部在佛羅里達州泰特斯維爾市開設的STAR中心、航空部在加利福尼亞州帕姆代爾市臭鼬工廠開設的數(shù)字工廠、太空部與導彈和火控（MFC）部在阿拉巴馬州考特蘭聯(lián)合開設的高超聲速打擊數(shù)字生產(chǎn)基地、導彈和火控部在阿拉巴馬州特洛伊新建的聯(lián)合空對地防區(qū)外導彈（JASSM）數(shù)字工廠。

    1佛羅里達州STAR中心

佛羅里達州“STAR”中心工廠簡介

洛馬公司圖片

    2021年7月，洛馬公司正式開設其“航天器試驗、組裝和資源”（STAR）中心，該先進制造設施主要用于擴大NASA 獵戶座航天器的生產(chǎn)規(guī)模。這座5.5萬平方英尺的建筑曾是佛羅里達太空營和宇航員體驗景點，經(jīng)過為期18個月、耗資2000萬美元的改造和現(xiàn)代化，該設施將成為獵戶座飛船的尖端生產(chǎn)中心。對于獵戶座項目，STAR中心將負責：

    裝配和試驗獵戶座外殼隔熱板和后殼板，包括熱保護系統(tǒng)的安裝

    乘員艙和乘員艙適配器線束的生產(chǎn)和測試

    推進、環(huán)境控制和生命維持系統(tǒng)的裝配和測試

    電氣地面保障設備的生產(chǎn)

    本著將數(shù)據(jù)視為戰(zhàn)略資產(chǎn)的理念，STAR中心的30余臺機器，以及NASA O&C的機器均將接入“智能工廠框架”，這種互聯(lián)性使STAR中心和運行與檢查（O&C）人員能夠實時訪問有價值的數(shù)據(jù)，提高效率、管理能力和監(jiān)控工作流程、系統(tǒng)和設備。STAR中心還積極整合了在O&C中使用的智能工具，包括虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）工具。

    2加州棕櫚谷“臭鼬工廠”智能工廠

加州棕櫚谷“臭鼬工廠”智能工廠簡介

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    2021年8月，洛馬公司宣布其位于加州棕櫚谷“臭鼬工廠”廠區(qū)的“智能-柔性工廠”已完成基礎設施建設，該廠區(qū)也是“臭鼬工廠”航空開發(fā)中心的總部。這座占地 21.5萬平方英尺的工廠具備數(shù)字基礎設施，能夠集成智能制造手段（如機器人、人工智能和增強現(xiàn)實技術）、搭載物聯(lián)網(wǎng)并快速、經(jīng)濟地提供尖端解決方案。工廠已接入“智能工廠框架”，并融合了先進制造環(huán)境和柔性的工廠結構。

    這座新工廠將用于為哪位客戶生產(chǎn)何種裝備仍是機密，但“臭鼬工廠”副總裁兼總經(jīng)理杰夫·巴比奧尼表示，新工廠的技術讓“臭鼬工廠”進入了下一個數(shù)字革命，他希望工廠能建造戰(zhàn)斗機、偵察機以及高超聲速導彈。巴比奧尼拒絕透露美國空軍的“下一代空中主宰”（NGAD）項目是否會在這里建造，但該工廠可以同時批量生產(chǎn)多個項目。

    3阿拉巴馬州高超聲速導彈工廠

阿拉巴馬州高超聲速導彈工廠簡介

洛馬公司圖片

    2021年10月，洛馬公司在阿拉巴馬州考特蘭建成了 6.5萬平方英尺的高超聲速導彈裝配大樓 （MAB 4），這里曾是二戰(zhàn)時期美國空軍基地的舊址。該“數(shù)字優(yōu)先”工廠匯集了洛馬公司所有最好、最先進的生產(chǎn)技術，意味著洛馬可以充分利用數(shù)字工程實踐，徹底改變在美國本土開發(fā)和生產(chǎn)高超聲速系統(tǒng)的方式。

    MAB 4的技術團隊將利用機器人涂層、智能扭矩工具、人工智能、增強現(xiàn)實和基于模型的數(shù)據(jù)應用等尖端技術，為生產(chǎn)環(huán)節(jié)構建數(shù)字線索。基于數(shù)字化制造能力，團隊已經(jīng)為國防部交付了多用途高超聲速打擊項目，包括常規(guī)快速打擊（CPS）、遠程高超聲速武器（LRHW）和空射快速反應武器（ARRW）。該設施中的機器將在2022年初連接到公司的“智能工廠框架”。

    4阿拉巴馬州聯(lián)合空對地防區(qū)外導彈工廠

尚未完整公布的阿拉巴馬州聯(lián)合空對地防區(qū)外導彈工廠簡介

洛馬公司圖片

    洛馬尚未正式公布第四個數(shù)字工廠的開啟，從其已披露的信息可以看出，該工廠位于阿拉巴馬州特洛伊市，占地22.5萬平方英尺，是四個數(shù)字工廠中面積最大的。工廠主要用于為美國空軍生產(chǎn)聯(lián)合空對地防區(qū)外導彈（JASSM），具備先進的工廠仿真、增強現(xiàn)實、機器人噴涂等技術。該設施中的機器也將在2022年連接到洛馬公司的“智能工廠框架”。

    在美空軍2022財年預算申請文件中，空軍重點增加防區(qū)外打擊武器采購量，AGM-158B增程型聯(lián)合空地防區(qū)外導彈數(shù)量增幅超25%，并申請1.41億美元采購首個生產(chǎn)批次的12枚AGM-183A空射快速響應武器高超聲速導彈，阿拉巴馬州新建的這兩座專注于生產(chǎn)高超聲速導彈和聯(lián)合空對地防區(qū)外導彈的數(shù)字工廠無疑為空軍采購更先進的彈藥提供了堅實的供應保障。

    除了這四個新工廠，洛馬的其他工廠也正在保留現(xiàn)有項目基礎設施的同時，進行部分的數(shù)字化轉型。德克薩斯州沃斯堡的F-35“閃電”II工廠就是典型案例�？偟膩碚f，這些新工廠和正在升級的工廠代表了洛馬公司對美國工業(yè)制造能力的投資，正在以不斷進步的速度生產(chǎn)負擔得起的尖端產(chǎn)品。在現(xiàn)實世界中開工之前，數(shù)字工程就把制造專業(yè)知識帶入了產(chǎn)品生命周期。通過數(shù)字模型，可以模擬工廠流程，并在實物生產(chǎn)之前進行虛擬的制造、組裝、檢查和測試。在未來三年里，洛馬計劃投資超過3.3億美元用于現(xiàn)有工廠的新設施和數(shù)字化能力建設。除了輸出高質量的硬件產(chǎn)品和平坦的首件學習曲線外，數(shù)字工廠正在使用數(shù)字線索來交付產(chǎn)品的數(shù)字孿生，客戶可以使用這些數(shù)字孿生獲知維護規(guī)劃。

    洛馬將F-35的數(shù)字線索定義為在工程和下游功能（包括制造和保障）中對三維模型的創(chuàng)建、使用和重用

    三、創(chuàng)新技術賦能數(shù)字工廠

    無論是由全自動機器還是人機協(xié)作，自動化技術正在被用于標記、噴漆、焊接和膠接，虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術的應用范圍也不斷擴展。智能工具包括所有可移動的、數(shù)字化的、可聯(lián)網(wǎng)的、能夠上傳到數(shù)據(jù)存儲庫的設備或系統(tǒng)；可追溯的校準召回系統(tǒng)；能夠度量特定的屬性、特征或工藝過程的手段。具有這些功能的智能工具正越來越多地集成到培訓、生產(chǎn)和質量保證中，例如使用數(shù)字計量手段進行虛擬檢測。此外，智能工具還被用于電子線束板、全廠范圍的項目仿真等。總的來說，洛馬對這些工具的投資具有深遠的意義，并有可能獲得指數(shù)級的回報。

    洛馬正在為技術人員提供智能工具、聯(lián)網(wǎng)機器、網(wǎng)絡化供應鏈和AR/VR技術，以加快生產(chǎn)和提高質量（洛馬公司圖片）

    洛馬公司的制造專家經(jīng)過不斷交流經(jīng)驗教訓，確定和采用了在航空航天和國防領域可以應用的最佳的技術，并進行標準化。四個新工廠的能力已經(jīng)在整個公司的現(xiàn)有設施中得到了證明。例如，增強現(xiàn)實技術是位于科羅拉多州丹佛市的航天器潔凈室的優(yōu)勢技術；沃斯堡的第五代戰(zhàn)斗機工廠應用了數(shù)百臺先進的機器人；在數(shù)字工程的幫助下，數(shù)字工作指令每天都會被發(fā)送到康涅狄格州CH-53K “種馬王”直升機的制造技術人員手中；在康涅狄格州的先進復合材料中心，被收購的西科斯基公司已經(jīng)完全融入了“智能工廠框架”，該公司的工作人員將設計環(huán)境與集成的工具、制造過程和計量進行數(shù)字化連接，為數(shù)字環(huán)境提供數(shù)字孿生。

    四、結束語

    洛馬公司“任務驅動的轉型”戰(zhàn)略重點以數(shù)字工程、敏捷軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)收集分析等為抓手。軟實力方面，洛馬已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗和技術儲備，從“智能工廠框架”物聯(lián)網(wǎng)平臺到“星驅動”數(shù)字工程工具集，再到開發(fā)-安全-運維一體化的“軟件工廠”，為數(shù)字轉型提供了高效、安全、敏捷的數(shù)字能力基礎；硬實力方面，功能多樣靈活的機器人、具備互聯(lián)條件的先進機器設備，以及今年開設的多處大型工廠設施，更是為其戰(zhàn)略愿景提供了堅實的條件保障。

    數(shù)字工廠既存在于實體工廠，也存在于基于云的數(shù)據(jù)池中，是智能、柔性工廠和數(shù)字集成生產(chǎn)設施的深度融合。洛馬新建的四座數(shù)字工廠全面集成了經(jīng)驗證的最佳實踐和先進技術，并且全方位覆蓋了航天器、高機密等級的尖端武器、高超聲速導彈和聯(lián)合空對地防區(qū)外導彈等被美軍視為應對復雜安全環(huán)境、長久保持軍事優(yōu)勢的重器，是對美軍頂尖裝備工業(yè)基礎和供給能力的進一步改造強化。數(shù)字工程已深入人心，且看接下來洛馬如何在美軍擬建的數(shù)字轉型“工業(yè)界聯(lián)盟”中發(fā)揮引領作用，以及如何利用這幾座先進搖籃為客戶孵化利器。