【工赋引擎】5G助推飞机强度试验数字化转型创新应用赋能航空事业高质量发展

  原标题：【工赋引擎】5G助推飞机强度试验数字化转型，创新应用赋能航空事业高质量发展

  制造业是数字化转型的主战场，更是上海构筑未来发展的策略优势的重要支撑。市第十二次党代会明白准确地提出，要推动制造业与服务业融合发展，产业数字化与数字产业化协同发展、工业互联网与消费互联网贯通发展。为贯彻落实市第十二次党代会精神，加快构建现代化经济体系，积极应对新冠疫情带来的新挑战、新机遇，配合《上海市制造业数字化转型实施方案》发布，特推出“工赋引擎”专栏，精选展示《工赋引擎：上海市工业互联网创新发展实践案例集》中制造业数字化转型优秀案例，积极发挥标杆示范的引领带动作用，全力促进我市制造业数字化转型革新与重塑发展。

  飞机载人飞行，长期高强度循环使用，经历风霜雪雨。迄今为止，试验仍是确保飞机安全的最可靠手段，成千上万的积木式验证试验有效保障了安全，但也付出了巨大的时间和经济成本。飞机强度试验的产品是数据和围绕数据的分析，高安全性和可靠性的要求使飞机强度试验的测试复杂、数据量大，对数据传输的实时性要求高。现阶段，随着航空装备强度试验规模慢慢的变大，面临的挑战也慢慢变得高，

  作为中国唯一的飞机结构强度研究中心和地面强度验证试验基地，中国飞机强度研究所与中国移动强强联手，积极探索将强度专业结合5g技术，加速实现数字化、网络化、智能化，升级飞机强度领域到大强度、新强度、数字强度，打造了国内首个“5g+智慧航空”强度试验创新应用示范项目，为国产大飞机的机型强度试验的数字化转型注入5g新动能。

  该项目针对飞机强度试验海量数据感知难和天然柔性布局等特点，将5g技术和AI、物联网、云计算等新一代信息技术结合，并融入飞机强度试验过程，通过搭建一张高密立体5g专网，实现了机器视觉类、云和数据分析类、广物联采集类多个5g典型应用场景，助推了物理试验和数字试验的融合，构建了基于5g的数字化与智能化飞机强度试验体系，创造了航空强度试验的全新模式，促进了航空产业链的智慧化发展。

  基于中国移动5gsa核心网络架构，中国飞机强度研究所上海分部打造了国内第一张“5g+mec”航空强度试验专网,通过“宏站+小站立体组网，实现了上海基地6.5万平方米的5g信号全覆盖及试验重点区域的深度覆盖。航空强度试验专网与公众网络逻辑隔离，通过将核心网的upf网元下沉至本地园区，实现业务数据分流至本地平台，满足了关键试验数据不出厂、安全性、保密性及低时延传输等要求。通过搭建一张高密立体5g专网，实现了机器视觉类、云和数据分析类、广物联采集类多个5g典型应用场景，助推了物理试验和数字试验的融合，构建了基于5g的数字化与智能化飞机强度试验体系，促进了航空产业链的智慧化发展。

  为实现人不可达区域不停机状态下的飞机表面结构伤害损坏自动巡检与智能识别，试验中在舱内导轨上安装agv机器视觉巡检装置，利用5g网络回传机器视觉巡检结果，解决了当前试验人工成本高、损伤数据获取不及时等问题。目前，自动巡检已覆盖舱内80%以上的部位，原先需要每次停机1个小时，人进入舱内现场检测，现在能轻松实现7×24小时不间断自动检验测试，有效提升了试验效率，每年可降低人工检测成本300万元/型号。

  通过“5g+4k高清监控+数据融合”,基于三维模型，融合试验业务多系统数据,构建了一套立体可视、数据融合、协同联动的试验全状态监控系统，辅助试验数据分析及进度管理，为实验室智能管控搭建基础平台，实现从单项目监控到多项目协同联动立体管控，从单一状态监控到多源数据融合监控，可缩短45%的数据分析时间，提升试验管控及决策效率。

  通过应用场景的融合应用，构建基于5g的全连接飞机强度研究与验证中心，实现试验关键数据的全方位、多维度的实时采集，多维数据融合分析，试验状态评估，试验要素全过程数字化管控，试验综合信息的可视化表征及远程监控，助推物理试验与数字试验的融合，构建数字化和智能化的飞机强度试验体系。

  项目为国产飞机的飞机强度试验数字化转型注入了5g新动能，使强度试验更高效、精准、可靠，构建了数字化和智能化的飞机强度试验体系。5g技术的加持为飞机强度试验提供了一条高速信息通道。运用5g高上行带宽、低时延、广连接及柔性部署等优势特点，与工业互联网融合并赋能航空强度试验过程，可以加快数据的“釆-传-算”，构建起智能化、网络化、数字化的飞机强度试验新模式；同时，基于“5g+mec”的航空强度试验专网可将算力下沉至本地端，满足企业对于安全性、保密性的要求。

  中国飞机强度研究所隶属于中国航空工业集团有限公司，中国航空工业集团是国内唯一具备航空装备从设计-制造-试验-试飞全研制链的特大型企业，下辖100余家成员单位、23家上市公司。本项目通过在中国航空工业集团内的实践推广，率先在“民机+通用”航空产业进行复制，促进了中国航空产业的升级，整体市场规模可达亿元级。

  在我国汽车、船舶、电子科技及电气装备等工业研制领域，目前存在大量环节仍然以人工为主的传统试验模式，难以满足产业加快速度进行发展的要求。本项目通过5g等新一代信息技术升级试验管控、试验设计、试验状态智能巡检、工业安防，实现传统试验环节的数字化、网络化、智能化改造，搭建诸如数字挙生实验室概念的数字化模型，组建服务于从设计、安装、实施到结果分析整一个流程的试验模型，从而逐步提升工作效率，解决高端制造业的迫切需求。

  项目通过5g信息高速公路打造了航空试验数据高地，形成了一批5g应用解决方案，积累了大量试验验证数据。相关成果能够应用到航空工业软件研发中，通过与航空高校、企业、研究机构等合作，加速国产航空工业软件的开发设计，解决关键技术“卡脖子”问题，改变当前航空强度试验软件主要依赖国外厂家的现状，具有典型的示范性作用。

  本项目通过对5g在飞机强度试验领域的深入探索和实践，率先打造了国内航空强度试验领域5g创新示范。项目搭建了5g航空强度试验专网，满足了试验设备间大量数据的无线交互需求，初步实现了多设备、多系统、多平台的试验模型快速重构及状态定量感知的能力，积极探索了虚实结合的强度试验享生模式，为国内航空业及高端制造业5g融合发展模式、商业模式创新提供了样板。中国飞机强度研究所的创新实践之路，形成了一批典型的智慧航空强度试验5g解决方案，展示了一个航空强度领域科研院所的数字化转型之路，促进了我国航空产业整体向数字化、智能化的转型升级。

  素材来源：《工赋引擎-上海市工业互联网创新发展实践案例集》第一篇 场景应用篇 案例6《基于5g的智慧航空强度试验创新应用》