用“沉浸”实验室打造数字航空“云”

5月，位于北京八里桥的中国航空制造技术研究院（以下简称航空工业制造院）内，春风吹拂，绿树婆娑。

在智能制造厂房，各类不同型号的“优娃”（协作机器人）以及数台数控设备，24小时不间断工作着。每台设备均挂着一个名为“附身乖乖虎”的小白盒，这是一款互联数（据）采（集）情报箱，是航空工业制造院探索成立的首个“沉浸式”实验室——工业网络与自动化实验室自主研发的首款新技术产品。

“‘沉浸式’实验室，是航空工业制造院为聚焦基础研究、前沿技术和一批国防科技重点工程，自2018年开始探索打造的一批创新实验室和重大项目创新团队。”航空工业制造院院长李志强说。

“十四五”期间，航空工业集团把建设“数·智能力体系”作为发展主线，全力构建“云”上数字航空。如今，这片数字航空“云”，正从这些“沉浸式”实验室飘来。

创新也要建特区

“航空工业是现代工业之花。航空制造业具有技术密集度高、产业关联范围广、辐射带动效应大、两化融合程度深的特点，处于装备制造业的高端，是国家工业基础的重要标志、科技水平的集中体现、国防实力的重要体现以及综合国力的综合体现。‘十四五’期间，航空工业将面临更强烈的高质量发展诉求，以及数字化、网络化、智能化发展的需求。”李志强认为，要实现高质量发展，最根本的方法就是创新，既包括技术上的创新，也包括管理和思维理念方面的创新。

航空工业制造院决策层由此提出建设“数·智航空”创新特区的想法。

2018年，航空工业制造院对科研体制进行了大胆改革，制定实施了一套“沉浸式”创新的特殊管理机制，给予实验室创新特区待遇。新机制核心为“去行政化，在确定3—5年的中长期研究工作目标后，3年不考核，院科研基金提供科研经费，团队带头人自己决定技术路线决定权、科研经费使用权、团队成员选择权和薪酬分配权”。

自20世纪80年代中期从华中理工大学（现华中科技大学）毕业后，在航空工业制造院从事科研30多年、拥有诸多科研成果的邹方，成了第一个吃螃蟹的人，担任第一个“沉浸式”实验室——工业网络与自动化实验室主任。“实验室要做独家成果，技术自主可控，对行业有指导意义。”邹方一直惦记着李志强的这一叮嘱。

为青年骨干营造宽松创新环境

如何建设好航空工业制造院第一个“沉浸式”实验室，成了邹方心中沉甸甸的责任。

“我想用3—5年时间将实验室建设成国内领先、国际先进的工业网络与自动化高水平专业化实验室。”为准确定位实验室的工作模式和科研思路，邹方借鉴了多个世界先进实验室的经验，甚至在家中先行搭建起一个微型实验室进行模拟预演。

经过近一年的思考，一个清晰的实验室工作模式和科研思路在邹方脑海中成型。“整个智能制造是一个完整的边缘智能生态体系，需要通过网络互联互通进行数据采集，进而对采集的数据进行分析挖掘，最终实现人工智能。”邹方说。

目标清晰而环境宽松的实验室，吸引青年技术骨干纷至沓来。从创建时期的两个人，如今实验室已增至10人。除邹方外，其余全是80后、90后的年轻人。仅一年，实验室就研制出第一个自主产品，即依迈特（E-Mate）边缘控制器（“附身乖乖虎”），实现了万国设备互联互通，大大提升了数据采集质量、数量和效率。

如今，实验室已顺利完成第一个三年规划，邹方团队的第二个三年规划也已提交。“我们已开启数据分析、人工智能之旅，实验室将紧紧围绕‘网络、边缘、学习’3个方面，以网络为基础、边缘为核心、学习为工具，努力打造边缘云、边缘控制器、微服务App、机器视觉、智能穿戴构成的面向智能制造边缘计算生态系统。”邹方说。

让创新特区形成集群效应

今年9月，航空工业制造院将启动首个数字航空创新工场，入驻全院所有“沉浸式”实验室的新成果，让创新特区形成集群效应。

“我们力求把这个集科研、验证、人才培养、市场推广于一体的创新工场，建成航空行业乃至国家级智能制造创新基地，培育航空行业‘数·智’解决方案供应商，引领全行业工业制造能力提升，为开发先进智能制造提供共性技术和解决方案。”李志强说。

另一个“沉浸式”实验室——工业软件实验室的主任杨威，正带领团队加紧完成一个新课题，为航空工业制造院定制研发一个云服务平台，提供基于工业物联网的机器人云端接入与控制技术、云端在线运维服务，入驻平台的第一个应用案例是“云打磨”项目。

“‘云打磨’项目准备在6月前接入平台，让这个平台成为创新工场首批新成果之一。”杨威说。

截至目前，航空工业制造院已组建起10余个“沉浸式”实验室，在大功率冷阴极电子束源、基于边缘设备数据采集、智能车间管控系统、自动铺丝设备等方面取得了一批阶段性成果。“这些成果经试验成功后，将会向全行业推广。”李志强说。

点评为承接航空工业集团“创新决定30条”的创新战略，航空工业制造院瞄准“数·智航空”发展需求，依据科技研发和创新要遵循科学探索和技术创新的规律，在建设创新生态上下功夫，探索实施出一套“沉浸式”创新的特殊管理机制，给予实验室创新特区待遇。如基于信任的科技项目和经费的管理制度、机制核心“去行政化”、团队带头人自己决定技术路线权等，极大地激发出科研人员的创新活力，多项原创技术成果不断，使“沉浸式”实验室逐渐发展为航空工业制造技术的一个创新源。