四、基于统一数字空间，俄罗斯全面提升工业制造能力[7]

2017年，俄罗斯政府提出了“4.0 RU（即俄罗斯版工业4.0）”的概念，力图利用统一数字空间将数字设计、技术和航空制造相结合。在工业领域广泛应用数字化技术，以推进工业4.0、多样化经济变革和出口能力的发展。例如，在航空制造领域，数字化技术用于新产品快速设计、制造、市场投放，以及全寿命跟踪，促进了生产和服务系统向智能数字化模式转变。当前，俄罗斯联合飞机制造集团、联合发动机制造集团、俄罗斯电子集团等大型航空相关企业都开始研究并引入各类数字化技术，积极促进研制生产和服务系统向智能数字化模式转变。

为落实国家数字经济规划，提升航空工业产品研制效率，俄罗斯各大航空集团在企业内部积极推广数字化技术，建设统一数字空间。例如，将设计文件和其他文件向数字格式转化，发展数字孪生技术，实现所有实物资产完全数字化，以优化生产需求和资源；建立综合的软件硬件平台，集成生产准备系统、管理系统和资金管理系统的功能，在初始阶段将通过数据自动收集系统集成包括航空装备研究机构、认证中心、生产企业、租赁和服务公司、运营商等相关数据；加强发展信息基础设施，包括利用数字技术进行数据收集和传输的通信网络、数据存储和处理中心系统（包括高效计算系统、云计算方案等）、安全稳定的且经济有效的航空工业数据存储和处理服务系统、开发并推广使用统一的国家数字化平台，将已有的和正在开发的不同系统组合起来，形成多个行业数字技术能力中心等。积极促进研制生产和服务系统向智能数字化模式转变。

1. 统一信息环境

俄罗斯联合飞机制造集团下属的图波列夫公司已经初步具备飞机设计、生产和售后服务的统一信息环境。这是俄罗斯航空制造业首次建立全寿命周期的统一信息环境，图波列夫公司下属的设计局引进了大量新型计算装备，包括超级计算工具，实现了无纸化设计，通过虚拟现实、3D技术等应用大大提高了复杂零部件的设计效率。

2. 数字孪生

俄罗斯联合发动机制造集团自2017年开始，陆续与圣彼得堡理工大学、萨拉夫工程中心等机构在发动机数字化领域展开合作，主要方向是研究和优化发动机及其零部件的“数字孪生”。数字孪生技术是建立高度符合实际材料、结构和物理过程的数字化数学模型，能够模拟变化并使计算接近真实的效果。数字孪生制造车间在考虑使用设备、车间布置、自动化和手动操作特点的情况下，保证实际情况下的生产能力和生产周期。该技术的应用不仅可以极大地缩短研制周期，而且能够降低全寿命周期成本，拓宽和提高研制产品的技术和使用性能。俄罗斯联合发动机制造集团和萨拉夫工程中心的合作包括建立数学模型、开展计算工作、完成虚拟试验、初始和计算数据信息交换、合作分析校对结果等。

3. 超级计算能力

俄罗斯联合发动机制造集团下属土星公司建立了超级计算中心，集成了高效计算资源AL-100系统和新的专用软硬件系统（SPAK），称为“土星-100”。在引进和应用工业超级计算的创新发展计划中，土星公司采用了的SPAK系统，运算速度达到了每秒114万亿浮点运算。AL-100系统用于解决最重要的计算问题：燃烧室燃烧、涡轮叶片热交换、声学计算、单个结构件优化计算等。此外，2019年3月，俄罗斯电子集团联合俄罗斯原子能国家公司完成了阿纳帕时代军事创新科技城信息通信中心计算系统的建设，其中新数据中心的主要任务是为了解决科技城试验室数学过程建模的问题。为时代军事创新科技城创建的大数据处理解决方案是实施“数字经济”国家计划的又一步。新的计算能力能够通过系统的数学建模加速航空产品和技术开发和测试的过程。

4. 增材制造

增材制造是数字化生产中发展最快的领域之一，俄罗斯联合发动机制造集团提出了《增材制造技术发展草案》，并在其下属的乌法发动机生产企业成立了大尺寸钛合金毛坯件制造专业中心，服务于未来产品研制。2019年4月，俄罗斯联合发动机制造集团在萨马拉库兹涅佐夫公司开设增材制造技术实验室，以便掌握工业燃气涡轮发动机大型零件的生产工艺。该实验室具有俄罗斯最大的金属粉末材料直接激光沉积设备，采用选区激光熔融和直接激光沉积（包括利用多相粉末激光冶金）工艺，可以生产直径达2.5m的零件。

5. 数字空间“4.0 RU”

俄罗斯工业与贸易部于2017年7月提出了统一数字空间“4.0 RU”，在工业生产的所有阶段和级别全面引入数字技术。数字空间“4.0 RU”的宗旨是将利用统一数字空间将数字设计、技术和制造相结合。目前，俄罗斯国内机床行业最大的制造商STAN、卡巴斯基实验室、物流公司ITELMA，以及西门子公司都参与了数字空间“4.0 RU”项目合作。以MS-21客机的金属加工产品的生产过程为例，基本紧固件由STAN集团生产的车床制造；使用西门子软件实现了该产品的设计和生产技术准备，以及运营管理和生产分析；由ITELMA提供数字物流的解决方案；整个生产过程的网络安全由卡巴斯基实验室负责。

6. 机器人技术

在过去三年中，俄罗斯航空制造企业机器人数量增加了一倍。例如，组装MS-21客机机翼的航空复合材料公司，借助机器人提高装配精度，提升了成品的质量，员工的人数大幅减少。2019年3月，俄罗斯联合发动机制造集团下属企业土星公司设计了借助机器人系统和使用滚动方式来处理部件曲线表面的方法，可用于处理涡轮机和压缩机的叶片边缘。该方法考虑了伴随加工的物理过程，零件机械性能的变化，允许将手动加工转移为数控设备或机器人技术系统。通过机器人技术和智能生产系统的引入，俄罗斯飞机制造能力获得快速提升。

俄罗斯的工业发展属于后知后觉、及时赶上，最终搭上了新工业革命的快车。俄罗斯统一数字空间，致力于建设一个统一的数字环境的基本理念，具有一定的先进性，值得我们学习借鉴。俄罗斯目前主要的发力点是其工业中最先进的航空工业，通过数字技术的广泛应用，使企业具有更加准确和有效的设计能力，持续降低制造和运营成本，为研制有竞争力的航空产品奠定了基础。