在上海的大型飞机制造工厂中，一套实时追踪系统正全面监控所有飞机零件、工具以及技术人员动态，从而确保最高标准的安全检查质量。
近年来，航空制造业曾出现多起引人关注的质量疏漏事件，例如飞行中舱门脱落、工具遗留在机体内等。任何飞机制造商都希望彻底避免螺栓遗漏或人工检查中可能出现的疏忽。
如今，这一目标在中国首款国产大型客机C919的未来装配线上正成为现实。
依托突破性的5G工业网络系统，位于上海的C919智能超级工厂为飞机制造质量树立了新标杆。该系统能够实时追踪所有零件、工具及人员的状态，确保生产全程可控。
该监控系统的核心，是由上海交通大学研究人员与中国商飞（中国商用飞机有限责任公司）共同研发的“现场级”工业网络。
根据今年8月发表于学术期刊《自动学报》的研究，这一网络将5G无线通信与时间敏感网络技术相结合，构建出混合通信主干网，连通总装线上的每一台传感器、机器人、工具和每一位工作人员。
与传统工厂网络中数据采集、通信和控制相互分离的模式不同，中国这一系统将三者统一于智能闭环中，形成“感知-传输-控制一体化”的新架构。
该系统可实现毫秒级响应能力，任何偏离标准流程的操作都会被立即检测并告警。
“这是全球首创。”上海交通大学关新平教授带领的团队在研究中写道。
系统最关键的应用之一在于工具与零件追踪。在传统飞机装配过程中，工具常因人为失误或疲劳而被误放。
此前，阿拉斯加航空一架波音737-9 MAX客机从波特兰起飞后不久发生舱门塞爆裂事故，原因正是螺栓缺失。事故导致机舱失压、物品被吸出，多名乘客受伤，飞机紧急迫降。事后调查发现，人工检查记录与实际工作存在不符。
C919工厂通过部署无线传感器和智能工具柜网络解决了这一问题。系统基于5G uRLLC（超可靠低延迟通信）技术，全程追踪每件工具的位置。若技术人员未按规程操作，系统将立即发出警报。
据关新平团队介绍，在新一代网络架构的支持下，车间工业设备已实现高度互联，形成紧密配合的感知-传输-控制闭环系统。
但这带来了两大挑战。
“快速变化的生产任务导致资源需求突然变化，但可用的通信和计算资源是固定且缺乏灵活性的，导致不匹配。”关新平团队写道。
“来自不同来源的数据在时间和空间上差异很大，因此很难准确估计整个系统状态。
研究人员补充道：“我们通过理论创新、技术突破和实际应用构建了一个系统的解决方案。
该方案的核心是高保真数字孪生技术。通过建立飞机及其装配环境的虚拟模型，并基于车间实时数据持续更新，数字孪生能够动态反映实际组装过程。工人操作动作、工具使用情况通过摄像头与运动传感器捕捉，飞机状态则通过角度传感器、陀螺仪、激光测距仪等无线设备进行监控。
研究人员指出，该技术不仅有效减少质量问题，还显著加快了装配进程。
例如，在测试飞行控制系统时，数字孪生可对比飞行员输入与操纵面实际动作，任何不匹配，例如响应异常，系统会立即告警，使工程师能及时诊断并修复问题，避免产线延误。
此外，5G网络还支持厂区内数百台摄像头进行实时视频分析。AI算法自动识别不安全行为，如设备使用不当或防护装备缺失，并即时向管理人员报警。
面向未来，研究团队表示正将更多人工智能优化功能融入网络。
研究团队指出：“工业网络与AI大模型的深度融合，有望催生知识驱动的自主协同优化新范式。”
“随着中国大飞机战略持续推进，民航产业正加速迈向自主可控、高质量发展的新阶段。”团队补充道，“C919不仅代表了先进制造、智能装配和网络化协作等前沿技术的集成，也是中国在复杂系统整合与大型工程项目管理能力上的重要跨越。”
中国民航制造业仍处于发展初期。预计2025年C919年产量约为50架，而波音公司在2024年共交付了348架商用飞机。
编者注释：以上文章最初发表于2025年9月22日的《南华早报》，经书面许可发表在《计量新闻》上。
作者：Stephen Chen 南华早报科学新闻编辑
