中航机载系统共性业务概览

中航机载系统共性技术有限公司，作为中国航空工业集团的直属研究机构，专注于航空机载产业的关键共性技术研发，旨在推动机载系统战略转型与健康发展。其核心任务包括：

• 关键技术研究：聚焦于机载系统的关键共性技术，构建机载系统研制体系。
• 产品研发与管理：研发机载系统研制管理及工具系统，以及仿真验证系统。
• 工业互联网环境建设：构建支持机载系统协同研制与生产制造的工业互联网环境。
• 用户服务提供：依托上述平台，为用户提供相关服务。

机载系统智能制造与挑战

随着民机型号的全面研发，我国民机产业正面临关键发展阶段。然而，机载系统的智能生产制造领域仍存在空白，亟需构建一套以智能制造体系及标准规范为引领、以关键制造系统智能化为核心、以工业互联网为支撑、以智能工厂为应用对象、以最终产品满足适航要求获得商业成功为目标的机载系统智能制造系统。这一系统旨在解决机载系统生产制造问题，通过应用物联网、人工智能等技术，实现快速生产，满足用户需求与商业目标。

面临的业务痛点

中航机载系统共性在实施智能制造过程中，面临以下几个关键挑战：

1. 设备层次复杂：系统涉及机电、航电、飞控等多个领域，包含多种子系统与模块，组织结构与产品交联关系复杂，对数据存储结构提出了高要求。
2. 现场数据质量问题：复杂工业现场环境导致数据同步周期不一致、系统延时、网络问题等，产生乱序与缺失数据，影响数据存储与查询效率。
3. 数据量巨大与存储成本：航空设备的高安全性要求与适航审定标准，驱动了大量数据需求，加之数据备份等安全措施，导致存储成本高昂。

选择 IoTDB 的原因与优势

经过评估，中航机载系统共性选择了 IoTDB，原因在于其在存储结构、数据接口、异常数据处理、压缩比、用户功能函数等方面的优势，能全面解决工业实时数据获取、存储和查询问题。

• 业务适配的存储结构：IoTDB 的树状 Schema 架构与机载制造多层次结构相匹配，便于数据管理与查询。
• 支持多协议数据接口：兼容多种工业协议，如 MQTT、HTTP、ModBus，支持多协议数据采集与适配。
• 高效处理乱序、缺失数据：提供优化手段与 UDF 功能，有效处理数据乱序与缺失问题。
• 实现高压缩比与高效数据清洗：通过稀疏索引与多元序列存储机制，实现高速写入与查询，同时提供 UDF 进行数据清洗，降低存储成本。

解决方案架构与实施

中航机载系统共性构建的智能云制造系统覆盖从端侧到云侧的多层次架构，包括设备数据采集、边缘层数据处理、云侧数据智慧管理等，以实现从数据流通到应用的全链路支持。IoTDB 应用于系统构建的各个层面，包括数据采集、存储、应用等，确保了数据的有效管理与利用。

典型应用场景与效果

• 应用层 - 协同制造管控：通过 IoTDB 存储实时生产流程、产能监控等数据，实现智能决策与产能优化。
• 产线层 - PCS 产线管控：存储产线设备运维数据，强化生产效能控制与设备实时检修。
• 设备层 - 故障预测：利用 IoTDB UDF 进行异常数据预测，辅助生产过程监测与故障预警。

未来展望

中航机载系统共性计划进一步推进 IoTDB 在航空制造领域的应用，扩大覆盖范围，构建组织级的大数据中心，形成基于 IoTDB 的行业解决方案，预计三至五年内覆盖整个航空领域，形成完整的智能制造产业链解决方案生态。通过 IoTDB 的应用，不仅降低了存储成本与运维成本，还显著提高了设备研制、测试、调试与故障数据的处理效率，为航空制造带来了实质性的改进与提升。