1. 中航机载共性业务场景

中航机载系统共性技术有限公司（以下简称中航机载共性）隶属于中国航空工业集团有限公司（中央管理的国有特大型企业），是航空工业为推进落实国家重大战略，实现机载系统研制战略转型、健康发展而全资设立的直属研究机构，是航空机载产业关键共性技术研究的国家队。中航机载共性主要通过机载系统关键共性技术研究，制定机载系统研制体系，研发机载系统研制管理及工具系统、机载系统研制的仿真验证系统，建立支持机载系统协同研制与生产制造的工业互联网环境，并通过该环境向用户提供相关服务。

机载系统智能制造是在数字化技术和制造技术的深度融合的背景下，根据分配至系统的飞机级需求，通过对数字化设计、数字化生产、数字化管理及人工智能技术等的综合运用，实现对机载系统产品快速生产，进而制造出满足用户需求、适航要求、商业成功的机载产品的全过程。目前随着多类民机型号研制的全面推进，我国民机产业发展迎来关键时期，而在机载系统的智能生产制造环节目前国内存在空白，迫切需要实现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最终目标的机载系统智能制造系统，解决机载系统的生产制造问题，并开展应用示范，从而实现机载系统生产制造的自主可控，为机载产业战略转型提供支持。

因此，中航机载共性构建了面向机载系统产品生产制造的智能云制造系统，覆盖云、边、端多层级，完成了端侧智能化工厂数据采集，边缘侧数据预处理和云端播发，云侧数据中心、协同管控、智慧决策等多个子系统构建，实现异地工厂端与云中心侧的分布式数据互通和统一管理。基于 IoTDB 自身的先进特性，中航机载共性选择 IoTDB 作为智能云制造系统，实现海量制造、产能数据低延迟采集、低成本存储、多场景治理，达到制造过程云化、资源供给中台化、数据应用智能化。

2. 业务需求痛点

2.1 云制造设备层次复杂

智能云制造系统涵盖机电、航电、飞控等领域，各领域包含能源、雷达、电子显示等多类子系统，各子系统又包含多个模块（如控制系统可能包含发动机控制、飞行导航等模块），多品种、小批量的生产模式使系统的组织结构和产品的交联关系相对庞杂。因此，智能云制造系统数据层级关系、数据结构复杂，亟需层次化高效存储模式。同时现场设备协议、接口多样化，难适配，需要强大的协议库生态实现对现场各种工业设备的协议支持。

2.2 现场数据质量差，查询难

机载产品工业现场环境复杂多变，由于数据同步周期不一致、系统延时、网路阻塞、弱网断连等问题，会导致大量乱序数据产生；由于采集设备故障、现场设备宕机、网络中断、工人误操作等问题，也可能导致数据缺失。乱序和缺失的原始数据导致数据存储和查询效率低下，亟需数据库软件有效对原始数据进行预处理。

2.3 数据量巨大，存储成本高

航空设备安全性要求极高，适航审定对制造和设计的一致性要求高，迫切需要大量数据支撑。而考虑数据备份等安全措施，智能云制造数据存储成本也相对较高。以每家工厂接入终端设备为 200 台，每台设备传感器可采集物理量点位数 25 个，每个测点变量所占空间为 22 字节，数据频率为 2Hz 的最小值测算，每年所需存储空间约 176.68 TB，考虑存储服务器的高可用性备份，需每年至少新增约 350 TB的存储空间，粗略估计耗资逾百万，亟需实现高效数据压缩，降低存储成本。

3. 选型 IoTDB 原因

IoTDB 由于其存储结构、数据接口、异常数据处理、压缩比、用户功能函数（UDF）上的优势，经中航机载共性评估，能全方位解决工业实时数据获取、存储和查询问题。

3.1 业务适配的存储结构

针对云制造复杂系统关联的工业数据库存储问题，IoTDB 的树状 Schema 架构以物联网常用层级（设备、测点等）存储数据，和当前机载制造的“系统-子系统-模块-制造单位-工厂-产线-设备-传感器”的多层次结构相符，降低开发/运维人员理解成本，便于智能云制造系统进行数据管理、数据查询与架构扩容。

3.2 支持多协议数据接口

针对机载产品制造现场设备协议、接口多样化，难适配的问题，IoTDB 生态提供了多种类的数据接口，如  MQTT、HTTP、ModBus 等，且团队联合业内多家单位持续进行工业协议开发，能支持智能云制造系统多种类、多协议的数据采集、协议迁移和适配。

3.3 乱序、缺失数据有效处理

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转载请标注：信息网——中航机载共性使用 IoTDB 预计节省百万存储成本，端边云架构实现机载制造系统协同