大飛機(jī)研發(fā)趨勢帶來的PLM挑戰(zhàn)與應(yīng)對

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1、大飛機(jī)研發(fā)趨勢帶來的PLM挑戰(zhàn)與應(yīng)對PLMChallengeandResponseSolutioninLargeAircraftDevelopment徐愛國北京航空航天大學(xué)工學(xué)博士，曾供職于IBM．現(xiàn)任達(dá)索系統(tǒng)中國區(qū)航空航天高級技術(shù)經(jīng)理．負(fù)責(zé)和參與了達(dá)索系統(tǒng)在中國航空業(yè)的絕大多數(shù)重要PLM數(shù)字化咨詢規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目。商用飛機(jī)研發(fā)趨勢波音787和空客350XWB作為最新的民機(jī)型號研制代表，目前累積訂單分別達(dá)到1057架和748架。商業(yè)上的巨大成功是市場對機(jī)型研發(fā)戰(zhàn)略認(rèn)同的最佳證明，也促使我們來審視近年來商用飛機(jī)研發(fā)的趨勢和挑戰(zhàn)

2、。1更加關(guān)注乘客體驗(yàn)38航空制造技術(shù)·2014年第21期達(dá)索系統(tǒng)公司徐愛國商業(yè)飛機(jī)研制的趨勢推動數(shù)字化PLM研發(fā)平臺的戰(zhàn)略發(fā)展，同時(shí)，PLM平臺的變革又反過來促進(jìn)飛機(jī)研發(fā)模式的變革。只有緊緊把握數(shù)字化新技術(shù)在研制業(yè)務(wù)中的源動力，圍繞業(yè)務(wù)趨勢變化和挑戰(zhàn)開展針對性的數(shù)字化研發(fā)平臺建設(shè)，才能更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化新技術(shù)的最大化價(jià)值。首先，傳統(tǒng)的飛機(jī)研發(fā)主要將飛機(jī)總擁有成本TCO(TotalCostofOwnership)作為主要優(yōu)化指標(biāo)，這也是為了滿足航空公司的運(yùn)營成本和保持競爭力的需求。當(dāng)前TCO的優(yōu)化仍是新機(jī)研發(fā)的重中之重，波音

3、的精益研發(fā)及空客的價(jià)值流優(yōu)化都是以TCO優(yōu)化為核心目標(biāo)。除此之外，從波音787及空客A350XWB研發(fā)開始，波音、空客等巨頭不約而同地更加關(guān)注乘客體驗(yàn)，將最終客戶舒適性需求納入研發(fā)重心。復(fù)材的大規(guī)模應(yīng)用就清晰地印證了這一點(diǎn)：金屬機(jī)身無法滿足更大的舷窗、更低的客艙高度和更高的空氣濕度，而這正是乘客舒適度的重要指標(biāo)。復(fù)材應(yīng)用的一個重要驅(qū)動力便來源于此，即便這種變革將面臨大量的設(shè)計(jì)、工藝、制造等技術(shù)創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)。同樣，作為空客公司“未來計(jì)劃”的一部分，空客公司調(diào)查了2萬人對2050年乘坐飛機(jī)旅行的期望。得到的答案是：更廉價(jià)、更綠色

4、環(huán)保和飛行中更少的疲勞、更安靜、更有樂趣。2全球化研發(fā)趨勢大飛機(jī)研發(fā)的全球化市場已然形成，跨國的設(shè)計(jì)、制造、采購使得企業(yè)研發(fā)已經(jīng)沒有了地域的概念。主制造商已轉(zhuǎn)變?yōu)橹骷缮?，波?87與風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的合作伙伴開展更緊密的合作，合作伙伴將承擔(dān)更多的角色，更早地參與方案設(shè)計(jì)，更多地參與系統(tǒng)集成和裝配；合作伙伴將從按圖生產(chǎn)合作模式到共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，承擔(dān)部段和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、集成與裝配。針對這種全球緊密協(xié)同研發(fā)的趨勢，主制造商需要確保全球所有內(nèi)外部利益相關(guān)方的質(zhì)量和一致性，從而滿足緊迫的投產(chǎn)時(shí)間要求以及對客戶的承諾。3對系統(tǒng)集成與綜合優(yōu)化的更高

5、需求系統(tǒng)集成與綜合在整個飛機(jī)產(chǎn)品研發(fā)中所占比重越來越高，除新材料應(yīng)用外，機(jī)體結(jié)構(gòu)的研發(fā)漸趨成熟，而系統(tǒng)集成和系統(tǒng)綜合優(yōu)化仍然有巨大的提升空間，波音、空客等均投入巨大精力開展這方面的研究。典型的例子如波音787，它從能量綜合優(yōu)化以及乘客最佳體驗(yàn)的目標(biāo)出發(fā)，采用多電綜合系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的氣源系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)起動、液壓和機(jī)翼防冰等都使用電力作為動力，淘汰了沉重的管路系統(tǒng)及控制機(jī)構(gòu)；消除了與氣源系統(tǒng)相關(guān)的維修；同時(shí)從發(fā)動機(jī)中提取的能量大大減少，提升了燃油效率。最終的價(jià)值是帶來更高的系統(tǒng)效率、更好的功率控制、更高的燃油效率、更少

6、的維修、更低的運(yùn)營成本、更舒適的飛行體驗(yàn)、更高的可靠性、更小的阻力和更低的噪聲。同樣，歐盟的CRESCENDO和CleanSky項(xiàng)目，成員包括眾多的航空主制造商、發(fā)動機(jī)和系統(tǒng)供應(yīng)商、研究院所和軟件廠商，研究方向包括全機(jī)能量優(yōu)化、發(fā)動機(jī)供應(yīng)商和系統(tǒng)供應(yīng)商如何早期參與方案評估與權(quán)衡、系統(tǒng)綜合優(yōu)化及多電全電飛機(jī)等多個領(lǐng)域的研究?？梢钥闯觯瑥?fù)雜系統(tǒng)集成綜合已然成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。數(shù)字化研發(fā)平臺的應(yīng)對策略作為支撐飛機(jī)研發(fā)的PLM數(shù)字化研發(fā)平臺，需要緊跟這些研制趨勢及挑戰(zhàn)，提供新的思路和架構(gòu)支撐新機(jī)研發(fā)中面臨的這些新課題，簡單地說就

7、是要回答以下幾個問題：(1)如何實(shí)現(xiàn)市場和最終客戶為導(dǎo)向的研發(fā)，也就是如何將客戶納入到研發(fā)體系中來；(2)面對越來越緊密的供應(yīng)商協(xié)同和全球化多廠所研發(fā)趨勢，數(shù)字化研發(fā)平臺如何幫助航空企業(yè)構(gòu)建這種新的業(yè)務(wù)模式；(3)面對比重越來越高、系統(tǒng)越來越復(fù)雜的集成與綜合，數(shù)字化研發(fā)平臺如何來應(yīng)對；(4)面對大量的由新材料采納帶來的設(shè)計(jì)、工藝、制造創(chuàng)新，數(shù)字化研發(fā)平臺如何應(yīng)對；(5)面對不斷增加的法規(guī)要求及系統(tǒng)安裝復(fù)雜性，數(shù)字化研發(fā)平臺如何保證飛機(jī)的質(zhì)量穩(wěn)定性和合規(guī)性。下面從以下幾個脈絡(luò)來看PLM產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略及平臺建設(shè)方向是如何來應(yīng)對

8、這些趨勢及挑戰(zhàn)的。1DMU應(yīng)用向飛機(jī)研制所有相關(guān)方拓展傳統(tǒng)DMU(電子樣機(jī))應(yīng)用主要局限在設(shè)計(jì)、工藝、工裝、檢驗(yàn)及部分客服保障工程人員，并沒有覆蓋完整的飛機(jī)生命周期相關(guān)方。至于將客戶納入到研發(fā)體系中，實(shí)現(xiàn)用戶導(dǎo)向的研發(fā)也就無從提起。A350XWB在構(gòu)建貫穿全生命周期的DMU主線時(shí)，拓展了DMU的概念和覆蓋業(yè)務(wù)，將DM