航空:深度应用护航“精”与“强”

时间:2022-06-24 08:51:03

航空:深度应用护航“精”与“强”

先进信息化手段的有效应用与实践将持续支持航空主业的“精”与“强”,回顾2011年,我国航空工业正在通过全三维、多关联等手段,逐步深协同、梳流程,深化航空工业的进一步发展。

经历了对国际高水平航空业“望尘莫及”到“齐头并进”的国内航空工业,在不断提高航空制造技术的同时,也面临着不断提升信息化深度应用的挑战。

中国航空工业集团公司党组书记、总经理林左鸣在中航工业集团公司2011年度峰会上提出,要运用先进的信息技术手段。逐渐深化信息化应用和管理方法。实现主营业务的做专做精,并把握好航空工业主营业务的专业化与产业多元化的关系。为此,先进信息化手段的有效应用与实践将持续支持航空主业的“精”与“强”,回顾2011年,我国航空工业正在通过全三维,多关联等手段,逐步深协同、梳流程,深化航空工业的进一步发展。

全三维

成都飞机工业(有限)责任公司(以下简称成飞)副总经理冯重阳认为,在主营业务的做精做强方面,如何强化信息化的深度应用都不过分。对于如今的航空企业来说,要在全三维模式下,实现全三维工艺的应用和数字企业的协同管理。

全三维设计技术最早在波音公司得到应用,我国航空产业全三维设计也是从波音的转包生产中得到学习、启发,借鉴和应用的。简单地说,全三维设计就是在建立三维模型时,不仅要包含精确的几何模型,还需要包含尺寸、公差,基准、属性等信息,以满足下游工艺设计和检验设计的要求,替换原二维图样的功能,这样才能完全取消二维图样。

其中,基于模型定义的概念,MBD(Model Based Definition)技术备受关注。基于模型定义的内容应包括飞机的功能模型(性能模型),空间模型(几何模型)、制造模型(工艺模型)和支持模型(维护模型)。

全三维设计是一种新技术,然而由于受生产模式和习惯及其工厂生产条件、员工基本技能等因素的限制,我国航空产业仍然采用二维加三维的模式进行设计和生产(三维设计,二维生产),设计职员除了建立三维模型外,还需要把三维模型转化为二维图样,提交制造厂使用。这样不仅增加了工作量,还难以保证数据的惟一性。可以说,全三维模式是一场革命,将改变原有的研制流程,变革原有的设计工具。因此,在全三维设计技术应用过程中,有些不是通过技术手段可以解决的,必须通过治理手段,在此过程中最为艰难的是“要从二维图纸文化这种现有概念中跳出来”,要从决策和治理层进行推进。

多关联

全三维设计技术不仅带来了飞机研制模式的改变,而且成就了新的高效的飞机设计手段,主要包括样机的在线设计技术、关联设计技术、基于成熟度控制的并行协同设计技术等,为航空产业数字化技术体系化的应用打下了坚实的基础。

其中,关联设计是数字化技术应用到一定水平,数字化设计和管理相融合的结果。关联设计在飞机研制中实现设计信息共享,加快信息传递速度:保持设计数据的一致性,提高设计质量保障数据安全,保护知识产权;为三维设计提供定义设计输入的方法,即骨架模型的定义。例如,在设计飞机机翼时,总体设计建立了顶层结构,外形设计,机翼结构设计、机翼零件设计等分别在同一环境下进行协同和关联设计工作:当设计成熟度达到一定状态时,工艺和工装设计者可以参考零组件模型和骨架模型进行工艺和工装设计。当总体、外形设计者完成设计后,机翼模型设计者能够根据新方案进行升版,零组件设计者通过更新,可以很快建立新方案的机翼模型。在此过程中,上游设计发生更改时,通过接口元素会把更改自动传递到下游设计。

据悉,波音在总结波音787飞机研制的技术成果时,把关联设计列为十大技术成果的第一位,可见关联设计技术在飞机研制数字化技术应用中的重耍性。通过并行协同和关联设计的机制,飞机的工装设计就可以提前,进而缩短工装的设计和制造的周期,也同时会缩短整个飞机的研制周期。

真协同

在航空领域,协同无处不在美国空军JSF战斗机研制,将遍布全球30多个国家、50多家公司、5万名技术人员通过协同设计制造平台,实现了软件,数据、业务、标准的协同工作;空客A380由西班牙,德国、英国和法国4个国家、5座城市实现异地、异构信息集成和并行协同工作,研制周期比A34t3缩短25%,成本减少50%;波音777通过数字化设计与制造协同,其整个设计工作实现了无图纸,研发周期缩短40%,工程返工减少50%。美国洛克希德・马丁公司的F-35是世界航空工业第一个真正实施的项目,实现了5个主要合作伙伴及35个供应商之间的实时在线协同,设计周期缩短35%,制造时间缩短66%。在国内,越来越多的航空企业也开始介入到协同设计当中,打破了传统飞机“一家设计,一家制造”的局面,转变为“各家设计、各家制造”,即各部分任务分布在不同的设计,制造企业。

我国C9型客机的设计、制造分别分布在成飞、西飞、沈飞等企业以及其他几家供应商当中,涉及到大量的异地协同与组装工作。因此成飞就将信息化的重点之一放在了异地协同中成飞负责ARJ21支线飞机机头的制造,以及C9客机机头和舱门的工作。此外,协同不仅包括与其他制造企业、单位之间的协同,还包括与供应商的协同。

梳流程

在航空制造领域,制造企业的主要任务是完成设计,制造等工程,因此在工艺的设计和制造等技术领域具有较高的水准,而在管理方面,则普遍存在对管理问题研究与认识不够深入,规划不够系统、实施不够规范等问题。由于流程框架的缺失,关键流程不明确,核心与辅助流程的整体规划设计存在欠缺,往往只是站在部门的角度规划流程,无法保证其科学性,以致实际运行中冲突与欠缺不断导致反复进行“局部优化”,不断重复着“低效率的创新”。因此,2011年成为中航工业集团改革调整的决战之年,航空企业的主要任务是理顺母子公司的管理体制,明晰各层级职责权限,实现战略管控,资源配置、统筹协调,绩效监控,实施管理模式转型,重构业务流程,缩短管理链条。

实现软件技术与应用开发并非最大的难点,最大的难点依然在于如何梳理并设计出符合企业流程管理框架、满足业务运作需求且满足ERP标准流程框架的各种带有企业管理个性的业务流程。

目前,以成飞、中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司(以下简称沈飞)为代表的航空企业正在推进流程的梳理。沈飞总工程师袁立表示,沈飞正站在顶层的高度从管理上梳理流程,使各个职能部门成为信息化责任主体,以符合信息化建设的需要,以“需求驱动,业务指导,IT支持”。此外,成飞正在进行ERP3.0的规划设计。成飞首席管理师、研究员级高工黎小平认为,流程设计的出发点至关重要,往往某一个部门的出发点是自身如何能够更好地完成任务,而很多任务是需要多个部门协作完成的,因此要站在更高的角度上来制定流程管理战略。一个合理的流程必须符合使用部门的要求、符合公司战略与流程框架的要求、符合各IT系统实现与集成的要求,并运用更为精细的规则来起到约束的作用。首先,流程要符合公司整体利益,满足综合协同与整体运行最优化的目标并有助于提高客户的满意度:其次,从IT系统的角度来看,流程的设计要符合ERP系统的标准流程参考框架和范式,以利于各个子系统业务流程之间的集成与协同。

除以上手段的深化应用外,并行工程已经在航空企业中深入开展;统一的信息化标准规范体系、数字化设计制造集成技术等也将成为未来航空企业的重点目标。

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