优化设计 设计助力航空转型

航空制造业不仅竞争激烈，还面临着资源环境、轻量化设计、发动机设计等各类复杂问题，涉及大量的信息系统。从材料分析、业务流程管理乃至整个产品的研发，都离不开信息化手段的有力支持。本刊结合PLM在航空产品设计中的应用、典型航空公司的挑战及需求，挑选了几个具有代表性的应用实例，以期实现经验共享，寻找更深层次的应用和发展。

优质空气动力学特性提升环保性

飞机设计中大量使用复合材料，通过Composites模块，Pipistrel设计出的飞机外形完全符合规格，从而实现最为理想的空气动力性能。

在飞机的环保性被提上日程的今天，在设计飞机外形时，复合材料的使用越来越广泛。倾向于“按订单生产”这种较为独特方式的Pipistrel公司推出了市场上能源利用率最高的轻型飞机。Pipistrel飞机阻力小以及尽可能低的燃料消耗造就了其环保特性。Pipistrel研发部的Tine Tomazic说：“这一切都围绕空气动力学和能源效率。我们必须持续不断地创新，才能开发出市场上重量最轻、速度最快的飞机。”

飞机设计中大量使用复合材料，通过Composites模块，Pipistrel设计出的飞机外形完全符合规格，从而实现最为理想的空气动力性能。CATIA Composites正是Pipistrel处理复合材料设计所需要的工具，其能够充分满足轻型高速飞机的精度要求。

Tomazic表示：“CATIA是唯一一款能够满足要求的精度和平滑度生成飞机机翼、机身或机尾等外形的软件，这是因为在空气动力学中，即使10微米也颇具意义。工作人员可以看到历史设计，也可以看到待完成的设计，这对于设计修改而言至关重要。”此外，还可以帮助设计人员进行组件组装，以确定部件壁的厚度。Tomazic表示：“由于复合材料部件一般由多层构成，形状复杂，有时有许多弯折和拐角，所以难以估计部件的实际大小。但CATIA可以让我们如愿以偿。”

在使用此款软件之前，Pipistrel遇到的最大挑战之一就是协调两个相邻部件(如锐角形机翼和圆弧形机身)之间的衔接面。传统的做法是分别生产机翼和机身，然后手动连接。由于制图过于复杂，设计人员不得不脱离图纸，采用试错法。Tomazic说：“现在能够在屏幕上以3D方式完成最为复杂的设计，这尚属首次，为Pipistrel的业务带来了积极的影响。”目前，该公司正在完全采用CATIA设计其首款时速为400公里的四座飞机。

Tomazic说：“虽然所有其他飞机要达到这种速度至少需要一个300马力的引擎，但我们的计算显示我们可以用功率小得多(200马力)的引擎就可实现这一速度，从而显著减少了重量、噪声和燃料消耗，而且在CATIA的帮助下，我们对完成设计信心十足。”而且Pipistrel能够很快完成该机型，至少将开发时间缩短25％。Tomazic称：“如果没有CATIA，我们不可能创建所有模型，用我们的机器如此高精度切割部件。”

Pipistrel将很快用CATIA取代第三方解决方案来处理和管理整个材料数据库，并准备使用CATIA的分析功能来测试新材料，分析其优势与作用。Tomazic表示：“我们认为CATIA比我们目前使用的解决方案功能更强大，这就是我们准备把我们从现有解决方案中测得的所有数据导入CATIA的原因。”

Pipistrel将把CATIA完全集成到自己的ERP系统中。Tomazic表示：“我们已经把数据输入到ERP系统。现在正在将布局规划，材料属性以及生产数据(包括温度处理图、树脂样本等)等具体复合材料信息输入ERP系统。”

打造风险共享供应链

由于业务流程彼此过于孤立，数据存储在不同地域的各种机器上，而且经常复制，只能通过电子邮件发送数据进行协作。这种协作方式既不安全。也不高效，打造一条全球风险共享供应链至关重要。

比亚乔航空工业公司(PiaggioAero Industries)致力于航空器及航空器引擎的设计、制造和维护，已生产超过50种机型，其中包括其旗舰机型P180Avanti II，这是一款双引擎涡轮螺旋桨公务机。以造型别致、内部宽敞及低油耗著称。比亚乔航空工业公司目前面临的最大挑战之一就是将该公司从低产量的小众制造商发展成业界一流的全球性航空器厂商。为此，比亚乔航空工业公司不得不改善与全球供应链以及全球客户的协作。比亚乔航空工业公司首席信息官Roberto Zuffada表示：“由于业务流程彼此过于孤立，数据存储在不同地域的各种机器上，而且经常复制。我们只能通过电子邮件发送数据进行协作。这种协作方式既不安全，也不高效，打造一条全球风险共享供应链至关重要。”因此，比亚乔航空工业公司从以下几方面入手来进行改善。

一　管理全球供应链

为把彼此孤立的业务流程转化为一体化协作环境，比亚乔航空工业公司选择了运行在Microsoft SQL Server 2005数据管理软件上的PLM解决方案。该方案提供集中的PLM平台，可在整个航空器产品生命周期中提品开发、通信以及数据共享支持。Roberto Zuffada表示：“这是创建安全、快速、可扩展的强大协作基础，实现高效率的全球风险共享供应链。”

比亚乔航空工业公司的新型P1X6商务机是一个战略性项目，其将涉及相当复杂的供应链。比亚乔航空工业公司P1XX项目的PLMIT项目经理兼CAX团队负责人Dario Dellavalle表示：“我们期望为基于Web的数据管理提供主干网，并通过削减我们使用的供应商及应用数量来降低总体拥有成本。”

DellaValle称：“SQL Server 2005是所有比亚乔航空工业公司的数据管理主干网，而ENOVIA则是公司产品及制造数据的主干网。”除了使用SQL Server管理所有数据外，比亚乔航空工业公司还引入了其他微软技术，如Microsoft Ofrice SharePoint Server 2007以及作为其ERP解决方案的Microsoft Dynamics等。

二　远程实时协作

在线远程创作功能能够使诸如比亚乔航空工业公司雇员、风险共享合作伙伴、供应商以及客户等我们的所有利害相关方就同一项目实现同步沟通与协作。例如只需通过Web连接，我们位于拿波里的技术中心就能够与位于美国的合作伙伴进行实时协作。他们彼此无需发送大量的文件就可通过因特网远程编辑相同的模型。

对航空器制造商来说，版本控制是一个重要的问题。通过该软件为比亚乔航空工业公司提供的方法与预定义流程在实施后，能够加强对工程设计变更的控制。Dellavalle指出：“这些预定义流程可缩短我们的开发周期，加速产品上市进程。”

三　支持浸入式体验的3DLive

比亚乔航空使用3DLive帮助技术及非技术员工访问公司知识产权，使他们能够通过Web在3D环境中协作，人人都可实时访问统一版本的真实数据。

四　增强提供给用户的信息质量

比亚乔航空即将升级到运行sQLServer 2008的ENOVIA V6。SQLServer 2008具备各种特性，可帮助比亚乔航空在高精细粒度下创建控制安全、数据库选项、对象命名以及其它设置的政策，从而可提高数据库工作效率。SQL可通过高级可视化功能，详尽的报告以及一体化分析帮助为用户提供更加丰富的信息。

集成数字化环境提升研发实力

中国商飞公司的IDEAL平台将在一个信息分享、交换和协同的环境内交付统一的信息，将包括设计、制造、适航、试飞及客户服务在内的产品开发不同角色人员紧密联系起来，促进其协同工作。

中国经济的高速发展催生了对商用飞机的极大需求，从而导致中国机场数量的显著增加，对中国自主研发的商用飞机的需求也在不断增长。作为中国唯一进行商用飞机研制和开发的公司，中国商飞公司致力于部署创新的、最佳的产品开发技术，以提高其整体竞争力。

经过对一系列PLM解决方案的仔细研究与对比，中国商飞公司最终选择Windchill作为其IDEAL PLM系统的技术平台。据悉，中国商飞公司的IDEAL平台将在一个信息分享、交换和协同的环境内交付统一的信息，将包括设计、制造、适航、试飞及客户服务在内的产品开发不同角色人员紧密联系起来，促进其协同工作。作为支持IDEAL的技术基础设施主力，PTC的Windchill为飞机型号开发提供单一的、权威的信息，管理过程中产生的所有产品信息，支持对包括CAD、CAE、CAM、TDM和EDA在内的大范围工具的访问。

作为“面向飞机生命周期集成数字化环境项目(IDEAL)”的技术架构，PTC产品生命周期管理(PLM)软件Windchill可以为飞机研制数据及过程的数据管理、自动化进程与协同改善提供可相互操作的单一平台。