大飞机研发趋势带来的PLM挑战与应对

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1、大飞机研发趋势带来的PLM挑战与应对PLMChallengeandResponseSolutioninLargeAircraftDevelopment徐爱国北京航空航天大学工学博士，曾供职于IBM．现任达索系统中国区航空航天高级技术经理．负责和参与了达索系统在中国航空业的绝大多数重要PLM数字化咨询规划建设项目。商用飞机研发趋势波音787和空客350XWB作为最新的民机型号研制代表，目前累积订单分别达到1057架和748架。商业上的巨大成功是市场对机型研发战略认同的最佳证明，也促使我们来审视近年来商用飞机研发的趋势和挑战

2、。1更加关注乘客体验38航空制造技术·2014年第21期达索系统公司徐爱国商业飞机研制的趋势推动数字化PLM研发平台的战略发展，同时，PLM平台的变革又反过来促进飞机研发模式的变革。只有紧紧把握数字化新技术在研制业务中的源动力，围绕业务趋势变化和挑战开展针对性的数字化研发平台建设，才能更好地实现数字化新技术的最大化价值。首先，传统的飞机研发主要将飞机总拥有成本TCO(TotalCostofOwnership)作为主要优化指标，这也是为了满足航空公司的运营成本和保持竞争力的需求。当前TCO的优化仍是新机研发的重中之重，波音

3、的精益研发及空客的价值流优化都是以TCO优化为核心目标。除此之外，从波音787及空客A350XWB研发开始，波音、空客等巨头不约而同地更加关注乘客体验，将最终客户舒适性需求纳入研发重心。复材的大规模应用就清晰地印证了这一点：金属机身无法满足更大的舷窗、更低的客舱高度和更高的空气湿度，而这正是乘客舒适度的重要指标。复材应用的一个重要驱动力便来源于此，即便这种变革将面临大量的设计、工艺、制造等技术创新风险。同样，作为空客公司“未来计划”的一部分，空客公司调查了2万人对2050年乘坐飞机旅行的期望。得到的答案是：更廉价、更绿色

4、环保和飞行中更少的疲劳、更安静、更有乐趣。2全球化研发趋势大飞机研发的全球化市场已然形成，跨国的设计、制造、采购使得企业研发已经没有了地域的概念。主制造商已转变为主集成商，波音787与风险共担的合作伙伴开展更紧密的合作，合作伙伴将承担更多的角色，更早地参与方案设计，更多地参与系统集成和装配；合作伙伴将从按图生产合作模式到共担风险，承担部段和系统的设计、集成与装配。针对这种全球紧密协同研发的趋势，主制造商需要确保全球所有内外部利益相关方的质量和一致性，从而满足紧迫的投产时间要求以及对客户的承诺。3对系统集成与综合优化的更高

5、需求系统集成与综合在整个飞机产品研发中所占比重越来越高，除新材料应用外，机体结构的研发渐趋成熟，而系统集成和系统综合优化仍然有巨大的提升空间，波音、空客等均投入巨大精力开展这方面的研究。典型的例子如波音787，它从能量综合优化以及乘客最佳体验的目标出发，采用多电综合系统取代传统的气源系统、环控系统，发动机起动、液压和机翼防冰等都使用电力作为动力，淘汰了沉重的管路系统及控制机构；消除了与气源系统相关的维修；同时从发动机中提取的能量大大减少，提升了燃油效率。最终的价值是带来更高的系统效率、更好的功率控制、更高的燃油效率、更少

6、的维修、更低的运营成本、更舒适的飞行体验、更高的可靠性、更小的阻力和更低的噪声。同样，欧盟的CRESCENDO和CleanSky项目，成员包括众多的航空主制造商、发动机和系统供应商、研究院所和软件厂商，研究方向包括全机能量优化、发动机供应商和系统供应商如何早期参与方案评估与权衡、系统综合优化及多电全电飞机等多个领域的研究。可以看出，复杂系统集成综合已然成为当前的研究热点。数字化研发平台的应对策略作为支撑飞机研发的PLM数字化研发平台，需要紧跟这些研制趋势及挑战，提供新的思路和架构支撑新机研发中面临的这些新课题，简单地说就

7、是要回答以下几个问题：(1)如何实现市场和最终客户为导向的研发，也就是如何将客户纳入到研发体系中来；(2)面对越来越紧密的供应商协同和全球化多厂所研发趋势，数字化研发平台如何帮助航空企业构建这种新的业务模式；(3)面对比重越来越高、系统越来越复杂的集成与综合，数字化研发平台如何来应对；(4)面对大量的由新材料采纳带来的设计、工艺、制造创新，数字化研发平台如何应对；(5)面对不断增加的法规要求及系统安装复杂性，数字化研发平台如何保证飞机的质量稳定性和合规性。下面从以下几个脉络来看PLM产品发展战略及平台建设方向是如何来应对

8、这些趋势及挑战的。1DMU应用向飞机研制所有相关方拓展传统DMU(电子样机)应用主要局限在设计、工艺、工装、检验及部分客服保障工程人员，并没有覆盖完整的飞机生命周期相关方。至于将客户纳入到研发体系中，实现用户导向的研发也就无从提起。A350XWB在构建贯穿全生命周期的DMU主线时，拓展了DMU的概念和覆盖业务，将DM