波音的美夢 空客的噩夢

Mel Duvall and Doug Bartholomew

當(dāng)空客德國的工程師們使用Catia v4來設(shè)計(jì)A380的內(nèi)部布線時(shí),其法國的工程師們卻正在使用更為先進(jìn)的Catia v5考慮機(jī)身的整體布線——這給空客帶來的是60億美元的損失。同樣面對軟件的兼容性問題,波音卻能應(yīng)用PLM(產(chǎn)品生命周期管理)化險(xiǎn)為夷,扭轉(zhuǎn)乾坤。

2006年10月3日,星期二?？湛偷氖紫瘓?zhí)行官Christian Streiff發(fā)布了一個(gè)消息:空客的超級(jí)巨無霸A380的交付時(shí)間將至少被推遲兩年。這給空客——這個(gè)波音的最大競爭對手,帶來的是60億美元的損失。而這次延期的主要原因就是架構(gòu)A380的工程師們使用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件出現(xiàn)了兼容性問題。

空客 60億美元的代價(jià)

Streiff說,當(dāng)大量預(yù)先配置好的電線被運(yùn)抵法國圖盧茲要做第一次試安裝時(shí),他們就發(fā)現(xiàn)在機(jī)身的背部和前端的裝配都有問題,根本無法組裝A380。工人們開始寄希望于手動(dòng)調(diào)整,但每架飛機(jī)的電線接起來長達(dá)483千米,用了40300個(gè)連接器,手動(dòng)調(diào)整根本是徒勞。問題變得非常嚴(yán)重。

為什么會(huì)這樣?直到工程師使用不同版本的Catia所做的設(shè)計(jì)文件被放在一起時(shí),空客才發(fā)現(xiàn)是這里出了錯(cuò)。在德國,空客的工程師主要負(fù)責(zé)飛機(jī)的主體機(jī)身設(shè)計(jì),他們使用的是老版本的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件Catia v4(Dassault Systemes公司產(chǎn)品);而在法國城市圖盧茲,負(fù)責(zé)組裝A380的工程師們使用的則是該軟件的新版本Catia v5。這個(gè)差異及其后續(xù)的更改讓空客不得不付出60億美元的代價(jià)。

空客2006年的噩夢實(shí)際上可以追溯到2001年這個(gè)公司艱難誕生的時(shí)候。當(dāng)時(shí)空客在4個(gè)國家的16個(gè)地方設(shè)立了辦公室和生產(chǎn)工廠,擁有大約4.1萬名員工。各個(gè)地方的分公司在選擇軟件時(shí)根本不會(huì)在意別人正在使用的是什么版本。缺乏統(tǒng)一的流程和技術(shù),給空客日后陷入麻煩埋下了禍根?？湛偷氖韬鰧?dǎo)致其設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,并實(shí)際體現(xiàn)到了A380的主體設(shè)計(jì)上。

Dassault Systemes美國公司負(fù)責(zé)市場的VPPeter Schmitt說:“空客這60億美元損失的原因非常簡單,其實(shí)是可以花費(fèi)很少的成本在早期避免的。”他的意思很明顯:使用PLM的公司能夠確保他們使用的是同樣的軟件工具和版本?！叭绻圃焐淌褂肞LM,”Schmitt補(bǔ)充道,“就能確保每個(gè)人都是在使用同樣的數(shù)據(jù)工作?！?/p>

盡管空客對于德國設(shè)計(jì)師為什么使用舊版本的CAD軟件保持沉默,但大多數(shù)的觀察家都認(rèn)為可能很簡單——是錢的問題,培訓(xùn)工程師使用Catia v5的成本很可能就是這次空客發(fā)生事故的關(guān)鍵原因。“空客決定不把德國放在Catia v5的培訓(xùn)之列?！庇鳲xford Cenit公司的Geoff Haines表示,“他們這樣決定的原因是預(yù)算問題?！庇谑?問題發(fā)生了。

對CAD軟件不熟悉的人也許會(huì)問,為什么同一個(gè)軟件包的不同版本會(huì)有如此大的差異,或者說為什么非得需要徹底的重新培訓(xùn)?原因就在于Catia的這兩個(gè)軟件版本處理繪圖的基礎(chǔ)完全不一樣,所以數(shù)字化模型的方法也有很大差異?！皏5更加高級(jí),更加直觀?！盜TI TranscenData公司(業(yè)務(wù)是開發(fā)CAD轉(zhuǎn)換軟件)負(fù)責(zé)CAD互操作性的產(chǎn)品經(jīng)理Doug Cheney介紹,“使用老版本,工程師需要手動(dòng)繪制模型;而使用新版本,系統(tǒng)能夠自動(dòng)找到最合適的解決方案?！?/p>

空客的工程師遇到的問題是在創(chuàng)建累計(jì)長達(dá)數(shù)百千米的A380機(jī)身電線時(shí)有些基礎(chǔ)性的差異。工程師們當(dāng)時(shí)應(yīng)該注意,描述模型細(xì)節(jié)的一些地方,如彎曲度等,在Catia v4和v5之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)有時(shí)不能進(jìn)行復(fù)制。換句話說,在復(fù)制3D模型時(shí)需要特別注意顯示電線的細(xì)節(jié)。因?yàn)?即使是一些地方的布線細(xì)節(jié)丟失,都將導(dǎo)致制造商或者供應(yīng)商所提供的產(chǎn)品最終無法用到飛機(jī)上。

另外,度量單位在CAD系統(tǒng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)也可能發(fā)生很大的變化。V5 Engineering公司的業(yè)務(wù)就是主要培訓(xùn)工程師使用Catia v5,其總裁Brian Barsamian表示:“軟件的代碼從v4到v5進(jìn)行了完全的重寫?！彼f,“你不得不小心設(shè)置參數(shù),定義要導(dǎo)出的測量單位。否則1毫米也許就會(huì)變成25.4毫米,因?yàn)?毫米會(huì)被看作是1英寸?！?/p>

波音 不走尋常路

波音也同樣使用Catia軟件作為787項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工具。那么,為什么波音沒有出現(xiàn)同樣的問題呢?波音認(rèn)為,正是因?yàn)樗麄儾扇×饲‘?dāng)?shù)拇胧┎抛柚沽祟愃剖录陌l(fā)生。當(dāng)波音董事會(huì)在2004年4月正式批準(zhǔn)787項(xiàng)目時(shí),其準(zhǔn)備工作其實(shí)已經(jīng)進(jìn)行了兩年的時(shí)間。在2002年初,之后787項(xiàng)目的IT主管Carol Pittman就開始與系統(tǒng)集成主管Kevin Fowler進(jìn)行會(huì)晤,商討技術(shù)策略。Pittman和Fowler之所以同意在這個(gè)項(xiàng)目中使用Dassault Systemes的PLM平臺(tái),很大程度上是基于波音777項(xiàng)目全數(shù)字化設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn)。他們使用了Dassault PLM所有的主要組件:用Catia v5做設(shè)計(jì),用Delmia模擬制造生產(chǎn)部件,用Enovia這個(gè)協(xié)作平臺(tái)來訪問與787相關(guān)的電子化設(shè)計(jì)和組件規(guī)范等信息。

他們達(dá)成一致的策略中,首要的一條就是保證軟件的兼容性。Fowler說,波音已經(jīng)很好地意識(shí)到了這可能帶來的問題。他們在運(yùn)營中有過使用不同CAD軟件進(jìn)行工作的經(jīng)歷,知道這樣交換信息可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。Fowler說,他想要在這個(gè)項(xiàng)目中盡量避免出現(xiàn)類似的問題。

787是第一個(gè)機(jī)身和翅膀都由類塑料材質(zhì)(高強(qiáng)度的光纖、樹脂和碳的混合體)制成的商業(yè)噴氣機(jī)。這個(gè)新材料,以及改進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、更有效的引擎等,讓787比同等飛機(jī)少用20%的燃油,從而節(jié)約10%～20%的維護(hù)成本。這個(gè)項(xiàng)目的具體開發(fā)預(yù)算是保密的,但據(jù)估計(jì)在80億美元到100億美元之間。

過去,波音的標(biāo)準(zhǔn)做法是,先在公司做飛機(jī)的設(shè)計(jì),然后將其中部分或者整體的藍(lán)圖交給制造商合作伙伴。但這一次,波音做了徹底的改變,他們使用Dassault PLM軟件來與合作伙伴一起進(jìn)行協(xié)作式的設(shè)計(jì)。大約有來自世界各地的6000名工程師參與了這個(gè)飛機(jī)的設(shè)計(jì)與制造。他們的合作伙伴包括:意大利的Alenia Aeronautica,生產(chǎn)飛機(jī)的主體機(jī)身;日本的Kawasaki Heavy Industries,生產(chǎn)部分的機(jī)身以及翅膀和起落裝置;美國的Goodrich Aerostructures,生產(chǎn)引擎機(jī)艙和推力反向器。

Pittman和Fowler要求所有參與787設(shè)計(jì)的工程師都使用Catia v5,而不準(zhǔn)使用其他的工具。這聽起來容易,實(shí)際執(zhí)行起來難度卻很大。最開始,這需要一大筆資金來購買軟件。波音和其供應(yīng)商為該軟件的每個(gè)授權(quán)支付了大約2萬美元,他們在全世界共有大約6000名工程師,總共就需要大約1.2億美元。另外,一些工程師還參加了培訓(xùn),很多人花費(fèi)了一年多的時(shí)間才學(xué)會(huì)熟練使用這個(gè)軟件,用它來自定義滿足實(shí)際需要的參數(shù),并學(xué)習(xí)如何將每個(gè)數(shù)字化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的工程生產(chǎn)。 波音還為其合作伙伴采用Catia v5提供了一定的資金支持?！叭绻闶褂猛瑯影姹镜腃atia工具,波音就會(huì)為你提供這個(gè)工具,并提供免費(fèi)技術(shù)支持。”Barsamian說,他當(dāng)時(shí)就是負(fù)責(zé)培訓(xùn)波音的工程師使用這個(gè)軟件。

波音策略的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在于確保軟件版本控制,所有軟件使用者得保持同步更新。波音最終決定,只有在一年中特定的4個(gè)時(shí)間點(diǎn)才能做軟件升級(jí)。這樣,所有參與787項(xiàng)目的波音工程師和外部合作伙伴將同時(shí)進(jìn)行軟件升級(jí)。當(dāng)然,也要更新其他PLM廠商的軟件。波音在使用Windchill,這個(gè)軟件包是PTC生產(chǎn)的,與Dassault Enovia一起使用,用來模擬飛機(jī)部件生產(chǎn)過程變更的影響性分析。

這個(gè)項(xiàng)目取得成功的最后一個(gè)重要因素是他們使用了一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)倉庫,用來保存所有的設(shè)計(jì)與工程信息。Dassault Enovia平臺(tái)就像是一個(gè)訪問位于華盛頓州Bellevue的16TB數(shù)據(jù)倉庫的大門。波音鼓勵(lì)其合作伙伴每周至少更新數(shù)據(jù)兩次到這個(gè)數(shù)據(jù)倉庫。這個(gè)數(shù)據(jù)倉庫的基礎(chǔ)是Unix服務(wù)器,運(yùn)行IBM的DB2數(shù)據(jù)庫。

波音選擇了同一家軟件公司Dassault的CAD和PDM系統(tǒng),保證了高度的整合性。而空客則選擇了混合,他們使用的CAD是Dassault的,但PDM系統(tǒng)是PTC的。在2005年9月,PTC宣布空客擴(kuò)大了他們的數(shù)據(jù)管理解決方案的使用,將Windchill平臺(tái)用于管理所有A380的CAD模型,并使用它的數(shù)字化組裝系統(tǒng)。

但是,混合的選擇可能需要額外的工作來保證平滑適應(yīng)。“如果你想要和你的CAD數(shù)據(jù)深度集成,最好還是使用與CAD同樣廠商的PDM系統(tǒng)?！盋heney說。盡管有協(xié)議的約束,但空客已經(jīng)在重新考慮PTC了。在2006年7月,Dassault宣布,空客已經(jīng)選擇了Enovia平臺(tái)用來管理它所有的飛機(jī)開發(fā)項(xiàng)目?！翱湛鸵呀?jīng)決定將Enovia這個(gè)VPLM(虛擬產(chǎn)品生命周期管理)用于所有的項(xiàng)目中?！盌assault說。Catia和Enovia的共同使用,已經(jīng)成為空客新項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)。

波音的787項(xiàng)目看起來做得比這還更深入。Pittman和Fowler都說,也許保證這個(gè)項(xiàng)目最終成功的重要因素是獲得了公司高管的支持。沒有堅(jiān)強(qiáng)的后盾,要想保證所有的合作伙伴,哪怕所有的波音工程師使用統(tǒng)一版本的軟件、按照計(jì)劃進(jìn)行更新并在需要時(shí)保存數(shù)據(jù),都是完全不可能的。

“我們從777項(xiàng)目中獲得的最大收獲,”Fowler指出,“就是數(shù)字化的數(shù)據(jù)具有巨大的價(jià)值。但更為重要的是在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中去充分發(fā)揮其價(jià)值。這成為我們在787項(xiàng)目中最大的目標(biāo)。從接受客戶訂單開始,使用單一的數(shù)據(jù)源,經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造,直到最終交付。”他說,“這才是PLM的真實(shí)能量和能發(fā)揮優(yōu)勢的地方?！?/p>