西飛：引領(lǐng)航空制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型

姜紅德

航空工業(yè)是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在飛機(jī)研制中，數(shù)字化技術(shù)已不再是一種輔助工具，而是必備的基本手段，在航空先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，無一例外地都是在不同程度上與信息技術(shù)的融合與集成。西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱西飛公司）選擇通過實(shí)施信息化戰(zhàn)略，以現(xiàn)代信息技術(shù)為技術(shù)基礎(chǔ)，以信息資源為戰(zhàn)略資源，提高了其在航空制造行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

完成信息化改造

西飛公司是中航工業(yè)下屬的集設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)一體化大型航空工業(yè)企業(yè)，是國(guó)家大中型軍、民用飛機(jī)的研制生產(chǎn)基地。在早期的信息化建設(shè)過程中，公司完成策劃和組織實(shí)施了六項(xiàng)信息化工程：信息化基礎(chǔ)環(huán)境改造與建設(shè)工程、以PDM為核心的飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用工程、ERP系統(tǒng)的實(shí)施工程、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)建設(shè)工程、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)建設(shè)工程、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)工程等。到目前為止，完全實(shí)現(xiàn)了公司規(guī)劃的既定目標(biāo)。

據(jù)原西飛集團(tuán)副總工程師、現(xiàn)任陜西省國(guó)防科技工業(yè)信息化協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)王澤玉介紹，飛機(jī)制造企業(yè)目前仍面臨一系列的現(xiàn)實(shí)問題：市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)白熱化，產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)的周期要求越來越短，質(zhì)量要求越來越高，而成本要求越來越低，服務(wù)要求越來越完善；客戶個(gè)性化需求引發(fā)產(chǎn)品科研生產(chǎn)由單一品種轉(zhuǎn)向多品種、多構(gòu)型、小批量混線生產(chǎn)，剛性的生產(chǎn)線越來越不適應(yīng)新的形勢(shì)；高速發(fā)展的先進(jìn)生產(chǎn)力引發(fā)科研生產(chǎn)管理模式、流程、組織發(fā)生巨大變革。

面對(duì)上述多方面的挑戰(zhàn)，西飛公司在飛機(jī)的研制過程中，廣泛采用了數(shù)字化設(shè)計(jì)、輔助分析計(jì)算、構(gòu)型管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)字仿真等先進(jìn)技術(shù)，并初步建立了數(shù)字化設(shè)計(jì)環(huán)境和較完善的數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系，指導(dǎo)和規(guī)范數(shù)字化設(shè)計(jì)。

西飛在飛機(jī)研制中全面采用了三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)，應(yīng)用統(tǒng)一的基于CATIA的設(shè)計(jì)制造環(huán)境，完成了各種新型號(hào)的數(shù)字化設(shè)計(jì)與裝配，同時(shí)軟件也全面應(yīng)用在工裝設(shè)計(jì)制造及數(shù)控加工等各方面，另外在數(shù)控加工中選用了VERICUT軟件進(jìn)行數(shù)控模擬仿真。

同時(shí)西飛公司結(jié)合型號(hào)研制的需要，投入資金進(jìn)行了信息化基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)，配置了齊全的各類服務(wù)器，建立了覆蓋公司科研、生產(chǎn)和管理主要業(yè)務(wù)部門的企業(yè)千兆園區(qū)網(wǎng)，園區(qū)網(wǎng)和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)物理分離，形成了能支持異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造和綜合管理信息共享的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

通過多年信息化建設(shè)，如今西飛公司已經(jīng)擁有兩套完全物理隔離的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一西飛Internet和西飛園區(qū)網(wǎng)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)光纖鋪設(shè)長(zhǎng)度50余公里，網(wǎng)絡(luò)覆蓋公司廠區(qū)各個(gè)角落。

構(gòu)建管理數(shù)據(jù)化平臺(tái)

飛機(jī)研制開發(fā)過程中存在著大量的協(xié)同工作模式。這同協(xié)同的業(yè)務(wù)管理模式貫穿在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期過程中。在西飛的構(gòu)型協(xié)同中，主要管理的數(shù)據(jù)是制造數(shù)據(jù)集，這些數(shù)據(jù)是生產(chǎn)制造、產(chǎn)品支援等后續(xù)階段開展工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。因而對(duì)于制造構(gòu)型數(shù)據(jù)的有效管理就顯得尤為重要。

此外飛機(jī)研制過程中涉及到的構(gòu)型管理信息包括產(chǎn)品、系統(tǒng)、部件、零件以及各種類型的構(gòu)型文件，這些數(shù)據(jù)對(duì)象需要在飛機(jī)的整個(gè)生命周期中維護(hù)其統(tǒng)一的編號(hào)，以便進(jìn)行唯一的標(biāo)識(shí)，并需要能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)象的版本歷史。

在院廠協(xié)同環(huán)境中，制造階段的主要管理工作將在西飛的Windchill系統(tǒng)中完成。為縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，減少可能產(chǎn)生變更的次數(shù)，需要西飛和一飛院等單位人員協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)異地?cái)?shù)據(jù)的共享和瀏覽。數(shù)據(jù)的共享并不是將系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)共享，瀏覽也不是瀏覽系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)。需要共享的數(shù)據(jù)一定是雙方經(jīng)過協(xié)商確定下來的數(shù)據(jù)，并且對(duì)這些數(shù)據(jù)需要分門別類地進(jìn)行管理，使真正需要它的人能夠訪問它。

飛機(jī)研制生產(chǎn)過程進(jìn)行到各個(gè)階段時(shí)，西飛需要接收來自設(shè)計(jì)院新產(chǎn)生或更改的數(shù)據(jù)，以作為西飛各業(yè)務(wù)單位工作的參考和依據(jù)。同時(shí)西飛與其它合作伙伴和分承包商之間，也將會(huì)有數(shù)據(jù)的發(fā)放和接收工作。例如，一飛院的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生以后，需要發(fā)放到西飛，作為其制造的依據(jù)。

在整個(gè)發(fā)放接收過程中，必須確保發(fā)放接收雙方數(shù)據(jù)的一致性、完整性、可追溯性，以及滿足流程受控和規(guī)范化的要求。因此，需要在西飛構(gòu)建數(shù)據(jù)的發(fā)放和接收機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳遞和同步。

西飛通過會(huì)議模式，可以邀請(qǐng)異地的其他人員加入會(huì)話。在討論過程中，成員可以對(duì)模型進(jìn)行批注、剖切、測(cè)量、旋轉(zhuǎn)平移等操作，所有參加討論的其他人員都可以同步查看到操作過程。

實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新

據(jù)西飛相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，在多項(xiàng)目并行協(xié)同數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)了以下主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)步點(diǎn)：建立了飛機(jī)產(chǎn)品生命周期中單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源管理體系和平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)源從多數(shù)據(jù)源向單一數(shù)據(jù)源的轉(zhuǎn)變；實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)研發(fā)的信息集成、過程集成、應(yīng)用集成、系統(tǒng)集成；基于多項(xiàng)目并行協(xié)同數(shù)字化平臺(tái)的電子樣機(jī)管理，實(shí)現(xiàn)了各機(jī)型統(tǒng)一的有效性管理，使技術(shù)狀態(tài)管理由傳統(tǒng)的事后統(tǒng)計(jì)管理向過程管理的變革。

多項(xiàng)目并行協(xié)同數(shù)字化平臺(tái)是管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品開發(fā)過程的工具。它使得正確的數(shù)據(jù)、在正確的時(shí)間、傳輸給正確的人、進(jìn)行正確的操作。多項(xiàng)目并行協(xié)同數(shù)字化平臺(tái)也是產(chǎn)品開發(fā)過程的知識(shí)系統(tǒng)，這些知識(shí)包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、過程、存取/變更管理規(guī)則等。保證數(shù)據(jù)的唯一性是多項(xiàng)目并行協(xié)同數(shù)字化平臺(tái)系統(tǒng)擅長(zhǎng)解決的問題，系統(tǒng)模型一旦建立，模型數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)后，經(jīng)過發(fā)布，整個(gè)系統(tǒng)將嚴(yán)格受到控制。

各類報(bào)表的生成大大地減輕了技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率和效益，提高了工作質(zhì)量。例如就裝機(jī)零件清冊(cè)一項(xiàng)，過去十幾個(gè)設(shè)計(jì)員要化3～4個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)編制，而且還不能保證準(zhǔn)確，使用該課題開發(fā)的報(bào)表功能只要用十幾分鐘時(shí)間就可以生成完整準(zhǔn)確的清冊(cè)。

飛機(jī)的研制過程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要經(jīng)過方案設(shè)計(jì)階段、工程研制階段、生產(chǎn)階段及使用階段，即從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品報(bào)廢的全生命周期。隨著飛機(jī)的復(fù)雜程度越來越高，利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、并行工程等新技術(shù)成果，全面推行數(shù)字化設(shè)計(jì)，可以最大限度地優(yōu)化研制流程、提高研制質(zhì)量、縮短研制周期、降低研制成本。