上海飛機設(shè)計研究院副院長葉偉介紹C919客機的IT研發(fā)平臺。

75家供應(yīng)商共用C919協(xié)同開發(fā)平臺

“中國商飛的PLM系統(tǒng)在上海飛機設(shè)計研究院內(nèi)部稱作IDEAL（IntegratedDigital Environment for Aircraft
Lifecycle）平臺，IDEAL平臺全面支撐了2009年的大客機頭工程樣機、2010年的七大樣段研制工作，其應(yīng)用的功能包括機頭工程樣機和七大樣段研制中產(chǎn)生的MBD（基于模型的定義）數(shù)據(jù)管理、機體供應(yīng)商的異地工藝會簽、設(shè)計數(shù)據(jù)向機體供應(yīng)商的異地發(fā)布、設(shè)計更改控制、超差/偏離提交和處理等方面。目前每天訪問IDEAL平臺的用戶數(shù)以千計，進(jìn)入2010年11月以來，每天用戶登錄至IDEAL平臺的次數(shù)維持在2500次以上。除了來自于中國上飛的人員以外，這些用戶中還包括了接入到IDEAL平臺的75家機體和系統(tǒng)供應(yīng)商等人員。”

圖注：C919客機的系統(tǒng)供應(yīng)商和潛在供應(yīng)商涉及了國內(nèi)外的數(shù)十家企業(yè)。

葉偉介紹，到2010年12月,已經(jīng)有4400份C919技術(shù)文件已在PLM平臺中進(jìn)行管理，包括審簽/發(fā)布及更改控制等工作。上飛院各類型的科研計劃（包括新支線ARJ21客機）已在PLM平臺中進(jìn)行下達(dá)、分解、執(zhí)行和狀態(tài)反饋。目前在PLM平臺中管理的零件三維MBD模型已經(jīng)超過3萬個，管理的裝配三維模型已經(jīng)超過2萬個。大客機的近1800個涉及模塊在PLM平臺中進(jìn)行設(shè)計和協(xié)調(diào)，已基于該平臺進(jìn)行了大客數(shù)字樣機的多個輪次協(xié)調(diào)工作。通過產(chǎn)品結(jié)定義視圖管理和數(shù)字樣機管理的無縫接合，已經(jīng)實現(xiàn)了大客初步設(shè)計階段基于配置的數(shù)字樣機管理。

中國目前正在研制的大型客機代號為C919：C是China的首字母，也是商飛公司英文（COMAC）的首字母，同時還寓意中國立志要躋身國際大型客機市場，要與歐洲的空中客戶（Airbus）和波音（Boeing）一道在國際大型客機制造業(yè)中形成ABC并立的格局。第一個“9”的寓意是天長地久，“19”代表的是中國首型大型客機的最大載客量為190座。2010年11月16日，中國商飛公司與國航、東航、南航、海航、國銀金融租賃有限公司、美國GECAS公司在珠海簽署了C919大型客機啟動用戶協(xié)議，中國商飛公司獲得了100架C919客機的啟動訂單，這標(biāo)志著國產(chǎn)C919大型客機已經(jīng)確認(rèn)了首批客戶和訂單。

PLM已成飛機研發(fā)的常規(guī)平臺

事實上，PLM系統(tǒng)從上世紀(jì)90年代開始就被波音和空中客車等飛機制造商成熟應(yīng)用。PLM改變了傳統(tǒng)的設(shè)計制造管理的方式、方法和手段。從波音777到空中客車的A380，再到波音的787的研發(fā)，都已經(jīng)成為PLM應(yīng)用的舞臺。

1994年首次試飛的波音777是世界第一款完全采用CAD和PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）等PLM系統(tǒng)設(shè)計的民用飛機，整個設(shè)計工序中都沒有采用傳統(tǒng)的手工繪圖方式。波音777的零件總數(shù)達(dá)300萬件以上，其中132500個專用零件是由分布在美洲、歐洲、亞洲和大洋洲的13個國家的545個工廠生產(chǎn)的。設(shè)計高峰期，曾有7000余名各類專業(yè)人員組成的238個產(chǎn)品綜合研制小組同時工作。通過采用PLM系統(tǒng)，波音777的設(shè)計錯誤修改量較過去同類機型減少了90％，設(shè)計更改和返工率減少50％以上；不合格品減少50％～80％。

PLM系統(tǒng)的應(yīng)用也確保了空中客車A380的研制成功，2005年首次試飛的A380通過協(xié)同研制平臺，實現(xiàn)了4個國家4種不同語言的異地、異構(gòu)信息集成和并行協(xié)同工作，研制周期比A340縮短25％（從開始研制到首飛的時間），成本減少50％，利潤增加10％。而2009年12月首次試飛的波音787飛機可謂21世紀(jì)前10年大型客機數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的最經(jīng)典項目。它實現(xiàn)了135個地點、180個供應(yīng)商的協(xié)同工作。PLM作為波音787飛機項目中全球數(shù)字化設(shè)計、制造、測試、銷售、市場，以及交付的協(xié)作平臺。對波音787飛機實現(xiàn)全球化虛擬生產(chǎn)起到了關(guān)鍵性作用。波音787飛機是波音公司在全世界外包生產(chǎn)程度最高的機型。從其研制、定型、轉(zhuǎn)化到融資幾乎都通過全球網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。在787飛機設(shè)計和制造上，波音與其全球伙伴達(dá)成了史無前例的協(xié)同，是波音史上完工最快、造價最低的一次。據(jù)統(tǒng)計，在波音787飛棚的400多萬個零部件中，波音公司本身只負(fù)責(zé)生產(chǎn)大約10% ——尾翼和最后組裝，其余的生產(chǎn)是由全球40多家合作伙伴完成的。波音787飛機的設(shè)計由美國、日本、俄羅斯和意大利共同完成，研發(fā)和制造涉及到美國、日本、法國、英國、意大利、瑞典、加拿大、韓國、澳大利亞、中國等多個國家和地區(qū)的頂級供應(yīng)商。波音787是第一架從產(chǎn)品概念設(shè)計到生產(chǎn)全過程使用PLM解決方案的飛機，也是第一架虛擬推出的飛機。憑借PLM解決方案，787飛機所需的開發(fā)時間從上一代777飛機所需的5年減少到4年。

葉偉表示，“在上一代客機——新支線客機ARJ21的研發(fā)中，PLM系統(tǒng)也是我們的必備平臺。我們采用了PTC公司的Windchill協(xié)同設(shè)計平臺——包括Windchill 6.26、ProjectLink 、PDMLink 8.0等不同產(chǎn)品分別應(yīng)用在ARJ21開發(fā)項目的不同階段。”

C919研發(fā)要實現(xiàn)無縫、全面、安全和全生命周期

上飛院在C919客機的研發(fā)中，明確了PLM系統(tǒng)的總體目標(biāo)：“建立一個無縫、全面并且安全的環(huán)境使得C919供應(yīng)鏈中的所有人員都能在飛機全生命周期的各個方面并行開展工作，而不管其所處的位置如何。”葉偉表示，“無縫”是指為跨供應(yīng)鏈的端對端業(yè)務(wù)流程建立集成化的環(huán)境；“全面”是指涉及范圍包括業(yè)務(wù)流程、工作程序、工具、方法、培訓(xùn)、應(yīng)用系統(tǒng)、IT基礎(chǔ)架構(gòu)；“安全”是指供應(yīng)商/外部單位只能訪問到所需要的信息；而“全生命周期”是指PLM范圍覆蓋從概念設(shè)計到客戶服務(wù)/產(chǎn)品支援各個階段。

圖注：C919的機體結(jié)構(gòu)供應(yīng)商包括上飛、哈飛、西飛、成飛、沈飛等國內(nèi)各大飛機制造企業(yè)。
此外，葉偉表示，上飛院明確了在數(shù)據(jù)管理、流程控制和協(xié)同研制等方面的三大實施目標(biāo)：

在面向飛機全生命周期構(gòu)型的有效管理方面，要建立以BOM（物料清單）為核心的構(gòu)型管理方式，面向飛機全生命周期構(gòu)建不同視圖BOM，通過對不同視圖演變過程管理實現(xiàn)對構(gòu)型的嚴(yán)格控制。

在實現(xiàn)基于配置的數(shù)字樣機管理方面，要將構(gòu)型管理和數(shù)字樣機（DMU）管理合二為一，實現(xiàn)兩者無縫融合，進(jìn)而實現(xiàn)可配置的數(shù)字樣機管理，全面支撐MBD技術(shù)的應(yīng)用需要。“用戶可基于各種設(shè)置條件（例如不同設(shè)計方案/不同研制里程碑/不同區(qū)域/不同架次等），在IDEAL平臺中過濾出所需要的C919數(shù)字樣機，并基于該數(shù)字樣機狀態(tài)開展各種工作，例如進(jìn)行總體協(xié)調(diào)，重量平衡管理，從而使得不同角色人員在一種逼真的，可配置的三維可視化環(huán)境中實現(xiàn)異地的設(shè)計評審，仿真和共享。利用這樣的管理機制，改變了過去構(gòu)型管理和數(shù)字樣機管理兩層皮，只管理單一狀態(tài)數(shù)字樣機、數(shù)字樣機數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和有效性難以保證、大量數(shù)字樣機相關(guān)信息（例如飛機重量平衡信息）難以管控等局面，并促進(jìn)了MBD技術(shù)的順利應(yīng)用。”

在構(gòu)建全球協(xié)同研制環(huán)境方面，要構(gòu)建跨越全球的協(xié)同研制環(huán)境，連接參與C919研制的不同角色人員，滿足設(shè)計-設(shè)計，設(shè)計-制造，設(shè)計-客服等的異地協(xié)同工作需要。“C919的飛機系統(tǒng)、部分機體結(jié)構(gòu)研發(fā)將由分布在全世界的供應(yīng)商共同完成。如此生命攸關(guān)的產(chǎn)品，對可靠性要求相當(dāng)高，必須確保研制過程中各方的流程受控和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確有效。”

2011年C919研發(fā)已進(jìn)入三期實施階段

葉偉透露，進(jìn)入2011年，中國商飛的研發(fā)按照規(guī)劃已經(jīng)進(jìn)入到三期實施階段，主要實施內(nèi)容包括滿足工程發(fā)展階段的構(gòu)型管理以及滿足C919進(jìn)入到詳細(xì)設(shè)計階段的跨企業(yè)協(xié)同研制。

而在前兩期的實施中，上研院已經(jīng)完成了十幾項研發(fā)管理目標(biāo)，其中在截至2009年底的一期目標(biāo)中，實現(xiàn)了C919可行性和預(yù)發(fā)展階段上飛院內(nèi)部的數(shù)據(jù)管理，其中實施了科研計劃管理、DMU協(xié)調(diào)管理、技術(shù)文件管理、內(nèi)部多專業(yè)協(xié)作、與檔案系統(tǒng)集成、JCDP階段供應(yīng)商協(xié)同管理和機頭工程樣機數(shù)據(jù)管理等多個模塊。

在截至到2010年底的二期研發(fā)目標(biāo)中，C919的PLM協(xié)同平臺已已經(jīng)基本滿足了完成了預(yù)發(fā)展階段的構(gòu)型管理以及跨企業(yè)協(xié)同研制需求。實施了預(yù)發(fā)展階段的構(gòu)型管理、基于配置的數(shù)字樣計管理應(yīng)用、ECM管理、七大樣段數(shù)據(jù)管理、基于單一DMU設(shè)計協(xié)同管理和現(xiàn)場試制協(xié)同等不同模塊。

“按計劃，C919將于2014年首航，2016年交付航線起用。”葉偉表示，“從目前看，時間還是比較緊的，但我相信PLM平臺的成功應(yīng)用對C919的按時交付將起到非常關(guān)鍵的保障作用。”