從改進航空航天技術到優化整個制造流程

撰文/齊健

從改進航空航天技術到優化整個制造流程

撰文/齊健

Patrick FARDEAU

徘徊在超低空的戰斗機飛行表演、震耳欲聾的引擎轟鳴以及我國首款隱形戰斗機殲-20在公眾面前初次亮相的驚鴻一瞥，拉開了第十一屆中國國際航空航天博覽會的序幕。2016年11月1日，兩年一度的珠海航展在珠海國際航展中心如約而至，來自42個國家和地區的700余家展商參加了本次航展。

本次航展多款國內外重量級機型悉數亮相。兩架中國自主研發的新一代噴氣式重型軍用運輸機運-20在列裝空軍后首次公開亮相，其中一架首次面向社會公眾靜展，另一架則參加了飛行表演。另外兩款國產重量級機型，蛟龍-600和轟-6K也出現在珠海航展的靜態展示區。作為中國大飛機三劍客之一的大型水陸兩棲飛機蛟龍-600，是當今世界在研的最大一款水陸兩棲飛機，于今年7月23日在珠海總裝下線。轟-6轟炸機的最新型號“戰神轟炸機”轟-6K，則是中國核三位一體的重要組成部分。

空客A350是參展外商機型中最受矚目的一個。10月29日上午，一架生產序列號為MSN2的空客A350-900測試飛機經過近12個小時的長途飛行，順利抵達珠海金灣機場，正式揭開此次中國航展之行的帷幕。

此次參展的MSN2測試飛機參加了靜態展示和飛行表演，其擁有完整的客艙內飾，客艙共配置252個座位，其中商務艙42座，經濟艙210座。作為空中客車五架A350測試飛機中的一架，MSN2承擔所有與客艙相關系統的測試。A350擁有業內最高的53%的復合材料使用率，為此，這架測試機還采用了顯現碳纖維材料結構的特殊涂裝。

“空客A350XWB的設計過程中運用了達索系統Co-Design to Target和Ready For Rate的設計和制造解決方案。”在達索系統的展臺上，達索系統航空航天行業全球銷售及市場發展副總裁Patrick FARDEAU接受了記者的采訪。

空客集團在生產流程中部署了達索系統的協同設計和仿真應用，作為“針對目標的協同設計”（Co-Design to Target）行業解決方案體驗的一部分，支持商用飛機的飛行測試和生產使用過程中的工裝工具、快速原型，實現測試飛行和增材制造零部件的批量生產。

空客A350XWB

Co-Design to Target和Ready For Rate幫助空中客車集團建立了系統的數字連續性，從而優化整個設計流程，并通過對增材制造流程的每一階段的虛擬驗證來優化其概念設計。應用達索系統的解決方案及其自身在增材制造領域的領先優勢和工程專業知識，空客集團能夠探索更多設計和制造的可能性方案，以滿足工裝工具和零部件增材制造過程中的工程和制造需求。

Patrick FARDEAU介紹說，在A350XWB中應用到的Ready For Rate是達索系統在本次航展中主推的最新制造解決方案之一。顧名思義，制造是制造企業最重視的一個環節，“我們的很多客戶針對產品的設計環節開展了很多的改進與提升工作，與此同時，我們認為企業在制造環節，在生產能力方面有很大的提升空間。” Ready For Rate（制造準備）是一款可以幫助企業快速提高量產能力的解決方案。量產能力差是制約航空制造發展的一個瓶頸，無論是民用飛機還是軍工領域，都面臨著比較大的問題。Ready For Rate解決方案可以更好地優化生產，優化制造過程，優化設計，使設計面向制造，考慮制造的效率。

“每一屆航展中，飛機制造企業都會著重談他們的制造環節。目前，波音、空客積累的生產定單有6000多架，按照現在的生產速率8到10年內也無法完成。這不是每年新增定單，而是積累定單，這就需要不斷提高生產效率，從而盡快交付客戶。因此，我們要幫助客戶‘Ready For Rate’。”Patrick FARDEAU這樣解釋Ready For Rate的由來。

制造流程的優化解決方案被廣泛應用于達索系統的十二個主要行業中，在實踐推廣的過程中，航空航天領域也不斷向其他領域輸送先進經驗。例如健康領域已經開始利用三維建模，對心臟等器官進行建模，包括DNA、血管結構，并應用數字化技術進行醫學分析。另外，很多在飛機上大規模應用過的復合材料，都具有輕質、多特性等優點，通過在航空航天領域的實踐，推廣到生物醫療領域，甚至通過3D打印實現更多的新用途。同時，達索系統通過收購Accelrys，增強了生命科學和材料科學的技術研發實力，推出BIOVIA，為用戶提供生命科學和材料計算科學的應用，幫助用戶開展基礎材料研究，進行材料微觀建模，滿足新材料研發的要求。

在智能制造方面，達索系統基于3D體驗平臺，幫助用戶構建產品的虛擬狀態，這個階段完成以后，就可以在虛擬環境中進行設計，并實現數字化制造，對工廠、對生產線、對設備進行虛擬建模，把虛擬的產品和虛擬的制造設備融合起來，做一個虛擬的制造。先虛擬設計，把工廠廠房虛擬構建起來以后進行虛擬制造。在正式的生產組裝下線之前，在虛擬的環境中，實現一次產品的組裝，并把產品推出生產線，驗證產品的數字連續性，完整地打通設計端、概念端、制造端以及運營端的整個流程。在流程末端的運營過程中也要進行分析仿真，把人和設備放到虛擬環境中，檢驗運營情況，發現生產質量問題、效率瓶頸等。達索系統的3D體驗平臺可以幫助用戶從設計到制造，再到運營完整地走完“一條線”。

Patrick FARDEAU同時認為新技術是智能制造與工業4.0的重要支撐，他說：“達索系統有很多新的技術，也投入了很多精力在3D打印和機器人等領域，我們在美國有一個創新實驗室，把機器人、VR/AR技術以及3D打印綜合在一起，從一個概念到最后生產原型出來，大概就幾十天時間，這也是智能制造、工業4.0的一部分。”

在問及達索系統在航空航天領域如何保持技術優勢時，Patrick FARDEAU這樣回答：“我們不僅僅是要保持我們的競爭優勢，同時我們還要提升我們的優勢地位。達索系統在3D體驗平臺中投入巨資，利用這個平臺來制定專門針對航空航天的解決方案，結合新收購的技術、其他領域的技術以及全新的方法，來改善現有客戶的業務流程。”