"新舟"700飞机协同开发与云制造

没得比

作者：杨国荣 中航飞机西安飞机分公司

——智能制造企业联盟层架构实施

　　中航飞机西安飞机分公司在新一代涡桨支线飞机“新舟”700研发过程中积极开展了智能制造的试点实施工作，在探索航空装备产品发展的新业态新模式方面获得了具有示范性的阶段成果。研究并提出了总体说明“新舟”700飞机基于企业联盟进行协同研制的必要性和可行性;从广义协同研发、智能制造生产和敏捷运营支持三个方面来规划“新舟”700协同开发与云制造的构架和实施方案。

　　基于企业联盟的“新舟”700协同研制

　　目前国际市场对80座级的支线飞机具有强烈的需求。“新舟”700飞机是一型面向全球用户、参与全球竞争的民用飞机。但是竞争对手较多且实力雄厚，因此项目的机遇与风险并存。必须改变以往的企业组织模式，以价值链为核心，按照“风险共担，利益共享”的方针，将松散协同的企业群组建成高度协同的企业联盟，以达到项目商业成功的目标，

　　目前，“新舟”700的研发成员企业已包括了设计与主制造商和4家机体结构、55家机载设备、454家材料标准件等供应商。必须通过协同开发、协同制造、协同服务来组建企业联盟，将飞机从设计到客服过程中涉及的所有设计商、制造商、供应商、集成商和客户等成员紧密联系成为一个利益共同体，构建贯穿全生命周期的信息平台，实现统一的IT环境、统一的技术状态管理、统一的质量管理、统一的计划协同与进度控制、统一的采购管理与成本管理和统一的运营支持管理，通过协同的方式和手段将这些企业群组建成企业联盟。

　　企业联盟的协同，在产品全生命周期的各个环节，有诸多问题需要协调一致，同步应对，如业务流程及其衔接、工作计划协调控制、生产制造状态以及一些意料之外问题的快速处理等，很多事情和问题要在短时间内解决，人力难为。因此需要依托新一代信息技术，将智能制造模式引入“新舟”700项目。

　　在紧扣实际情况的基础上，公司根据中航工业智能制造四层架构，着重展开了企业联盟层架构的应用和实践，在“新舟”700协同开发与云制造的试点示范项目建设过程中，贯彻和履行了智能制造“动态感知、实时分析、自主决策、精准执行”的特征。

　　“新舟”700协同开发与云制造

　　“新舟”700协同开发与云制造主要从广义协同研发、智能制造生产和敏捷运营支持三方面实施，主要内容如下：

　　1、广义协同研发

　　所谓的广义协同，意味着把设计所、主机厂、专业所、配套厂、供应商等不同个体通过统一的规范流程，对接各自的具体工作，以项目目标为核心，各企业共同、同时、同步地按计划完成工作任务，并实现全过程工作的相互协调、协助和协作。这种协同贯穿于飞机设计、制造、保障整个产品生命周期各个阶段。以初步设计方案评审(PDR)为例，其协同工作内容就包括：1)设计内部协同，完成总体技术方案;2)设计与主制造商协同，完成制造总方案、工艺总方案、工艺构型定义;完成材料供应商选择和规范确认;3)主制造商与机体结构供应商协同，完成资源规划;4)设计与局方协同，完成审定基础和初始审定计划;5)设计与供应商协同，完成工作包确认;6)设计与客户协同，完成客户服务总方案等。

　　为了支持广义协同，需要采用设计制造服务协同平台实现统一的构型管理、统一的数据管理(唯一数据源)、统一的协同工作流程。企业联盟的协同需要一套完整的基于信息化技术、数字化技术和网络化技术平台体系来支撑。研发制造服务协同平台体系是以设计制造协同管理平台为核心(规划、设计、数据模型的生成、问题的分析与处理、方案的形成与决策等)，集成项目管理、适航管理、生产制造管控、供应商协同及客服管理(工作状态的感知、信息采集、业务工作的管控和准确执行)等平台。在研发、制造、服务全过程中，企业联盟要实现信息流驱动业务流、数据流驱动物料流，达到智能管控、精准执行。其核心在于：

　　统一的构型管理：以构型状态控制全生命周期的产品状态，保证每架飞机的个性化状态在企业联盟各项工作中的统一性，确保产品的完整性和设计制造服务的可追溯性。在设计制造服务协同平台中，根据产品生命周期主要分为以下几个阶段：需求构型(RBOM)、设计构型(EBOM)、工艺构型(PBOM)、生产构型(MBOM)、服务构型(SBOM)和运营构型(OBOM)。每个阶段BOM在数据和信息表现形式存在继承性和差异性。

　　统一的数据管理：以产品数字化工程(MBX)为基础，通过设计制造协同管理平台把所有的数据综合、协调、集成起来。保证产品数据唯一性、完整性、有效性和正确性。在产品联合定义阶段实施协同的产品设计、工艺设计和工装设计，并通过平台将工程数据与工艺数据、工装数据实时关联，保证相关方协同工作的方案和数据协调一致。在生产和服务阶段，数据通过各应用平台下达执行层。执行层根据对应平台的指令和数据进行制造执行、供应商管理、采购管理、维护维修管理、客户服务及财务成本计算等工作。

　　统一的协同工作流程：指设计制造服务协同平台中对需求、设计、制造及售后等关键环节的统一管控，保证各联盟企业的协同工作流程有效、有序、准确的衔接。关键的协同流程至少有以下几个方面：

　　需求协同：市场分析的协同、用户需求定义的协同、构型定义的协同及成本控制需求的协同。

　　设计需求：产品设计的协同、工艺设计的协同、工装设计的协同、质量计划的协同、物料计划的协同、成本预算的协同、制造计划的协同。

　　制造协同：排产计划的协同、物料配送的协同、交付管理的协同、成本控制的协同、资源平衡的协同、采购管理的协同、质量控制的协同。

　　售后协同：客户管理的协同、备件管理的协同、客户服务的协同、维护服务的协同、维修服务的协同、运营服务的协同。

　　2、智能制造生产

　　根据实际需求，公司提出并构建“一个环境”和“六大平台”。一个环境指的是覆盖企业联盟全业务领域，联通生产设备的可靠高效的信息化网络基础环境。网络基础环境包括金航网/内网和外网两个部分，为安全考虑内网和外网采取物理隔绝。六大平台包括战略和综合管理与支持平台、市场营销管理平台、设计制造协同与工艺设计平台、生产管理与制造执行平台、采购及供应商管理平台和客户服务管理平台。通过网络环境和六大信息化平台建设，将生产管控触角从各业务领域延伸到主承制商及其供应商的生产组织及关键设备设施，支持各业务系统对生产过程的全面管控，最终达到过程精益化、管理系统化、成本最优化、效益最大化的目的。

　　现阶段，公司建立了“新舟”700云制造生产指挥中心，对各联盟企业的生产组织协调过程进行管控，并且搭建了PASS、SAAS和IAAS等云处理器、计算器和服务器。把业务知识、逻辑、规则与流程嵌入系统功能，作为实现制造智能的基础。

　　其中，“新舟”700云制造生产指挥中心是基于视频监控和生产指挥平台的管控中心，以生产过程的控制为核心，集成顶层规划，实现技术状态及工艺设计监控、生产过程监控等，对各协作单位、业务系统信息进行集成与管理。云制造生产指挥中心及时掌握各联盟企业关键环节及总体进展，实时掌握飞机设计以及各联盟企业工艺设计、工装设计、零件制造以及装配工序等各个环节的详细进展，最终实现生产过程的全息动态管控。

　　智能制造生产管控系统中，主承制商各业务系统包括：协同平台(DCE)、生产管控(ERP)、设备管理系统、劳动/材料定额系统、工装/工具管理系统、物资管理系统和人力资源管理系统。这些系统对主承制商生产线上的生产活动进行监控，同时也对部分联盟企业相关系统和关键工位进行直接管控。对于外网中外围联盟企业的配套信息和工位信息通过摆渡的方式，传输到内网。外网中的信息都可以通过移动终端进行审视。

　　采购及供应链管控是通过内网的ERO系统自主决策出动态需求，将需求传输给采购管理系统。在内网，采购管理系统直接将需求信息传输给主制造商进行生产供应;在外网，采购管理系统首先对联盟中拥有的供应商进行评价，然后对评价后的合适的发送采购需求，供应商进行生产供应。在生产过程中供应商需要将生产计划、生产进展、库存、发货和物流等信息向采购管理系统进行反馈。

　　制造过程中的智能管控，在飞机部/总装生产线上，控制中心有以下几部分组成：协同平台(DCE)、生产管控(ERP)、设备管理系统、劳动/材料定额系统、工装/工具管理系统、物资管理系统和人力资源管理系统组成。控制中心通过知识、规则、逻辑分析，对生产线进行智能排产。控制中心随时可对现场设备或物料管理设备进行状态核查，生产线上的传感器或信息采集设备将生产线上的飞机技术及质量状态反馈到控制中心。控制中心将根据实时的飞机技术及质量状态进行决策分析下达指令要求，实施对设备及物料流转设备智能管控，并对生产线中的各个环节进行全面的监控与控制，保证生产过程中工具和物料的自动配送、生产线设备自动执行、生产装配质量自动检测等功能。同时，将飞机生产中部分生产信息发送到客户服务平台，使生产管理人员及客户都可以通过平台了解到每一架飞机的生产状态，这也是用户运营支持与保障的基础。

　　3、敏捷运营支持

　　基于云服务的敏捷运营支持全角色的协同管理，是根据客户的需求对飞机状态、故障信息、航材需求、人员状态和维修需求等进行动态感知，以此获取飞机运行状态。进而实现远程诊断与维护、备件动态管理，在上述实时分析的基础上实施调动材料供应商、机载设备供应商、机体结构设计制造商、备件维修商、主制造商等企业联盟资源，实现自主决策。之后，在保障资源决策的基础上实现精准执行。最终达到快速响应，满足客户需求以及动态监控、实时保障的目的。

　　以下通过PCU故障处理案例来说明敏捷运用支持的优势，在传统程序中，首先人工获取故障信息，然后使用邮件、电话和人工等方式进行信息报送，之后开会讨论分析故障，最后需要总库发运进行航材支援，整个过程要耗时3天左右。而采用敏捷运营支持处理程序后，航时系统实时获取故障信息，信息通过系统直达报送，快响诊断故障信息，OEM分库直发航材进行支援，整个时间缩减为2小时。

　　在“新舟”700中构建了客户服务系统来实现基于云服务的运行支持，将主设计、主制造、适航当局、MRO厂商、供应商和客户等通过网站服务、呼叫方式、移动互联和体系共建等多种模式关联起来，通过快响中心、飞机支持、维修工程等功能模块进行市场营销和维修管理。

　　公司智能制造发展思路

　　总体思路和目标是通过“一个环境、六大平台”，构建公司三级管控体系，努力将公司建设成为架构清晰科学、流程精益高效、虚拟现实融合、智能化合理有度的信息物理系统。具体包括：1)深度扩展打好基础：流程再造、知识应用、系统集成;2)广度扩展覆盖全面：深度挖掘信息价值，显著提升运营质量;3)两化融合虚实互联：动态、自律的感知、分析、决策、执行。

　　技术目标是在两化不断加深融合的同时，依托型号，服务型号，最终实现全面信息化、适度智能化，在2018年前突破关键点，建立零件精益加工中心和飞机装配生产线，奠定基础探索模式;在2020年前深化扩展，推广应用持续改进，构建“新舟”700飞机协同开发与云制造平台;通过构建可快速重构的飞机装配生产线实现模式定制行业一流，最终在2025年实现智能制造。