工业4.0背景下的航空PLM发展趋势


 

工业4.0是完整的工业体系,它是国家行为,也是国家体系。而工业4.0实施的边界条件,是数字化体系,数字化体系就是基于PLM的产品设计、工艺和制造。因此,PLM涉及方案阶段、工程研制阶段、批生产阶段、服务和销售阶段等全生命周期过程。目前,随着中国制造企业信息化的快速发展,对于PLM的应用也逐渐向深层次渗透。

中航工业资深专家宁振波表示:PLM在中国制造企业的使用并未随着信息技术的发展而向前后端延伸,但大多数企业仅仅做了PDM应用在工程研制和批生产阶段应用,成熟的全面应用PLM技术并将其前延到方案设计,向后延伸至综合保障阶段还需要很长的路要走。”

四个阶段

PLM是一个大概念,主要涉及需求工程、需求设计、概念设计、方案设计、方案冻结后的初步设计、详细设计,试制实验、产品定型后的批生产和产品销售后的保障服务等环节。众所周知,完整的产品PLM应包含四个阶段:方案阶段、工程发展阶段、批产阶段及保障服务阶段。航空领域在PLM方面积累经验较多。经过几十年的发展,航空领域一直利用信息化技术优势专注于产品的设计研发,但是PLM在航空领域的应用依然处在局部优化阶段。

以航空领域在PLM建设的工程发展阶段为例。围绕航空产品的设计制造要涉及设计过程中的产品数据管理、仿真数据管理、试验数据管理,以及试制过程中对企业资源的调用以及流程等诸多方面的联动与交互。而在这期间,每一项技术或数据方面的管理,又细化成各自的管理流程,用以发挥其最大的作用。这些联动或交互的作用,确保产品在研制过程中的质量和进度。可见,PLM局部的优化依托的是先进技术的支撑及管理流程的顺畅。

向两端延伸

 在工业4.0的体系架构中,需要智能设计,智能制造以及交付后的智能保障。中国企业需要在原有设计、仿真、工艺和制造的基础上,逐步过渡到整个工程研制过程。在这个过程中,智能制造必然要将前期的智能设计仿真落实在制造环节上。

宁振波指出,现阶段,中国航空PDM已大规模使用,这是良好应用PLM的基础,往后延伸就是综合保障与服务。实际上,不同企业之间有着较大差距,多数企业真正的延伸不是很完整。航空领域领先许多其他行业,目前最应该做的就是,将PDM的工程研制阶段做精。

站在工业4.0实施的边界条件层面,航空企业做好数字化,就是把工程研制阶段的产品的数字模型、仿真模型、工艺模型等建好。将指导制造的基础模型建好,那么PDM的两端延伸就能实现,否则两端延伸永远是假的。

现阶段使用PDM的制造企业,应该扎扎实实的做好设计模型、工艺模型、仿真模型,将基础性工作做好,模型建得准确、数量多、应用越广泛,才可能将PDM向两端延伸,才能实现PLM的应用。所以说,数字化是工业生产的边界条件,最基础的就是CADCAPPCAM,基于三维模型走通产品研制的设计、工艺、制造,工程研制得走通。走不通,将全是空谈。

“开放”是趋势

现今,在工业4.0大趋势与方向下,无论是信息技术还是工业软件都在谈论“开源”,这是一个敏感的词汇,对于现今的制造企业信息化,开放意味着安全、标准等多方面的考虑与利益纠葛。同样,航空领域PLM的开放性也一直是业界关注的热点。

PLM的开放体系架构包括从需求概念、方案到初步设计、详细设计,试制实验,每个软件模块之间都需变成标准接口。这就变成需求和概念之间的标准接口,将软件插入这些标准化接口后,就形成了PLM的开放性系统架构。

越标准化、模块化、系列化,安全性问题越难以解决,越容易受到破坏。而牵涉其中的利益纠葛也是难以解决的。然而,工业产品的开放性是发展的必然趋势,每一件工业产品的标准化、模块化、系列化会为大规模的工业产品使用带来便捷,如用户界面的开放会让用户在统一的界面下进行操作,便捷、高效。航空PLM在开放性的条件下,企业在处理好核心工艺产品的标准化、系列化、模块化之外,更须解决好安全性和可靠性问题。但这永远是矛盾的,这也是开放性产品必然带来的一个永恒的话题。

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