作為高端裝備制造業(yè)的典型代表，航空制造業(yè)具有集成與綜合化程度高、多元化廣域協(xié)同范圍廣等顯著特征，需要充分利用先進的數(shù)字化協(xié)同技術(shù)，構(gòu)建多層次、多方位的全價值鏈協(xié)同業(yè)務(wù)體系和應(yīng)用體系。我國航空制造業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)競爭格局大調(diào)整、大變革和大發(fā)展的歷史時期，迫切需要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，突出核心能力，以搶占價值鏈高端。在此背景下，有必要面向企業(yè)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級的總體目標，從全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈、端到端價值鏈等多個角度，重新梳理飛機工程研制與服務(wù)保障的協(xié)同業(yè)務(wù)模型體系，并引入新的信息化技術(shù)和先進管理思想，構(gòu)建數(shù)字化協(xié)同的先進協(xié)同應(yīng)用體系，推動飛機研發(fā)、制造、服務(wù)保障的業(yè)務(wù)模式變革，提升核心競爭力。

國內(nèi)外現(xiàn)狀

    1.國外情況

    計算機支持的協(xié)同工作(Computer Supported Cooperative Work，簡稱CSCW）的思想是1984年由Crief和Cashman提出的，其目的是構(gòu)建一個計算機支撐下的虛擬共享環(huán)境，使分布在異地的人員能夠基于該環(huán)境進行快速、高效的協(xié)同工作。歐美等發(fā)達國家對CSCW的研究和應(yīng)用高度重視，并且通過政府、機構(gòu)和大公司的資助，支持科研院校進行了大量面向工程實際的協(xié)同技術(shù)研究工作。如歐洲的Esprit II計劃中的Euro-CoOp項目就是為了開發(fā)能支持分布式協(xié)同的系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于大型的工程項目。Stanford大學聯(lián)合Lockheed、EIT及HP進行的PACT項目用于研究大規(guī)模、分布式并行工程系統(tǒng)，重點研究分布式協(xié)同設(shè)計的問題。由APAR SISTO資助Stanford大學CDR、EIT及SIMA合作開發(fā)的SHARE項目支持Internet網(wǎng)上的設(shè)計小組進行同步的產(chǎn)品設(shè)計。

    隨著歐美高端制造業(yè)企業(yè)紛紛采用全球化戰(zhàn)略，不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，并通過產(chǎn)業(yè)鏈的分散化協(xié)同實現(xiàn)優(yōu)勢互補，從工業(yè)化需求層面大大推動了協(xié)同技術(shù)的發(fā)展和工程化應(yīng)用，形成了大量數(shù)字化協(xié)同的成功案例和最佳實踐。如Airbus的ENHANCE、VIVACE項目，以及Airhus集團（原EADS集團）發(fā)起的PHENIX項目，并基于這些項目構(gòu)建了A380/A350/A400M等型號的PLM協(xié)同平臺。Boeing、Lockheed Martin、Raytheon、NASA、Thales等公司也通過實施PLM協(xié)同平臺推進了其業(yè)務(wù)變革和轉(zhuǎn)型工作。下文以Airbus集團為例進行說明。

    在全球化戰(zhàn)略指引下，Airbus集團的業(yè)務(wù)模式由“Build to Print”（來圖加工模式）向“Integrators”（集成商模式）轉(zhuǎn)換，即只關(guān)注頂層設(shè)計及集成、客戶服務(wù)、適航等核心業(yè)務(wù)，剝離非核心業(yè)務(wù)，將70%以上的零部件分包給RSP（風險共擔供應(yīng)商）和二級、三級供應(yīng)商。為了適應(yīng)該業(yè)務(wù)模式，Airhus集團在2007年實施了PHENIX等項目，以推進PLM等信息化平臺在三大子公司和擴展企業(yè)(EE)范圍內(nèi)的應(yīng)用、工具及流程的統(tǒng)一�；�于該項目，Airhus集團面向產(chǎn)品全生命周期構(gòu)建了市場營銷、研發(fā)、生產(chǎn)、客戶服務(wù)的一體化應(yīng)用體系。該應(yīng)用體系通過xBOM實現(xiàn)單一數(shù)據(jù)源管理和全生命周期構(gòu)型管理，通過構(gòu)建面向全球的協(xié)同環(huán)境實現(xiàn)EE(Extended EntERPrise)的廣域協(xié)同，以支撐空客內(nèi)部以及17000多名供應(yīng)商之間的協(xié)同研發(fā)，保證了A380/A350 XWB等型號研制的成功。

    在Airbus集團的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型過程中，其90年代專門成立的ACE(Airbus Concurrent Engineering)部門強調(diào)將業(yè)務(wù)與新的管理理念和PLM等信息化工具緊密結(jié)合，不斷優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、標準體系及應(yīng)用工具，將傳統(tǒng)的串行研制模式轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿泄こ萄兄颇Ｊ剑�并在A380、C295、A400M和A350等型號的研制中成功地進行了應(yīng)用，大大提高了協(xié)同效率，縮短了研制周期。在A320neo新型號研制中，ACE又提出了協(xié)同工程(CollaborativeEngineering)的新研制模式。在并行工程模式中，功能設(shè)計(FunctionalDesign)與生產(chǎn)工藝設(shè)計(IndustrialDesign)雖然存在并行，但是仍然是兩個不同團隊、不同業(yè)務(wù)流程，設(shè)計交付DMU之后，工藝仍然需要進行轉(zhuǎn)換工作。在協(xié)同工程模式中，功能設(shè)計與生產(chǎn)工藝設(shè)計的業(yè)務(wù)和組織完全融合，采用統(tǒng)一的設(shè)計流程，并將一個統(tǒng)一的iDMU(IndustrialDMU)交付給生產(chǎn)執(zhí)行環(huán)節(jié)(MESIERP)。生產(chǎn)執(zhí)行環(huán)節(jié)的超差偏離將反饋至iDMU，形成As-Built（單架次實例化DMU）。傳統(tǒng)模式、并行工程及協(xié)同工程的差異性比較見表1。

表1 傳統(tǒng)模式、并行工程與協(xié)同工程的比較

    2.國內(nèi)情況

    國內(nèi)制造業(yè)從20世紀70年代開始應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，經(jīng)過近30年的努力取得了顯著成效，在產(chǎn)品設(shè)計、制造、管理的各個環(huán)節(jié)已廣泛應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，各種諸如CAD、CAPP、CAM、PDM和ERP等單項技術(shù)與系統(tǒng)的應(yīng)用比較普及，產(chǎn)品研制周期明顯縮短，設(shè)計制造質(zhì)量顯著提高。面對市場與研制的全球一體化趨勢，我國的航空制造業(yè)從原來一廠一所的獨立研制模式向多廠所聯(lián)合研制甚至國際合作研制的模式轉(zhuǎn)變。借助大飛機等重大IT程項目，中航工業(yè)第一飛機設(shè)計研究院、中國商飛等單位紛紛開展了分布式數(shù)字化協(xié)同研制平臺的建設(shè)，型號研制中的多家參研單位可以基于該協(xié)同虛擬工作環(huán)境開展協(xié)同工作、數(shù)據(jù)共享、構(gòu)型狀態(tài)管理和控制等，以消除多家參研單位的地域障礙，提高協(xié)同效率，確保了型號研制的成功。

    與國外高端制造業(yè)企業(yè)的數(shù)字化工程協(xié)同能力建設(shè)情況相比，國內(nèi)航空制造企業(yè)雖然構(gòu)建了相應(yīng)的數(shù)字化協(xié)同應(yīng)用體系，但是傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)模式仍然沒有發(fā)生大的改變，工程協(xié)同的建設(shè)內(nèi)容主要限于數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收、現(xiàn)場單據(jù)協(xié)調(diào)等，缺少與業(yè)務(wù)的緊密融合和相互促進，數(shù)字化協(xié)同技術(shù)的效能和價值遠未發(fā)揮。針對這些問題，下文將從數(shù)字化協(xié)同技術(shù)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)兩個方面分別進行詳細論述。

數(shù)字化協(xié)同技術(shù)架構(gòu)

    為了提高市場競爭力，航空制造業(yè)未來將持續(xù)推進業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級，通過調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進一步開放價值鏈體系，以實現(xiàn)優(yōu)勢互補和降低成本。未來航空制造業(yè)全球化開放式價值鏈體系如圖1所示。在該體系中，大部分的產(chǎn)品設(shè)計、原型制造、零部件生產(chǎn)、系統(tǒng)集成都將外包給多級供應(yīng)商，主制造單位主要負責頂層架構(gòu)設(shè)計、標準工藝過程開發(fā)、關(guān)鍵系統(tǒng)及整機總裝集成、銷售服務(wù)、項目管理、質(zhì)量管理、商業(yè)模式開發(fā)等。主制造商通過供應(yīng)鏈管理SCM、產(chǎn)品全生命周期管理PLM等軟件實現(xiàn)與供應(yīng)商的協(xié)同和管理。

圖1 航空制造業(yè)全球化開放式價值鏈

    基于上述價值鏈模式，引入先進的研制管理模式，結(jié)合航空制造業(yè)的業(yè)務(wù)特點，給出了如圖2所示的數(shù)字化協(xié)同技術(shù)架構(gòu)。該架構(gòu)包括3個層次：業(yè)界先進的管理思想、4個維度的數(shù)字化協(xié)同技術(shù)和標準化工程中間件技術(shù)。

圖2 航空制造數(shù)字化協(xié)同技術(shù)架構(gòu)

    其中，業(yè)界先進的管理思想包括基于模型的系統(tǒng)工程、并行工程/協(xié)同工程、精益化管理、全球產(chǎn)業(yè)鏈分散化管理等。數(shù)字化協(xié)同技術(shù)包括以模型為核心的多專業(yè)/多學科協(xié)同技術(shù)(Model Centric)、以模塊化為核心的全生命周期價值鏈端到端一體化協(xié)同技術(shù)(Module Centric)、以規(guī)劃和計劃為核心的工程管理協(xié)同技術(shù)(Plan Centric)、以合同協(xié)議為核心的全球供應(yīng)鏈協(xié)同技術(shù)(ContractCentric)。該協(xié)同技術(shù)體系涵蓋了全壽期、多層次、多要素、多維度的協(xié)同業(yè)務(wù)。其中，全壽期包括立項論證至售后保障的全生命周期各個階段，多層次包括專業(yè)內(nèi)、多專業(yè)、企業(yè)間等，多要素包括進度、質(zhì)量、技術(shù)狀態(tài)等，多維度包括管理、工程、多級供應(yīng)商、用戶方等。標準化工程中間件主要為不同層次的協(xié)同提供通用技術(shù)支持，以實現(xiàn)信息集成、流程協(xié)同和數(shù)據(jù)共享。下文將分別對上述技術(shù)進行詳細論述。

關(guān)鍵技術(shù)

    1.以模型為核心的多專業(yè)/多學科設(shè)計協(xié)同技術(shù)

    飛機的設(shè)計及更改工作貫徹于產(chǎn)品全生命周期各個階段，并且涉及多個專業(yè)、多個學科。為了確保產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量和滿足客戶需求，有必要改變傳統(tǒng)的以詳細設(shè)計階段為主的管理模式，引入基于模型的系統(tǒng)工程管理思想，實現(xiàn)需求、架構(gòu)設(shè)計、方案設(shè)計、詳細設(shè)計、仿真驗證的一體化；改變注重結(jié)構(gòu)設(shè)計單一專業(yè)的管理模式，擴展為廣義研發(fā)領(lǐng)域多專業(yè)的協(xié)同，其中廣義研發(fā)多專業(yè)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計、軟件設(shè)計、工藝設(shè)計、工裝設(shè)計、檢驗設(shè)計、維修保障設(shè)計等；改變注重產(chǎn)品設(shè)計單一學科的管理模式，擴展為產(chǎn)品設(shè)計與四性綜保、重量重心、強度分析、仿真分析等多個學科的協(xié)同，以優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計特性；改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模擬量傳遞方式，提升為以模型為核心的數(shù)字量傳遞模式，并逐步過渡至虛擬產(chǎn)品聯(lián)合定義的模式，其中虛擬產(chǎn)品聯(lián)合定義指的是協(xié)同工程模式下的多專業(yè)、多學科高度融合的業(yè)務(wù)協(xié)同模式。

    在基于模型的系統(tǒng)工程研發(fā)體系中，模型代表不同階段產(chǎn)生的模型集合，它們互相聯(lián)系，并分別解決不同領(lǐng)域的問題。模型集合的組成及其邏輯關(guān)系如圖3所示，包括產(chǎn)品設(shè)計模型集合和衍生模型。其中，產(chǎn)品設(shè)計模型包括需求模型、頂層架構(gòu)設(shè)計模型（參數(shù)模型、架構(gòu)模型、行為模型）、電氣/通信設(shè)計模型、硬件設(shè)計模型、軟件設(shè)計模型等，這些模型是按照產(chǎn)品研制流程而產(chǎn)生的輸出結(jié)果。衍生模型是由產(chǎn)品設(shè)計模型派生出來，用以驗證、說明、分析等用途的特殊模型，主要包括仿真模型、工序模型、檢驗?zāi)Ｐ�、維修模型、安全分析模型、成本分析模型等。

    在基于模型的設(shè)計方面，國內(nèi)外航空先進制造企業(yè)已經(jīng)或正在開展基于MBD(Model Based Definition)的數(shù)字化產(chǎn)品定義、基于MBD的數(shù)字化工藝設(shè)計及仿真、基于MBD的工藝裝備設(shè)計制造集成、基于MBD的數(shù)字化檢測及質(zhì)量控制等技術(shù)的應(yīng)用和標準制訂工作，基本實現(xiàn)了全數(shù)字量傳遞的數(shù)字化工程協(xié)同工作模式。MBD技術(shù)重點解決傳統(tǒng)研制模式下的數(shù)據(jù)表達、傳遞及二義性轉(zhuǎn)換的問題，數(shù)據(jù)的核心以產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)為主。如圖3所描述的模型體系，在MBD技術(shù)深入應(yīng)用的基礎(chǔ)上，需要向前端的需求設(shè)計、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，后端的仿真驗證、生產(chǎn)、維修、質(zhì)量（安全、成本、可靠性分析等）等環(huán)節(jié)進行擴展，并逐步與業(yè)務(wù)組織調(diào)整相結(jié)合，向協(xié)同工程研制模式下的模型整合方向發(fā)展。

圖3 廣義產(chǎn)品研發(fā)模型體系

    基于模型的系統(tǒng)工程管理思想除了強調(diào)以模型為核心的設(shè)計，還強調(diào)全生命周期過程中基于模型的協(xié)同管理，即通過管理環(huán)境實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期模型數(shù)據(jù)的管理和基于模型的設(shè)計協(xié)同，支持各階段、各學科模型的關(guān)聯(lián)性和可追溯性。

    2.以模塊化為核心的全價值鏈端到端一體化協(xié)同技術(shù)

    全生命周期價值鏈端到端的業(yè)務(wù)過程包括立項論證、方案設(shè)計、工程研制、試驗驗證、定型批產(chǎn)、售后保障等各個階段。為了提高各個階段業(yè)務(wù)工作的協(xié)同效率，確保各個階段的關(guān)聯(lián)性和符合性，實現(xiàn)模塊化統(tǒng)一管理是重要的基礎(chǔ)保障。

    模塊化是一種產(chǎn)品設(shè)計及管理理念，在全生命周期價值鏈端到端的協(xié)同體系中貫徹模塊化思想，其優(yōu)點包括：可以提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)重用性，快速推出適應(yīng)客戶需要的系列化和個性化產(chǎn)品；實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)扁平化，可以簡化工程管理和技術(shù)狀態(tài)管理，提高數(shù)據(jù)管理的準確度；采用先進的模塊化生產(chǎn)和裝配模式，縮短交付周期；利于產(chǎn)品維修和客戶增值服務(wù)；利于合作伙伴的接口定義和合作研制機制。

    基于模塊化的全價值鏈端到端協(xié)同核心技術(shù)及支撐規(guī)范如圖4所示。在產(chǎn)品設(shè)計初期就需要面向未來的平臺系列化發(fā)展目標進行模塊化規(guī)劃，并在各個設(shè)計環(huán)節(jié)貫徹模塊化設(shè)計的原則。在模塊化設(shè)計過程中，引入并行工程或協(xié)同工程的思想，采用DFx的設(shè)計方法，以保持底層設(shè)計模塊在全生命周期各個階段的一致性和完全共享，避免模塊在不同階段的重新打散，從而影響其符合性和可追溯性。其中，DFx包括面向需求的設(shè)計(Design for Requirement)、面向制造的設(shè)計(Design for Manufacturing)、面向裝配的設(shè)計(Design for Assembly)、面向維修的設(shè)計(Design for Maintenance)等。

圖4 基于模塊化的端到端協(xié)同核心技術(shù)及支撐規(guī)范

    除了模塊化的設(shè)計技術(shù)外，還需要模塊化管理和應(yīng)用技術(shù)。模塊化管理主要包括基于模塊化的數(shù)據(jù)簽署、發(fā)放、更改、供應(yīng)商協(xié)同，以保持模塊的原子化和完整性管理。模塊化應(yīng)用主要包括模塊化生產(chǎn)、模塊化選裝選配、模塊化交付、模塊化維修、模塊化技術(shù)協(xié)調(diào)等。

    3.以規(guī)劃和計劃為核心的工程管理協(xié)同技術(shù)

    航空制造工程研制工作是一項復雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)用技術(shù)復雜且具有不確定性，持續(xù)周期長，需要巨大的資金、資源支持和大量參研人員協(xié)同工作。因此，為了保障項目的研制成功，需要以規(guī)劃、計劃為核心，采用精益化管理思想，構(gòu)建相應(yīng)的工程管理協(xié)同應(yīng)用體系。

    圖5為以規(guī)劃和計劃為核心的工程管理協(xié)同體系框架，該框架將任務(wù)規(guī)劃、計劃制定、工程執(zhí)行、結(jié)果反饋等環(huán)節(jié)緊密結(jié)合起來，形成一體化、透明化的精益管理基礎(chǔ)模式�；�于該框架思想，首先需要利用需求管理工具RT進行協(xié)同任務(wù)的規(guī)劃，包括需求規(guī)劃、模塊規(guī)劃、質(zhì)量規(guī)劃、適航規(guī)劃、試驗規(guī)劃、工藝規(guī)劃、維修規(guī)劃等；然后根據(jù)任務(wù)規(guī)劃進行資源配置和進度安排，并在多項目管理平臺中形成工程協(xié)同計劃；工程協(xié)同計劃可以直接傳遞給工程研制協(xié)同環(huán)境PLM/MES/ERP，使工程人員根據(jù)計劃任務(wù)開展相應(yīng)的研制工作，并將結(jié)果和狀態(tài)進行反饋。

圖5 以規(guī)劃和計劃為核心的工程管理協(xié)同體系框架

    關(guān)鍵支撐技術(shù)包括多項目管理、質(zhì)量和適航管理、技術(shù)狀態(tài)管理等。其中，多項目管理強調(diào)以項目管理為主線，實現(xiàn)復雜裝備研制進度、資源、風險、合同、成本等要素的統(tǒng)一管理，并將項目管理與工程研制協(xié)同平臺進行整合，實現(xiàn)計劃及交付的透明化監(jiān)控和可視化追溯。質(zhì)量和適航管理將改變傳統(tǒng)的事后檢查管理模式，通過與工程研制過程的捆綁，實現(xiàn)質(zhì)量和適航目標定義、分解、實現(xiàn)的關(guān)聯(lián)和全過程監(jiān)督，以加強事前規(guī)劃和事中控制。技術(shù)狀態(tài)管理強調(diào)從標識、控制、審核和記實4個方面實現(xiàn)全壽期、全要素、全方位、全特性的技術(shù)狀態(tài)管理。其中，全壽期指產(chǎn)品全生命周期各個階段，全要素包括產(chǎn)品設(shè)計、工藝、工裝、質(zhì)量/適航、仿真、試驗等方面，全方位包括設(shè)計、制造、客戶服務(wù)、供應(yīng)商等不同的參研主體，全特性包括虛擬產(chǎn)品的功能特性和實物產(chǎn)品的物理特性。

    4.以合同和協(xié)議為核心的全球產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同技術(shù)

    隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和產(chǎn)業(yè)鏈的進一步分散化，飛機研制過程中的協(xié)作主體和協(xié)作關(guān)系將愈發(fā)復雜。為了消除地域障礙，有效地管控協(xié)同過程并提高協(xié)同效率，有必要從總制造商的角度，面向航空制造產(chǎn)業(yè)鏈體系，構(gòu)建完善的全球產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同環(huán)境，以合同和協(xié)議為核心實現(xiàn)不同協(xié)作主體（客戶、適航當局、多級供應(yīng)商、試驗單位等）的不同維度（計劃、質(zhì)量、工程等）的無縫協(xié)同。

    以供應(yīng)商協(xié)同為例，在方案階段與供應(yīng)商進行聯(lián)合產(chǎn)品定義，確定供應(yīng)商所承擔工作包的技術(shù)規(guī)格（或技術(shù)協(xié)議）；基于該技術(shù)規(guī)格，形成供應(yīng)商交付計劃，指導供應(yīng)商研制工作，并管理交付和試驗狀態(tài)；基于技術(shù)規(guī)格和交付計劃，總體設(shè)計單位按照工作包劃分協(xié)調(diào)區(qū)，并將協(xié)調(diào)區(qū)相應(yīng)的上下文數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的供應(yīng)商，供應(yīng)商基于接收的設(shè)計上下文環(huán)境開展分包設(shè)計工作，設(shè)計完成后提交設(shè)計結(jié)果，并根據(jù)交付和試驗情況反饋交付和試驗狀態(tài)。

    關(guān)鍵技術(shù)包括客戶協(xié)同、適航當局協(xié)同、供應(yīng)商協(xié)同、試驗協(xié)同、外場保障協(xié)同等。其中，供應(yīng)商協(xié)同主要解決一級和二級供應(yīng)商的協(xié)同和管理問題，標準件及零部件供應(yīng)商管理通常納入供應(yīng)鏈管理體系中進行管理，或者由一級、二級供應(yīng)商根據(jù)配套需求進行管理。外場保障協(xié)同則主要實現(xiàn)產(chǎn)品交付后的外場技術(shù)支持協(xié)同，包括技術(shù)資料信息發(fā)布、外場技術(shù)支持過程管理、裝備運行可靠性數(shù)據(jù)管理等。

    5.標準化工程中間件技術(shù)

    標準化工程中間件技術(shù)可以分為集成技術(shù)、協(xié)同技術(shù)和數(shù)據(jù)共享技術(shù)3類。其中，集成技術(shù)主要解決異構(gòu)應(yīng)用或數(shù)據(jù)庫層面的集成問題，集成模式將逐步從點對點的模式向基于SOA(Service Oriented Architecture，面向服務(wù)的架構(gòu))的集成HUB模式轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)集成模式的規(guī)范化、標準化和可擴展性。協(xié)同技術(shù)主要解決異地不同協(xié)作主體之間的同步或異步協(xié)同問題，包括協(xié)同規(guī)范和業(yè)務(wù)流程集成協(xié)同。在協(xié)同中，需要遵循協(xié)同規(guī)范進行協(xié)同應(yīng)用環(huán)境搭建及對接，并按照規(guī)范開展相應(yīng)的協(xié)同業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)流程集成協(xié)同需要解決跨地域、跨應(yīng)用的流程對接問題，保證流程的順暢流轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)共享技術(shù)包括單一數(shù)據(jù)源管理、BOM管理、數(shù)據(jù)交換標準、虛擬樣機技術(shù)、安全控制等。

    在數(shù)據(jù)交換標準方面，基于STEP的數(shù)據(jù)表達、數(shù)據(jù)交換和信息系統(tǒng)集成機制，正成為解決不同的異構(gòu)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換和信息共享的根本機制。在機械設(shè)計與制造領(lǐng)域常用的STEP協(xié)議包括：系統(tǒng)工程領(lǐng)域的AP233、MCAD領(lǐng)域的AP203/AP214、ECAD領(lǐng)域的AP210、CAE領(lǐng)域的AP209、工藝規(guī)劃領(lǐng)域的AP224、數(shù)控加工領(lǐng)域的AP238、PLCS(Product Lifecycle Support，產(chǎn)品生命周期支持)領(lǐng)域的AP239等。在數(shù)字化工程協(xié)同中，需要按照上述標準進行異構(gòu)工具及應(yīng)用的集成、數(shù)據(jù)傳遞和共享。

    在虛擬樣機技術(shù)方面，按照研制階段劃分包括需求樣機、概念樣機、工程樣機、產(chǎn)品樣機等。其中，產(chǎn)品樣機指工程基本定型后，在工程樣機基礎(chǔ)上增加工裝模型、可靠性模型、維護模型、虛擬仿真模型、操作模型等，以支持生產(chǎn)、維修、訓練、操作等用途，因此也可以按照用途分為銷售樣機、生產(chǎn)樣機、維護樣機、訓練樣機等。按照專業(yè)可以劃分為結(jié)構(gòu)樣機、功能或性能樣機，按照組成關(guān)系又可以分為全機樣機、分區(qū)樣機等。目前對虛擬樣機的應(yīng)用主要側(cè)重在結(jié)構(gòu)設(shè)計樣機DMU的展示和干涉檢查方面，但DMU與工程協(xié)同具體應(yīng)用的結(jié)合尚不緊密。未來虛擬樣機技術(shù)將逐步向全生命周期各個階段、多專業(yè)、多用途的方向發(fā)展，并將與工程協(xié)同環(huán)節(jié)緊密融合，實現(xiàn)虛擬樣機支撐下的數(shù)字化工程協(xié)同新體系。

發(fā)展趨勢

    當前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革醞釀新的突破，特別是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠的產(chǎn)業(yè)變革。發(fā)達國家紛紛實施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，強化制造業(yè)創(chuàng)新，重塑制造業(yè)競爭新優(yōu)勢，如德國提出“工業(yè)4.0”，美國提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，中國提出“中國制造2025”等。在“中國制造2025”戰(zhàn)略中，航空航天制造被列為需要重點突破的十大領(lǐng)域之一，在新常態(tài)、新戰(zhàn)略、新信息技術(shù)的大背景下，航空制造的數(shù)字化協(xié)同呈現(xiàn)如下的發(fā)展趨勢。

    (1)新業(yè)態(tài)下的協(xié)同商業(yè)模式不斷變化：隨著互朕網(wǎng)+與制造業(yè)的結(jié)合，將催生基于互聯(lián)網(wǎng)的研制眾包等新業(yè)態(tài)，支持產(chǎn)業(yè)鏈進一步分散至社會個體化的研制資源，從而實現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的按需設(shè)計與制造協(xié)同新模式。

    (2)基于企業(yè)聯(lián)盟的云制造協(xié)同：通過物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)企業(yè)聯(lián)盟的資源聚合統(tǒng)籌和云端資源整合，催生制造資源運營管理服務(wù)的新業(yè)態(tài)，形成“分散資源、集中管理”和“集中資源、分散服務(wù)”的制造資源接入、管理、使用的新協(xié)同模式。

    (3)增強現(xiàn)實支持下的縱向集成協(xié)同：在未來，生產(chǎn)過程中的每一步都將在虛擬世界被設(shè)計、仿真以及優(yōu)化。真實的物理世界如物料、產(chǎn)品、工廠等將被建立起一個高度仿真的數(shù)字“雙胞胎”，通過虛擬與物理世界的縱向集成，實現(xiàn)更深層次的人機動態(tài)協(xié)同。

    (4)大數(shù)據(jù)支持下的智能化工程協(xié)同：大數(shù)據(jù)主要包括設(shè)計數(shù)據(jù)、生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)、產(chǎn)品運營數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)可以利用物聯(lián)網(wǎng)從智能產(chǎn)品和智能設(shè)備中進行動態(tài)感知，然后進行實時分析和自主智能決策，并能夠?qū)�決策指令反饋給智能產(chǎn)品和智能設(shè)備，以實現(xiàn)精準執(zhí)行。

結(jié)束語

    航空制造數(shù)字化協(xié)同體系包括了業(yè)務(wù)體系和應(yīng)用體系，其建設(shè)和應(yīng)用的過程也是實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)變革和管理創(chuàng)新的過程，涉及到商業(yè)模式、組織體系、業(yè)務(wù)流程、資源技能、工具及應(yīng)用等方方面面的優(yōu)化和整合。在體系化建設(shè)和應(yīng)用推進中應(yīng)注意業(yè)務(wù)與IT的緊密融合，以業(yè)務(wù)變革推動IT應(yīng)用體系構(gòu)建，以IT應(yīng)用體系保障業(yè)務(wù)變革的成功實施。展望未來，隨著“中國制造2025”的逐步推進，新的信息化技術(shù)、先進的管理思想將與業(yè)務(wù)緊密融合，一定能全面促進航空制造業(yè)的業(yè)務(wù)變革，支撐并推動型號研制成功以及先進的數(shù)字化協(xié)同體系的形成。

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本文標題：航空制造業(yè)數(shù)字化協(xié)同技術(shù)綜述

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