系統(tǒng)工程生命周期流程集、基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)方法和先進的IT使能技術(shù)的應(yīng)用,適應(yīng)航空工業(yè)從傳統(tǒng)系統(tǒng)、復雜系統(tǒng)到復雜組織體系統(tǒng)的發(fā)展和演進趨勢,滿足不斷變化的、各利益攸關(guān)方的需求,實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)體系從傳統(tǒng)的基于文件的模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛谀P偷墓こ虆f(xié)同,使模型應(yīng)用從設(shè)計到仿真、制造等環(huán)節(jié)不斷延伸覆蓋,持續(xù)提升航空產(chǎn)品的研制能力和水平。
需求工程
如何正確、完整的識別系統(tǒng)的利益攸關(guān)者,并將其需要轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓪崿F(xiàn)、可驗證的結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)需求,進而指導設(shè)計過程,確保最終交付的系統(tǒng)滿足利益攸關(guān)者的需要,是需求工程的核心價值。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程過程中,需求在制定時以文件的方式表達,通過語言進行傳遞,具有不確定性和模糊性、多個文件間存在非關(guān)聯(lián)性。信息技術(shù)的進步不僅使得需求的表達、傳遞更加清晰和高效,同時通過建模與虛擬仿真技術(shù)使得工程師可以在概念階段即可完成對系統(tǒng)功能邏輯和功能/性能需求的確認與驗證,實現(xiàn)數(shù)字空間下V型研發(fā)模式的快速迭代。
設(shè)計工程
設(shè)計工程主要包括概念設(shè)計、工程設(shè)計和工藝設(shè)計。過去的概念設(shè)計階段是通過二維圖樣和三維模型來做輔助,現(xiàn)在通過兩化融合創(chuàng)新應(yīng)用,可以實現(xiàn)設(shè)計知識的嵌入與重用,參數(shù)化的快速建模,并通過組件化、模塊化的工具集成,實現(xiàn)流程驅(qū)動的多學科快速迭代、優(yōu)化與權(quán)衡的智能設(shè)計,達到縮短設(shè)計周期、降低風險和節(jié)約成本。
過去的工程設(shè)計主要是基于設(shè)計分離的分散設(shè)計和基于圖樣的幾何信息標注,最后組裝成數(shù)字或物理樣機。兩化融合的創(chuàng)新應(yīng)用,使得全三維數(shù)字樣機在工程設(shè)計階段得到深入應(yīng)用,并實現(xiàn)了產(chǎn)品全生命周期的全數(shù)字量傳遞,使數(shù)字樣機成為各業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)的唯一協(xié)調(diào)依據(jù),驅(qū)動多專業(yè)并行工作,確保設(shè)計的一次成功。
過去的工藝設(shè)計環(huán)節(jié)是依據(jù)設(shè)計模型,重構(gòu)工藝模型,開展工藝設(shè)計。現(xiàn)在通過兩化融合的創(chuàng)新應(yīng)用,可以直接引用設(shè)計模型開展數(shù)控加工、裝配工藝設(shè)計,甚至可以開展整個生產(chǎn)線車間現(xiàn)場的三維仿真,直接使用三維數(shù)模實現(xiàn)加工指令的生成,通過三維工藝驗證與優(yōu)化確保加工裝配成功率,并且提高整個工藝現(xiàn)場的指導性,支持了精益生產(chǎn)模式。
制造工程
IT技術(shù)的應(yīng)用,裝配、工藝、檢測等制造專業(yè)可以直接使用三維設(shè)計模型開展工藝設(shè)計與仿真(如:數(shù)控加工和3D打印的工作),還可以進行物流、車間、廠房的設(shè)計與仿真,確保了工廠、生產(chǎn)線的一次建設(shè)和產(chǎn)品一次性加工、裝配的成功率,支持柔性化生產(chǎn)和精益生產(chǎn)模式的實現(xiàn)。
產(chǎn)業(yè)協(xié)同依據(jù)在設(shè)計工程、制造工程階段生成的詳細的產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù),包括設(shè)計數(shù)據(jù)、工藝規(guī)程等,依托生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計、工藝資源和能力,通過協(xié)同平臺,完成設(shè)計與設(shè)計、設(shè)計與制造、制造與制造的協(xié)同工作。最終生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的物理產(chǎn)品。
試驗工程
傳統(tǒng)的基于物理樣機的仿真試驗驗證,成本高,周期長。應(yīng)用IT技術(shù)后,在設(shè)計階段就基于虛擬樣機,建立結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場和聲場等各種仿真模型,進行各種仿真試驗,從而較大幅度地減少物理試驗,提高產(chǎn)品研制效率,降低研制成本。
綜合確認
傳統(tǒng)的綜合、確認與驗證技術(shù)是基于設(shè)計經(jīng)驗提出試驗規(guī)范,利用物理樣品/樣機進行試驗,分散管理各試驗數(shù)據(jù)并以手工方式進行數(shù)據(jù)分析。通過與信息技術(shù)的融合,數(shù)字設(shè)計與虛擬試驗同步開展,減少了工程反復,部分替代物理試驗,降低了制造成本,縮短了制造周期,統(tǒng)一試驗管理和分析的改進,提高了產(chǎn)品開發(fā)的可靠性。