王壽菊

摘要：信息化是企業(yè)持續(xù)發(fā)展的推動(dòng)力，本文介紹了國(guó)外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)信息化發(fā)展概況，總結(jié)分析國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)信息化的現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)標(biāo)先進(jìn)，找準(zhǔn)差距和不足，并對(duì)中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)信息化的發(fā)展規(guī)劃給出了相應(yīng)建議。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī);大數(shù)據(jù);人工智能;統(tǒng)一IT架構(gòu)

0 ?引言

航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為航空領(lǐng)域的核心裝備之一，是裝備制造業(yè)的尖端，也是一個(gè)國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的綜合體現(xiàn)。當(dāng)前在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，以“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”為特征的產(chǎn)品研制理念和發(fā)展模式，已經(jīng)成為國(guó)際先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的主流方向。

如何充分利用信息技術(shù)、開(kāi)發(fā)利用信息資源、促進(jìn)信息交流和知識(shí)共享，將信息技術(shù)融入到企業(yè)的業(yè)務(wù)流程中，融入到企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，成為國(guó)內(nèi)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的思考和切入點(diǎn)。

1 ?國(guó)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)信息化發(fā)展及借鑒

歐美等航空強(qiáng)國(guó)在開(kāi)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制和生產(chǎn)時(shí)，以信息化仿真技術(shù)為手段，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的全球化生產(chǎn)、低成本制造、高效率運(yùn)營(yíng)保障。廣泛開(kāi)展了信息化單元技術(shù)研究與應(yīng)用，針對(duì)各單元系統(tǒng)間存在的信息孤島，圍繞產(chǎn)品研發(fā)集成化，突破了航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的CIMS和PDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造;通過(guò)開(kāi)發(fā)CFD仿真分析系統(tǒng)，實(shí)施并行工程，建立發(fā)動(dòng)機(jī)典型零件的數(shù)字化生產(chǎn)線。近幾年，國(guó)外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)呈現(xiàn)出多元化發(fā)展的趨勢(shì)，重點(diǎn)向高精度、整體化、輕量化、智能化、低成本方向發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出智能制造、增材制造和裝配仿真等新型制造技術(shù)，而先進(jìn)制造技術(shù)的出現(xiàn)保證了新型結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。

GE航空不斷向基于模型（MBE）的數(shù)字化企業(yè)持續(xù)邁進(jìn)，業(yè)務(wù)模式的變化包括：建立知識(shí)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品研發(fā)模式;推廣MBD技術(shù)應(yīng)用;建立可配置的數(shù)字化樣機(jī)等。三維數(shù)字化模型實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、工藝、制造和服務(wù)全生命周期的貫穿應(yīng)用。從2011年開(kāi)始，GE各業(yè)務(wù)設(shè)立首席數(shù)字官CDO，重構(gòu)業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)數(shù)字化，研發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)字化，產(chǎn)品數(shù)字化、生產(chǎn)制造數(shù)字化，構(gòu)建Predix工業(yè)數(shù)字化服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)優(yōu)化制造設(shè)備和制造工藝，能將工廠數(shù)據(jù)處理速度提升50%，降低工廠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本，構(gòu)建連接各種工業(yè)機(jī)械產(chǎn)生的數(shù)字主線，收集全過(guò)程的工業(yè)機(jī)械運(yùn)行的數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)故障;在售后服務(wù)端，基于數(shù)字孿生技術(shù)為航空公司提供發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控和維護(hù)保障數(shù)據(jù)，能夠提前一個(gè)月預(yù)測(cè)哪些發(fā)動(dòng)機(jī)急需維護(hù)修理，提升設(shè)備效率和降低維護(hù)成本。

普惠公司強(qiáng)調(diào)制造、成本核算、產(chǎn)品維護(hù)等專業(yè)人員與供應(yīng)商和用戶一起在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期階段即行介入。在集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)（IPD）環(huán)境的建設(shè)過(guò)程中，“人、過(guò)程、技術(shù)”構(gòu)成了最基本的要素。三者相互依賴、相互支持，是IPD的關(guān)鍵所在，普惠公司針對(duì)這三個(gè)基本要素，以并行工程為核心開(kāi)展建設(shè)。近期，普惠公司正著手建立數(shù)字化修理站和機(jī)隊(duì)維修管理庫(kù)，通過(guò)提供以大數(shù)據(jù)為依據(jù)的決策和預(yù)防性維修工具，可以“提前很長(zhǎng)一段時(shí)間識(shí)別出可預(yù)見(jiàn)的維修”，告知發(fā)動(dòng)機(jī)客戶某一零件可能發(fā)生的故障，為及時(shí)替換零件和保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)提供支持。同時(shí)，于近期啟動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)工廠計(jì)劃，通過(guò)構(gòu)建數(shù)字主線，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)工作的端到端可視化，提高生產(chǎn)能力化設(shè)備利用率。

羅羅公司積極推進(jìn)面向全球化設(shè)計(jì)和全球化制造的設(shè)計(jì)制造一體化，將全球成百上千的IT系統(tǒng)整合到四大平臺(tái)（PLM、MES、SDM和ERP）。全面采用系統(tǒng)工程思想及三維主模型技術(shù)，進(jìn)行整機(jī)及系統(tǒng)層面的數(shù)字化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了瑞達(dá)系列發(fā)動(dòng)機(jī)的自頂向下設(shè)計(jì)。目前，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“從設(shè)計(jì)到飛行試驗(yàn)”大全面應(yīng)用。同時(shí)，羅羅公司將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)應(yīng)用到制作現(xiàn)場(chǎng)，提升生產(chǎn)質(zhì)量和管理效率;利用微軟Azure物聯(lián)網(wǎng)套件收集和匯總數(shù)據(jù)，對(duì)UltraFan新型發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)百萬(wàn)個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行挖掘分析。羅羅公司與卡塔爾航空合作利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)培訓(xùn)工程師，讓工程師能夠在沉浸式環(huán)境中利用視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)來(lái)拆卸瑞達(dá)XWB發(fā)動(dòng)機(jī)。

通過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，先進(jìn)國(guó)家的航空制造業(yè)數(shù)字化建設(shè)以及覆蓋了產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈、維修保障各個(gè)環(huán)節(jié)。航空制造企業(yè)普遍采用基于模型的系統(tǒng)工程方法，通過(guò)全球協(xié)同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)現(xiàn)了協(xié)同研制、設(shè)計(jì)制造一體化;從設(shè)計(jì)到飛行試驗(yàn)全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，進(jìn)行整機(jī)及系統(tǒng)層面的數(shù)字化設(shè)計(jì)，三維數(shù)字化模型實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、工藝、制造和服務(wù)全周期的貫穿應(yīng)用，基于數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)保障，更重要的一點(diǎn)，這些國(guó)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)都注重遵循流程分類框架（APQC）的搭建，APQC是端到端的業(yè)務(wù)視角，基于客戶為中心，基于角色而不是部門(mén)，遵從統(tǒng)一的流程架構(gòu)，消除“智能化段到段”。

2 ?國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及差距

在國(guó)家大力推進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)自主研制的大趨勢(shì)下，我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的信息化應(yīng)用受到空前重視并取得了長(zhǎng)足發(fā)展。航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)部門(mén)普遍采用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，初步實(shí)施了PDM系統(tǒng)，并在新研制的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)中基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)審簽、數(shù)據(jù)發(fā)放、設(shè)計(jì)文檔的管理與控制;“十五”期間，由國(guó)內(nèi)高校完成的第一代“航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值仿真系統(tǒng)-CANSS”，初步實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)、部件、系統(tǒng)、學(xué)科等方面若干軟件模塊的開(kāi)發(fā)和集成，并完成了在部分在研/現(xiàn)役整機(jī)及部件中的計(jì)算和分析。

由于我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)信息化發(fā)展起步較晚，整體并沒(méi)有完全形成業(yè)務(wù)流程牽引的信息化協(xié)同，信息化應(yīng)用時(shí)效性不足，不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)自主創(chuàng)新研制、精益穩(wěn)定制造、敏捷優(yōu)質(zhì)服務(wù)和高效運(yùn)營(yíng)的需要，主要表現(xiàn)在：

①產(chǎn)品研發(fā)方面。

面向整機(jī)的需求管理、數(shù)字化集成設(shè)計(jì)和驗(yàn)證環(huán)境缺失，設(shè)計(jì)、工藝、測(cè)試知識(shí)積累不足，全生命周期的正向研發(fā)流程尚未形成。

②生產(chǎn)制造方面。

結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、制造過(guò)程控制、制造資源利用缺乏有效的關(guān)聯(lián)及信息化支撐環(huán)境，數(shù)字化制造基礎(chǔ)薄弱，使產(chǎn)品工藝穩(wěn)定性、產(chǎn)品質(zhì)量和試制周期難以保證。

③試驗(yàn)驗(yàn)證方面。

尚未建立完整有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù);試驗(yàn)全流程數(shù)字化管理手段較弱，缺少數(shù)據(jù)融合和智能分析工具;試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一;試驗(yàn)仿真技術(shù)仍處于探索階段，尚未將實(shí)物試驗(yàn)驗(yàn)證與仿真虛擬驗(yàn)證有機(jī)結(jié)合。

④服務(wù)保障方面。

其技術(shù)能力薄弱，體現(xiàn)在航材管理上，各供應(yīng)商的航材工程數(shù)據(jù)和供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)沒(méi)有有效全面系統(tǒng)采集和管理，缺乏大數(shù)據(jù)分析能力，數(shù)據(jù)資產(chǎn)尚未管理和增值;技術(shù)出版物上，國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商在數(shù)字化出版物方面處于起步階段，相應(yīng)的工具和方法都有待完善;在運(yùn)行監(jiān)控方面，發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)手段、故障診斷能力和故障隔離技術(shù)欠缺，且維修手段單一，維修效率和效能低，在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配、試驗(yàn)和維護(hù)階段，缺乏數(shù)據(jù)收集手段，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在排故、維修、壽命管理等方面工作很難開(kāi)展。

⑤系統(tǒng)集成方面。

數(shù)字化基礎(chǔ)條件及設(shè)施仍需完善。缺乏端到端的業(yè)務(wù)流程管理體系及持續(xù)化機(jī)制，信息化平臺(tái)仍然以面向條塊和局部職能管理的運(yùn)行流程電子化為主，綜合管控能力有待提高。

⑥IT管理模式方面。

未構(gòu)建集團(tuán)統(tǒng)一的IT架構(gòu)，各單位的IT架構(gòu)是經(jīng)獨(dú)立發(fā)展而形成的，各單位信息化投資相對(duì)獨(dú)立，集團(tuán)的IT統(tǒng)籌管理能力正在形成，但集團(tuán)信息化資源分散，信息化技術(shù)人才匱乏，支撐能力有待進(jìn)一步加強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維模式仍是傳統(tǒng)的、被動(dòng)的和“救火式”的，大量網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維工作仍主要依靠人工完成，缺乏覆蓋多網(wǎng)絡(luò)的安全態(tài)勢(shì)感知并能與安全運(yùn)維流程聯(lián)動(dòng)的運(yùn)維系統(tǒng)。

3 ?中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)信息化發(fā)展規(guī)劃建議

3.1 創(chuàng)新信息化管理模式，構(gòu)建協(xié)同布局模式

航空發(fā)動(dòng)機(jī)信息化建設(shè)應(yīng)以規(guī)劃為導(dǎo)引、業(yè)務(wù)為主導(dǎo)，更加注重集團(tuán)對(duì)信息化統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管理，建立“集團(tuán)統(tǒng)籌、協(xié)同推進(jìn)、組織融合、成效評(píng)價(jià)”的信息化管理模式。

統(tǒng)籌決策全局性和關(guān)鍵性問(wèn)題，開(kāi)展各單位信息化規(guī)劃、年度工作計(jì)劃及重大項(xiàng)目建設(shè)方案符合性審查工作，推動(dòng)集團(tuán)信息化統(tǒng)籌建設(shè)。加強(qiáng)協(xié)調(diào)管理，強(qiáng)化信息化年度工作考核、通過(guò)項(xiàng)目管理實(shí)現(xiàn)信息化試點(diǎn)項(xiàng)目的過(guò)程管控。

建立業(yè)務(wù)、管理創(chuàng)新與信息化聯(lián)合工作機(jī)制，推動(dòng)MBD的協(xié)同研制平臺(tái)建設(shè)。同時(shí)，突出業(yè)務(wù)主導(dǎo)責(zé)任，積極發(fā)展業(yè)務(wù)主導(dǎo)推進(jìn)信息化建設(shè)。將業(yè)務(wù)與信息化融合成為工作常態(tài)，以業(yè)務(wù)成熟度為立項(xiàng)依據(jù)，以用戶需求貫穿項(xiàng)目全過(guò)程，以用戶評(píng)價(jià)為驗(yàn)收條件，創(chuàng)新信息化項(xiàng)目管理機(jī)制。

3.2 推動(dòng)全集團(tuán)公司IT統(tǒng)一架構(gòu)，帶動(dòng)全局業(yè)務(wù)協(xié)同

IT架構(gòu)的統(tǒng)一是航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)在IT發(fā)展過(guò)程中必須遵循的基本要求，只有建立不斷統(tǒng)一的IT架構(gòu)，才能使集團(tuán)層面的IT運(yùn)營(yíng)更加卓越，才能使IT價(jià)值更大化體現(xiàn)和發(fā)揮，才能使集團(tuán)層面的協(xié)同成為可能，才能使對(duì)所有供應(yīng)商具有統(tǒng)一語(yǔ)言，建立面向集團(tuán)統(tǒng)一的IT架構(gòu)已經(jīng)成為IT建設(shè)和進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵需求。無(wú)論從解決成本，還是從規(guī)范業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)集成等方面看，IT架構(gòu)的統(tǒng)一已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)全局業(yè)務(wù)協(xié)同的瓶頸，而且對(duì)未來(lái)的集成和協(xié)同將會(huì)產(chǎn)生更大的助力。

3.3 建立IT管理與業(yè)務(wù)高度交叉和融合的治理架構(gòu)

公司的核心運(yùn)營(yíng)、市場(chǎng)及效益快速增長(zhǎng)型的業(yè)務(wù)是IT首要支持的方向，為保證IT創(chuàng)新應(yīng)用與業(yè)務(wù)改進(jìn)發(fā)展方向的高度一致，建立基于業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的IT組織架構(gòu)和IT實(shí)施策略。IT作為工程、運(yùn)營(yíng)和技術(shù)環(huán)節(jié)中的通用、共性要素，為整個(gè)公司提供人員和技術(shù)支持，并參與公司業(yè)務(wù)流程和運(yùn)營(yíng)效能的分析、改進(jìn)等管理活動(dòng)，發(fā)揮規(guī)劃、實(shí)施和運(yùn)行維護(hù)的職能。

建立面向業(yè)務(wù)發(fā)CIO組織架構(gòu)，每個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)的CIO均具有業(yè)務(wù)流程及數(shù)據(jù)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和專門(mén)技能。同時(shí)，在所有業(yè)務(wù)計(jì)劃實(shí)施過(guò)程中，均要考慮IT對(duì)項(xiàng)目的支撐需求。IT與業(yè)務(wù)聯(lián)合的IT項(xiàng)目管理方式，業(yè)務(wù)部門(mén)/用戶的深度參與有利于嚴(yán)格控制業(yè)務(wù)范圍和系統(tǒng)功能，更有利于系統(tǒng)的應(yīng)用推廣和持續(xù)的改進(jìn)。用此連接企業(yè)的戰(zhàn)略、業(yè)務(wù)、IT目標(biāo)，鼓勵(lì)應(yīng)用IT系統(tǒng)，使企業(yè)從IT中獲得價(jià)值。

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