系統工程生命周期流程集、基于模型的系統工程(MBSE)方法和先進的IT使能技術的應用,適應航空工業從傳統系統、復雜系統到復雜組織體系統的發展和演進趨勢,滿足不斷變化的、各利益攸關方的需求,實現產品開發體系從傳統的基于文件的模式轉變為基于模型的工程協同,使模型應用從設計到仿真、制造等環節不斷延伸覆蓋,持續提升航空產品的研制能力和水平。
需求工程
如何正確、完整的識別系統的利益攸關者,并將其需要轉變為可實現、可驗證的結構化的系統需求,進而指導設計過程,確保最終交付的系統滿足利益攸關者的需要,是需求工程的核心價值。在傳統的系統工程過程中,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聯性。信息技術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使得工程師可以在概念階段即可完成對系統功能邏輯和功能/性能需求的確認與驗證,實現數字空間下V型研發模式的快速迭代。
設計工程
設計工程主要包括概念設計、工程設計和工藝設計。過去的概念設計階段是通過二維圖樣和三維模型來做輔助,現在通過兩化融合創新應用,可以實現設計知識的嵌入與重用,參數化的快速建模,并通過組件化、模塊化的工具集成,實現流程驅動的多學科快速迭代、優化與權衡的智能設計,達到縮短設計周期、降低風險和節約成本。
過去的工程設計主要是基于設計分離的分散設計和基于圖樣的幾何信息標注,最后組裝成數字或物理樣機。兩化融合的創新應用,使得全三維數字樣機在工程設計階段得到深入應用,并實現了產品全生命周期的全數字量傳遞,使數字樣機成為各業務關聯的唯一協調依據,驅動多專業并行工作,確保設計的一次成功。
過去的工藝設計環節是依據設計模型,重構工藝模型,開展工藝設計。現在通過兩化融合的創新應用,可以直接引用設計模型開展數控加工、裝配工藝設計,甚至可以開展整個生產線車間現場的三維仿真,直接使用三維數模實現加工指令的生成,通過三維工藝驗證與優化確保加工裝配成功率,并且提高整個工藝現場的指導性,支持了精益生產模式。
制造工程
IT技術的應用,裝配、工藝、檢測等制造專業可以直接使用三維設計模型開展工藝設計與仿真(如:數控加工和3D打印的工作),還可以進行物流、車間、廠房的設計與仿真,確保了工廠、生產線的一次建設和產品一次性加工、裝配的成功率,支持柔性化生產和精益生產模式的實現。
產業協同依據在設計工程、制造工程階段生成的詳細的產品全生命周期的數據,包括設計數據、工藝規程等,依托生產企業的設計、工藝資源和能力,通過協同平臺,完成設計與設計、設計與制造、制造與制造的協同工作。最終生產出符合技術要求的物理產品。
試驗工程
傳統的基于物理樣機的仿真試驗驗證,成本高,周期長。應用IT技術后,在設計階段就基于虛擬樣機,建立結構、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,提高產品研制效率,降低研制成本。
綜合確認
傳統的綜合、確認與驗證技術是基于設計經驗提出試驗規范,利用物理樣品/樣機進行試驗,分散管理各試驗數據并以手工方式進行數據分析。通過與信息技術的融合,數字設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,統一試驗管理和分析的改進,提高了產品開發的可靠性。