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流程和技术协同开发助力中国航空工业自主创新能力提升

2008/6/18    来源:e-works    作者:T-Solution  陈绍春      
关键字:流程  技术  协同  中国航空  
要提高中国企业的自主创新能力,需要做的事情很多,但流程和技术的协同开发是其中重要的一个改进环节。流程和技术协同开发不是企业引进一个软件或一个平台就能解决的,它需要有一个科学的规划,在多个研发实际项目中逐步实施,进而最终实现基于行业最佳流程的世界级产品开发目标。

    企业流程和技术协同开发实施、研发环境改进建设的过程是一个渐进的过程,不宜采取"休克疗法",一撮而成的想法是不现实的。需要自顶而下的统筹规划和自下而上的分布实施。以研发的信息化为例,可以遵照"爬-走-跑"的方式,设立总体和阶段性目标,分布实施,逐步完成。开发方式和实施能力的改变也是研发文化的改变,是一个体验式的过程,在这一演进的过程中,建立研发人员的流程文化。
     


    
    五、流程和技术协同开发在航空工业的应用举例
   
    飞机开发目标设定和分解的正确性与全面性决定我们开发出的飞机是否满足客户的要求和是否具有市场的竞争力,现代飞机开发越来越关注客户和市场的需求,客户或市场需求驱动设计越来越被大家认识和关注。实现客户需求驱动的设计需要流程和技术协同开发。
    依据已经实施的经验,飞机开发的目标设定和分解流程概要介绍如下:
   
    第一步:进行竞争产品测试和分析、客户调研和客户合同要求分析,得到客户的需求,如飞行速度快、机动能力高、舒适性和可靠性好等;
    第二步:对客户需求进行优先级和重要级排序;
    第三步:把客户的需求转化成飞机系统级的开发目标,如整机重量、飞行速度、飞行加速度、俯仰速度、噪声指标、寿命和电磁兼容等;
    第四步:系统级目标往子系统和零部件分解,形成子系统和零部件的具体开发目标,如机翼的重量、强度、刚度、气动指标及寿命等;
    第五步:在开发过程中进行目标的追踪和验证。
    要支撑这个流程的运行必须要引入新的技术,在我们实施的案例中用到了以下技术:
   
    1)QFDCapture软件,该软件基于QFD的方法,把客户的需求转化成可测量的飞机整机系统级目标,再把系统级目标分解到飞机的子系统和零部件,最终形成设计人员可执行的具体开发目标;
     
    2)E-MIND软件,专业的飞机系统级的电磁兼容分析软件。我们通常需要通过有关结构或流体分析软件来建立飞机系统级的气动和强度分析模型,以准确设立飞机整机级气动和强度性能指标,并且实现其在子系统/零部件上的准确分解。对整机级电磁兼容目标设定和分解我们需要做同样的工作,在这一过程中我们应用到了E-MIND这一新技术,E-MIND是一款专业系统级电磁仿真工具,其核心优势是建立整机系统EMC/EMI风险的识别和控制分析模型、以及通信链路预算模型。其独特的天线安装和布局计算功能,以及内嵌的航空电子天线库、航空电子标准和规范都为我们建立一个整机级的电磁兼容分析模型和分析结果判断带来方便。
    


    3)ZENCRACK三维裂纹扩展分析软件。在概念设计阶段,按照损伤容限设计规范,在飞机某部件的局部假设出现初始缺陷的情况下,我们需要对在给定缺陷情况下该部件的寿命作出预测,以验证设计的寿命指标能否达到。通过ZENGCRACK软件的分析,观察到深埋裂纹扩展的路径和速率,进而得到该部件的剩余寿命。该技术提供的独有的三维裂纹扩展分析能力,大大提高了初始缺陷出现条件下飞机剩余寿命指标验证的能力。
   


    通过以上的举例我们可以看出,目标设定和分解流程如果没有QFDCapture,E-MIND和ZENCRACK这些前沿研发技术的支撑,很难得以真正的有效实施。同样,如果没有引进目标设定和分解流程,QFDCapture,E-MIND和ZENCRACK这些一流的技术就无法发挥在设计前沿(概念设计阶段)的作用,其真正的价值也无法发挥。所以,只有流程和技术的协同开发,才能真正提高企业的研发能力。
   


    六、总结
   
    在下图的研发能力矩阵图中我们可以看到,纵坐标是流程和技术的协同水平,横坐标是流程和技术协同开发的实施能力。一般来说欧美企业的流程和技术协同水平较高,所以创新能力较强。日本和韩国企业的实施贯彻能力较高,所以产品质量稳定、产品开发成本较低。目前,中国大部分企业在两个方面都还处在比较低的位置,也综合体现在我们企业创新能力偏弱和产品质量偏低上。
    要提高中国企业的自主创新能力,需要做的事情很多,但流程和技术的协同开发是其中重要的一个改进环节。流程和技术协同开发不是企业引进一个软件或一个平台就能解决的,它需要有一个科学的规划,在多个研发实际项目中逐步实施,进而最终实现基于行业最佳流程的世界级产品开发目标。开发方式的改进、升级和学习,对企业来说是一个练习、实践和体验的过程,在这一过程中进行知识的学习、知识的应用、研发管理理念的改变和研发文化的改变,进而最终达到研发自主创新能力的提高。在这一过程中,如果有高水平的工程公司来帮助和指导企业实现这一转变,将大大加速这一过程,所以从这一角度来说,中国的自主创新能力提高也呼唤高水平的工程咨询公司的出现。

责任编辑:童伟
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