引言

在上海艾美酒店的會議大廳，一場臨時變更的演講讓1000多位來自各行業的PTC用戶感到驚喜，因為他們可以了解到代表我國客機研發最高水平的PLM（產品生命周期管理）應用。“研制和發展大型客機，寄托著幾代中國人的夙愿。上海飛機設計研究院是中國商飛公司的設計研發中心，承擔著我國新支線（ARJ21）飛機和大型客機的設計、試驗、預研及關鍵技術攻關等任務。PLM系統在保障C919預發展階段工作的順利進行發揮了不可替代的作用。”中國商飛有限公司上海飛機設計研究院副院長葉偉多次強調了PLM系統對于研發的重要性。

中國商用大客機C919的研發平臺采用了以PTC公司的協同開發平臺Windchill和達索公司的CAD平臺Catia為核心的PLM系統，保障了C919客機研發的順利推進。進入2011年，國產C919客機研發已經進入到第三階段。

1 中國商用大客機C919研發平臺探秘

在上海艾美酒店的會議大廳，一場臨時變更的演講讓1000多位來自各行業的PTC用戶感到驚喜，因為他們可以了解到代表我國客機研發最高水平的PLM（產品生命周期管理）應用。

“研制和發展大型客機，寄托著幾代中國人的夙愿。上海飛機設計研究院是中國商飛公司的設計研發中心，承擔著我國新支線（ARJ21）飛機和大型客機的設計、試驗、預研及關鍵技術攻關等任務。PLM系統在保障C919預發展階段工作的順利進行發揮了不可替代的作用。”中國商飛有限公司上海飛機設計研究院副院長葉偉多次強調了PLM系統對于研發的重要性。

上海飛機設計研究院副院長葉偉介紹C919客機的IT研發平臺

2 75家供應商共用C919協同開發平臺

“中國商飛的PLM系統在上海飛機設計研究院內部稱作IDEAL（IntegratedDigital Environment for Aircraft Lifecycle）平臺，IDEAL平臺全面支撐了2009年的大客機頭工程樣機、2010年的七大樣段研制工作，其應用的功能包括機頭工程樣機和七大樣段研制中產生的MBD（基于模型的定義）數據管理、機體供應商的異地工藝會簽、設計數據向機體供應商的異地發布、設計更改控制、超差/偏離提交和處理等方面。目前每天訪問IDEAL平臺的用戶數以千計，進入2010年11月以來，每天用戶登錄至IDEAL平臺的次數維持在2500次以上。除了來自于中國上飛的人員以外，這些用戶中還包括了接入到IDEAL平臺的75家機體和系統供應商等人員。”

葉偉介紹，到2010年12月，已經有4400份C919技術文件已在PLM平臺中進行管理，包括審簽/發布及更改控制等工作。上飛院各類型的科研計劃（包括新支線ARJ21客機）已在PLM平臺中進行下達、分解、執行和狀態反饋。目前在PLM平臺中管理的零件三維MBD模型已經超過3萬個，管理的裝配三維模型已經超過2萬個。大客機的近1800個涉及模塊在PLM平臺中進行設計和協調，已基于該平臺進行了大客數字樣機的多個輪次協調工作。通過產品結定義視圖管理和數字樣機管理的無縫接合，已經實現了大客初步設計階段基于配置的數字樣機管理。

中國目前正在研制的大型客機代號為C919：C是China的首字母，也是商飛公司英文（COMAC）的首字母，同時還寓意中國立志要躋身國際大型客機市場，要與歐洲的空中客戶（Airbus）和波音（Boeing）一道在國際大型客機制造業中形成ABC并立的格局。第一個“9”的寓意是天長地久，“19”代表的是中國首型大型客機的最大載客量為190座。2010年11月16日，中國商飛公司與國航、東航、南航、海航、國銀金融租賃有限公司、美國GECAS公司在珠海簽署了 C919大型客機啟動用戶協議，中國商飛公司獲得了100架C919客機的啟動訂單，這標志著國產C919大型客機已經確認了首批客戶和訂單。

葉偉表示，“C919國產大客機的四大設計原則是安全、經濟、綠色、舒適。C919會比同樣大小的波音和空中客車機款便宜，同時也比目前波音737和空中客車A320節省15%的燃料使用，減碳排放量更達50%，且座位會更寬闊。”

3 PLM已成飛機研發的常規平臺

事實上，PLM系統從上世紀90年代開始就被波音和空中客車等飛機制造商成熟應用。PLM改變了傳統的設計制造管理的方式、方法和手段。從波音777到空中客車的A380，再到波音的787的研發，都已經成為PLM應用的舞臺。

1994 年首次試飛的波音777是世界第一款完全采用CAD和PDM（產品數據管理）等PLM系統設計的民用飛機，整個設計工序中都沒有采用傳統的手工繪圖方式。波音777的零件總數達300萬件以上，其中132500個專用零件是由分布在美洲、歐洲、亞洲和大洋洲的13個國家的545個工廠生產的。設計高峰期，曾有7000余名各類專業人員組成的238個產品綜合研制小組同時工作。通過采用PLM系統，波音777的設計錯誤修改量較過去同類機型減少了90％，設計更改和返工率減少50％以上；不合格品減少50％～80％。

PLM系統的應用也確保了空中客車A380的研制成功，2005年首次試飛的A380通過協同研制平臺，實現了4個國家4種不同語言的異地、異構信息集成和并行協同工作，研制周期比A340縮短 25％（從開始研制到首飛的時間），成本減少50％，利潤增加10％。

而 2009年12月首次試飛的波音787飛機可謂21世紀前10年大型客機數字化技術應用的最經典項目。它實現了135個地點、180個供應商的協同工作。 PLM作為波音787飛機項目中全球數字化設計、制造、測試、銷售、市場，以及交付的協作平臺。對波音787飛機實現全球化虛擬生產起到了關鍵性作用。波音787飛機是波音公司在全世界外包生產程度最高的機型。從其研制、定型、轉化到融資幾乎都通過全球網絡實現。在787飛機設計和制造上，波音與其全球伙伴達成了史無前例的協同，是波音史上完工最快、造價最低的一次。據統計，在波音787飛棚的400多萬個零部件中，波音公司本身只負責生產大約10% ——尾翼和最后組裝，其余的生產是由全球40多家合作伙伴完成的。波音787飛機的設計由美國、日本、俄羅斯和意大利共同完成，研發和制造涉及到美國、日本、法國、英國、意大利、瑞典、加拿大、韓國、澳大利亞、中國等多個國家和地區的頂級供應商。波音787是第一架從產品概念設計到生產全過程使用PLM解決方案的飛機，也是第一架虛擬推出的飛機。憑借PLM解決方案，787飛機所需的開發時間從上一代777飛機所需的5年減少到4年。

葉偉表示，“在上一代客機——新支線客機ARJ21的研發中，PLM系統也是我們的必備平臺。我們采用了PTC公司的Windchill協同設計平臺——包括Windchill 6.26、ProjectLink 、PDMLink 8.0等不同產品分別應用在ARJ21

開發項目的不同階段。”

4 C919研發要實現無縫、全面、安全和全生命周期

上飛院在C919客機的研發中，明確了PLM系統的總體目標：“建立一個無縫、全面并且安全的環境使得C919供應鏈中的所有人員都能在飛機全生命周期的各個方面并行開展工作，而不管其所處的位置如何。”葉偉表示，“無縫”是指為跨供應鏈的端對端業務流程建立集成化的環境；“全面”是指涉及范圍包括業務流程、工作程序、工具、方法、培訓、應用系統、IT基礎架構；“安全”是指供應商/外部單位只能訪問到所需要的信息；而“全生命周期”是指PLM范圍覆蓋從概念設計到客戶服務/產品支援各個階段。

此外，葉偉表示，上飛院明確了在數據管理、流程控制和協同研制等方面的三大實施目標：

在面向飛機全生命周期構型的有效管理方面，要建立以BOM（物料清單）為核心的構型管理方式，面向飛機全生命周期構建不同視圖BOM，通過對不同視圖演變過程管理實現對構型的嚴格控制。

在實現基于配置的數字樣機管理方面，要將構型管理和數字樣機（DMU）管理合二為一，實現兩者無縫融合，進而實現可配置的數字樣機管理，全面支撐MBD技術的應用需要。“用戶可基于各種設置條件（例如不同設計方案/不同研制里程碑/不同區域/不同架次等），在IDEAL平臺中過濾出所需要的C919數字樣機，并基于該數字樣機狀態開展各種工作，例如進行總體協調，重量平衡管理，從而使得不同角色人員在一種逼真的，可配置的三維可視化環境中實現異地的設計評審，仿真和共享。利用這樣的管理機制，改變了過去構型管理和數字樣機管理兩層皮，只管理單一狀態數字樣機、數字樣機數據準確性和有效性難以保證、大量數字樣機相關信息（例如飛機重量平衡信息）難以管控等局面，并促進了MBD技術的順利應用。”

在構建全球協同研制環境方面，要構建跨越全球的協同研制環境，連接參與C919研制的不同角色人員，滿足設計-設計，設計-制造，設計-客服等的異地協同工作需要。“C919的飛機系統、部分機體結構研發將由分布在全世界的供應商共同完成。如此生命攸關的產品，對可靠性要求相當高，必須確保研制過程中各方的流程受控和數據的準確有效。”

5 2011年C919研發已進入三期實施階段

葉偉透露，進入2011年，中國商飛的研發按照規劃已經進入到三期實施階段，主要實施內容包括滿足工程發展階段的構型管理以及滿足C919進入到詳細設計階段的跨企業協同研制。

而在前兩期的實施中，上研院已經完成了十幾項研發管理目標，其中在截至2009年底的一期目標中，實現了C919可行性和預發展階段上飛院內部的數據管理，其中實施了科研計劃管理、DMU協調管理、技術文件管理、內部多專業協作、與檔案系統集成、JCDP階段供應商協同管理 和機頭工程樣機數據管理等多個模塊。

在截至到2010年底的二期研發目標中，C919的PLM協同平臺已已經基本滿足了完成了預發展階段的構型管理以及跨企業協同研制需求。實施了預發展階段的構型管理、基于配置的數字樣計管理應用、ECM管理、七大樣段數據管理、基于單一DMU設計協同管理和現場試制協同等不同模塊。

“按計劃，C919將于2014年首航，2016年交付航線起用。”葉偉表示，“從目前看，時間還是比較緊的，但我相信PLM平臺的成功應用對C919的按時交付將起到非常關鍵的保障作用。”