圖 6 波音 787復合材料的廣泛應用 Fig16 Wide application of composites in Boeing 787
但是 ,出于競爭的多種原因 ,在競爭的另一方歐洲空客公司 ,出現了很多不利于波音 787研制的言論。空客公司提出 4點理由來批評波音公司 :其一 ,認為波音采用 2倍于 A380上復合材料用量的做法在技術上是冒進的 ,過多采用復合材料結構是一種不明智的選擇 ,有的甚至說這是一種不負責任的做法 ;其二 ,復合材料技術現在還不成熟 ,現有的復合材料對于機體的許多部位不適用 ,這是由于其結構的性能優勢僅在拉伸和疲勞強度方面 ,它的耐壓性能尚不明朗 ;其三 ,在引進新材料和新工藝的過程中應采取循序漸進的方式 ;其四 ,碳纖維增強復合材料確實具有重量輕的優越性 ,但目前原材料價格上漲了 500 %,經濟上的合理性值得商榷。英國《泰晤士報》于 2006年 1月 7日發出《用塑料制造機身是否安全 ?》的文章。英國《新科學家》周刊于 2006年 7月 15日發出警示信號 ——
復合材料 :航空業的“致命傷”。空客在它的 A350客機的研制中也體現了這一思想 ,一直堅持 A350客機的復合材料用量為 35 % ,而大大低于波音 787的復合材料用量 50 %。
在這場大西洋兩岸的激烈爭論中 ,波音和空客的用戶 ——
國際上的主要航空公司 ——
很明顯地傾向波音 787飛機的方案[526]。這是因為 ,他們知道波音 787的方案雖然跨度大了一些 ,有一定的風險 ,但是 ,波音具有長期在軍機上應用復合材料的經驗 ,加上波音 787方案也是建筑在科學研究基礎上的。波音充分利用以美國 NASA為首的有關飛機復合材料部件研究的兩個十年計劃項目的成果 ,即飛機能源效率項目 ( Aircraft Energy Efficiency , ACEE) ( 1975 — 1986)和先進復合材料技術項目 ( Advanced Composites Technology , ACT) ( 1985 —1997 )。這樣空客在國際上主要航空公司的抱怨和壓力下[728] ,不得不一次次修改 A350的總體方案 ,直到 2007年才宣布 A350XWB (eXtra Wide2Body)最終設計方案 , A350的機身也用復合材料制成 ,A350客機的復合材料總用量達到 52 %,如圖 7所示。同時宣布 ,A350客機的研制計劃推遲整整 3年。所以 ,波音 787的復合材料應用方案與 A350的巨大差異性 ,造成了競爭對手空客如此嚴重的被動局面。
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41 3 全球數字化協同研制平臺 —
波音的夢想 ,空客的噩夢[ 9]
由于飛機產品及其研制過程的復雜性 ,加上大型飛機市場的激烈競爭 ,波音公司早在 20世紀 90年代初 ,在研制 777飛機的過程中就全面采用并行工程和數字化技術 ,具體體現在全機零部件百分之百的三維數字化建模 ,進行產品的數字化預裝配和組織設計制造協同團隊 (Design Build Team ,DBT) ,即后來在新一代波音 737研制中應用的集成產品設計團隊 ( Integrated Product Team ,IPT)。在此過程中 ,波音公司花了 10億美元和 10年時間 ,構建了基于構型控制的數字化制造信息管理系統 ,稱做飛機構型定義與控制/制造資源管理 (Define and Control of Aircraft Con2 figuration / Manufacturing Resource Manage2 ment ,DCAC/ MRM)系統。這一系統管理波音公司所有的在產商用飛機 ,支持整個波音公司分布在 72個不同場所的 45 000名員工在 40 000多臺各種工作站上同時進行工作 ,通過網絡還支持著全球供應商的有關產品數據管理工作。波音在研制 787飛機中應用了基于產品壽命管理 ( Product lifecycle Management , PLM)的全球協同環境 ( Global Col2 laboration Environment , GCE) ,使波音 787飛機的協同研制工作順利進行 ,為波音取得了巨大的經濟效益和社會效益。波音公司的數字化技術應用遠遠領先于其他公司 ,世界各大飛機制造廠商紛紛效仿 ,空中客車和洛克希德公司也提出了類似的系
統。空客公司在原有的產品數據管理系統基礎上 ,推出了空客技術信息系統 (Airbus Technical Infor2 mation System , ATIS ) ,他們自稱是波音公司 DCAC/ MRM系統的空中客車版本 ,建立了涉及 10個國家的聯邦式構型管理方式。
波音在研制 787中應用的 GCE ,是在數字化協同研制 777和新一代 737飛機的扎實基礎上進行的 ,技術上實現一元化領導 ,應用著統一軟件的同一版本 ,并對研制的協同過程、軟件和數據的管理 ,有著一整套嚴格的模式、制度、方法、規范和各種手冊 ,供全體參研人員遵循和使用 ,精心構建 787飛機的數字樣機 ,建立了單一產品數據源 SSPD ,使有關產品的數據暢通而準確地由研制的上游向下游流動 ,以及各部門之間數據的準確而快速地交換 ,真正實現了產品的并行協同設計與制造 ,保證了在全世界制造的 787部件能在波音商用飛機的總部西雅圖順利總裝 ,使 787飛機在 2007年 7月 8日如期下線[2] ,如圖 8所示 ,波音公司的夢想接近實現。
可是 ,在空客公司情況有所不同 ,由于空客本身是多國公司組成的松散式聯邦集團 ,雖然數字化技術在各公司內的應用也很廣泛和深入 ,但是空客公司內各國的分公司用著不同軟件的不同版本 ,又未構建單一產品數據源 SSPD ,A380的數字樣機是后來逐步建立起來的。這樣 ,在協同設計中不同單位之間的數據傳輸和交換時造成了很大的麻煩和困難 ,即形成了 A380產品數據不一致性的致命傷。遺憾的是這一較為簡單的問題 ,
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,才發現機身段上的電纜與機身段的結構不協調、對接不上等一系列問題 ,時已晚矣 !因每架 380飛機上有 450多千米的電纜和 4萬余個接頭 ,問題的嚴重性是顯然的 ,人工在現場是無法弄清的。最后不得不把 A380飛機的交貨時間推遲兩年 ,來糾正這一錯誤。釀成空客 50億歐元損失的大禍 ,正如國外評論說的那樣 ,基于 PL M的數字化是波音的夢想 ,空客的噩夢。
波音公司以上的突破技術趨同 ,擴大產品差異性的創新戰略 ,成效顯著 ,再次取得競爭優勢的象征性事件是在 2007年 7月 8日波音 787飛機的如期下線 ;同時波音公司宣布 ,已取得價值達 1100多億美元的 48家航空公司 707架波音 787飛機的訂單 ,也就是說 ,今后 7年 ,波音公司開足馬力裝配波音 787飛機還難以滿足世界航空業的需要。
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