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A研究院發動機數字化協同研發管理模式研究

來源: www.dcfrg.com.cn 作者:vicky 發布時間:2017-06-19 論文字數:23692字
論文編號: sb2017060921123616607 論文語言:中文 論文類型:碩士畢業論文
本文是工商管理論文,通過本課題的研究,落實國家“兩化融合”戰略在國家高新技術層面的落地,助推國家高端制造業的快速發展。
第 1章 緒論

1.1選題背景及研究意義
1.1.1選題的依據和背景情況
(1)信息技術發展推動世界工業變革
信息技術的發展不僅改變了我們的生活習慣,也在沖擊著傳統的產業形態。德國在 2011年舉行的“漢諾威工業博覽會”(HannoverMesse2011)上提出德國“工業4.0”,要通過物聯網等媒介來推動第四次工業革命,提高制造業水平。“工業 4.0”概念中的關鍵是將軟件、傳感器和通信系統集成于所謂的物理網絡系統,目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。德國作為全球制造業中最具競爭力的國家之一,其裝備制造行業全球領先。但在新時發表展壓力下,為進一步增強國際競爭力,將工業 4.0作為十大未來項目之一,投入 2億歐元,其目的在于奠定德國在關鍵技術上的國際領先地位,夯實德國作為技術經濟強國的核心競爭力。
世界航空工業也在信息技術的推動下發生著重大革命。例如波音公司的數字化制造技術已經能夠完成整機建模、仿真到生產加工的全套工序,在不利用規模效應的情況下,節約了一半的設計時間和成本。當今社會已經進入信息時代,信息技術模糊了現實與虛擬的邊界,不斷促使產業形態發生變化,虛實之間加速配合,帶來了史無前例的大沖擊。
(2)我國加快推進制造強國戰略部署
中國在 2015年 5月 8日發布《中國制造 2025》,是中國版的“工業 4.0”規劃,提出了中國制造強國建設三個十年的“三步走”戰略,是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。《中國制造 2025》提出要利用基于信息物理系統的智能裝備、智能工廠等智能制造引領制造方式變革;網絡眾包、協同設計、大規模個性化定制、精準供應鏈管理、全生命周期管理、電子商務重塑產業價值鏈體系。加快推動新一代信息技術與制造技術融合發展,把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向;加快大型飛機研制,適時啟動寬體客機研制,鼓勵國際合作研制重型直升機;推進干支線飛機、直升機、無人機和通用飛機產業化;突破高推重比、先進渦槳(軸)發動機及大涵道比渦扇發動機技術,建立發動機自主發展工業體系。
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1.2研究內容及方法
1.2.1研究方法
在深入分析我國現有協同研制模式基礎上,廣泛開展全球航空產業協同研發管理模式相關情報收集,以國家實施制造強國戰略和“兩化”深度融合為指引,以建成智慧型航空發動機院所為目標,以世界先進航空發動機研發機構研發管理模式為標桿,建立我國航空發動機全業務流程、全價值鏈高效協同的數字化研發管理體系,形成航空發動機協同研制管理模式,并推進其在新型航空發動機研制過程中的深入應用,支撐航空發動機領域關鍵技術的突破,實現航空發動機產業跨越式發展,助推我國航空武器裝備的升級換代和國防力量的提升。
1.2.2研究內容
本課題主要研究內容是對國內外航空發動機研發模式和我國航空發動機研發管理現狀進行分析,研究先進航空發動機研發管理模式的核心概念,提出適應于我國航空發動機研制體制的數字化協同研發管理模式框架,并對構成框架的協同研發組織、業務流程、項目管理、產品數據管理和業績考核等主要管理功能進行設計和實施保障措施進行探討。
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第 2章 數字化協同研發管理模式概述與國內外發展趨勢

2.1數字化協同研發管理模式概述
2.1.1數字化協同研發管理模式定義
本文所要研究的數字化協同研發管理模式是指在授權共享的安全計算機網絡環境下,建立面向航空發動機全生命周期研發活動的數字化協同工作平臺,使分布在不同企業、不同地域的研發人員,形成虛擬 IPT團隊,針對同一個或多個項目研發任務,進行實時并行交互開展工作的一種管理方式。數字化協同研發活動主要包括基于模型的系統工程,基于流程、工具和規范的設計仿真,基于 BOM的設計制造協同等關鍵環節。
2.1.2數字化協同研發管理模式關鍵環節
(1)基于模型的系統工程
基于模型的系統工程方法論為航空產品研制奠定了基礎。它一方面能使設計人員通過構造系統模型盡早地對總體設計方案進行分析、測試和評估,消除其中存在的歧義和錯誤,實現頂層設計的即時測試與驗證,避免歧義和錯誤向領域工程層次擴散;另一方面也為頂層設計階段與底層領域分系統分析設計階段的信息傳遞由文檔形式改變為模型形式奠定了基礎,從而消除信息孤島現象。

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2.2數字化協同研發管理國內外發展趨勢
2.2.12國外航空發動機企業研究應用現狀
(1)美國通用航空公司(GEAE)
在全球化市場競爭的強力推動下,世界航空制造業形成了包括研發、生產、試驗、使用和維修等環節的全生命周期管理的產品研發方式,形成了國際間聯合開發、共同投資、風險共擔和利益共享的發展機制,并特別重視數字化異地協同技術的研究和應用,以降低其產品研發過程中協調的工作量和工作難度,提高產品質量,縮短產品研制周期。
集成產品研發(IPD)在航空發動機行業的應用起源于 20世紀 80年代末,當時世界航空產業均面臨提高航程及載重量的巨大挑戰,波音等航空巨頭竭力在機型上推陳出新,而當時發動機的研發速度卻遠遠跟不上飛機機型更新速度。GEAE公司通過與管理咨詢公司的合作,結合其多年航空發動機的研發經驗,總結出一套完整的協同產品研發制造流程的概念,并應用于 GEAE的所有發動機研發過程中。其重點是強烈關注產品概念設計階段的研究,做到產品在產品預發布時已經滿足了絕大多數指標要求,并大量使用產品需求和目標系統分解(QFD)技術以及主模型(MasterModel)技術,達到縮短發動機的研發周期目的。1998年 GEAE在研發流程中針對CAD/CAE/CAT/PDM模型數據及方法進行改進,將其發動機的研發由平均 60個月降到 24個月,使得 GEAE能夠在飛機系統指標完全發布后再進行詳細設計,大大減少了設計成本并提高了可靠性。
(2)美國普惠公司(P&W)
普惠公司為了不斷提高產品質量,實施以并行工程為核心的集成產品開發(IPD)管理模式。并行強調的是制造、成本核算、產品維護等專業人員與供應商和用戶一起在產品設計的早期階段即行介入。普惠集成產品開發的實施成果:縮短了 50%的投放市場時間,降低了 75%的產品開發成本,并減少 80%的后期認證工程變更。除了機構和流程的重組,技術上的改進辦法是:采用 Teamcenter軟件作為企業統一的PLM系統,確立 UGNX軟件模型作為唯一的產品描述;以豐富的可視化與創新搜索功能增強配置管理,允許在全企業范圍實現直接圖形化的數據訪問;將 Teamcenter與 SAP集成并關聯起來,實現工程、供應和裝配之間的無縫集成。
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第 3章 A研究院發動機數字化協同研發面臨的挑戰和機遇...............18
3.1A研究院概況......................18
3.2A研究院航空發動機研發面臨的挑戰....................18
第 4章 A研究院航空發動機數字化協同研發管理模式設計...................21
4.1A研究院航空發動機數字化協同研發管理模式目標...................21
4.2A研究院航空發動機數字化協同研發管理組織架構設計....................21
第 5章 A研究院航空發動機數字化協同研發管理模式實施................29
5.1實施組織管理.....................29
5.1.1組建實施團隊.....................29

第 5章 A研究院航空發動機數字化協同研發管理模式實施

5.1實施組織管理
5.1.1組建實施團隊
結合前期研究院有關協同項目的研究基礎,組建項目實施團隊如下表所示。

數字化協同研發管理模式的研究及平臺的構建涉及大量實施文檔,在平臺建成之前,先使用開源的代碼管理系統統一分類管理全部文檔,在平臺建成之后,將全部文檔數據遷移到協同研發平臺上進行集中管理,并通過審批流程進行狀態控制。
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第 6章 總結與展望

6.1總結
通過本課題的研究,探索了 A研究院航空發動機數字化協同研發的管理解決方案,設計了組織、流程、平臺等各方面的詳細架構,通過實施,建立了一套行之有效的研發管理模式以及與之配套的數字化標準體系與數字化協同研發環境,較好地支撐了 A研究院航空發動機的協同研發。總結起來有以下幾方面的創新點:
(1)系統設計了航空發動機數字化協同研發管理模式的業務架構。
提出研究院建立“基于系統工程設計體系集成子平臺”、“數字化試驗體系子平臺”,制造廠建立“數字化工藝設計與仿真子平臺”、“企業資源管理平臺(ERP)”、“制造運行管理平臺(MES)”、“數字化綜保平臺(MRO)”等 6個設計制造平臺;提出了“協同研制平臺(PDM)”、“項目協同與綜合管理子平臺”、“協同基礎資源與知識管理子平臺”等 3個協同管理平臺,形成了 6+3的總體協同業務架構,將設計、制造、服務保障等全壽命周期的研發活動無縫對接起來,來實現了基于產品數據管理的數字化協同研發管理模式。
(2)全面提出了協同研發管理模式的規范標準體系。
規范體系是協同研發管理模式固化的一種體現, 它是規范研發活動、流程、數據以及信息系統平臺建設的規矩,從實施標準、數據庫標準以及應用標準等三個方面較為全面地提出了保障整個研發管理模式有序規范運行的系統性規范。
(3)完整構建了協同研發管理模式下的數據架構。
數據架構是管理信息和業務需求的具體承載方式,提出規范定義和建立各業務系統的子數據庫,形成規范的結構化工程數據中心和管理數據中心,建立系統之間數據共享和傳遞的規范性,同時為開展大數據統計分析,提供決策支持夯實基礎。
(4)總結了保障協同研發管理模式成功實施的措施。
在總結經驗和教訓的基礎上建設性提出了保障協同研發管理模式落地成功的關鍵因素,促進航空發動機行業研發體制、機制的變革以及新興信息技術應用的實踐以適應新的管理模式。
參考文獻(略)

原文地址:http://www.dcfrg.com.cn/gsgllw/16607.html,如有轉載請標明出處,謝謝。

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