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基于模型的航空制造企业架构

文档名称:基于模型的航空制造企业架构
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文档大小:1130KB
上传者:缘分的天空
添加时间:2019/05/21
内容摘要:
学免兔ww. xuc IL. com
也自サ
信怠与理
基于模型的航仝制造企业架构
The architecture of model-based aviation manufacturing enterprise
陶剑
TAO Jian
(金航数码科技有限责任公司,北京100028)
摘要:数字化技术的应用,使得源自企业不同领域的众多数据、组织和业务模型成为管理复杂系统的
有效手段。因此,在系统工程指导下,导入架构的先进方法,理解模型内涵,推动航空制造
企业的业务架构(过程模型)统一规划、T架构(数据和应用模型)精确分析、技术架构(信
息模型)有效支撑的整体性设计,满足研制数字化和管理集成化的协同创新变革需求,提升
基于模型的企业架构设计水平。
关键词:系统工程;模型;基于模型的企业;企业架构
中图分类号:TH166;V37
文献标识码:A
文章编号:1009-0134(2015)08(下)-0011-04
Doi:10.3969/j.ISsn.1009-0134.2015.08(下).04
0引言
长期以来美、德等工业发达国家的制造业以信息技
验、生产、服务的全部技术和业务流程进行彻底的改
术创新应用为核心,运用系统工程方法论,采用基于模进、无缝的集成以及战略的管理:使用科学的模拟与分
型的设计、制造、服务和管理等先进技术,以构建基于析工具,对研发全生命周期的每一步工作进行综合验证
模型的企业为目标,不断地促进开发模式转型和企业架
和确认,以做出最佳决策;从根本上减少产品创新、开
构重构,持续地提升复杂装备产品的协同开发能力。随发、制造和支持的时间和成本。
着新一轮工业革命的到来,中航工业以德国工业4.0等
1.1系统工程中的架构方法
为标杆,导入赛博-物理系统( Cyber- physical System,
CPS)技术。引发虚拟产品生命周期与现实生产生命周
信息、网络、自动化和嵌入式技术应用比例的不断
期的集成,以及自优化、自重构、自诊
断和对人的认知和智能支持等思想融合
到航空制造企业的架构开发中,为构建
练合确认

基于型的综合验证
信息技术和制造技术深度融合、支持高
度柔性生产方式的智能制造企业提供示

赛博物理系统
范指导。

基于模型的
产品验证


基于模型的检验
1航空制造企业的总体架构

可视化、智能化

基于模型的航空制造企业是一种实

生产工程
体,如图1所示,它以CPS为基础,利用
面向MBE的供应链管理
过程、产品和信息模型来定义、执行
虚拟设
控制和管理企业的全部业务:采用建模
与仿真手段对需求、设计、制造、试
图1航空制造企业总体架构
收稿日期:2015-01-20
作者简介:陶剑(1976-),男,江西南昌人,高级工程师,博士,主要从事航空产品工程信息化、全生命周期数字化
协同研制及管理技术的研究。
第37卷第8期2015-08(下)【11

?此电节他
扩大,使得航空产品研制活动从单纯组装型向系统集成相扣的业务过程,并得到涉及的技术方法、系统工具和
型转变,并且产品不再由单一企业完成,而是依靠多个工程经验。航空航天领域通常采用图2的“V”字模型
企业或企业联盟共同实现。因此,航空产品研制不可避来描述企业的业务过程,其中第1个V字模型代表传统
免地成为了系统工程,具有统一的系统概念也成为对现的业务过程,即先进行数字化虚拟设计,然后生产制造
代航空制造企业最基本的要求。架构作为解决系统复杂实际产品,最后开展物理试验进行验证的过程。第2个
性的通用方法,针对围绕信息技术应用而构建的包含战V字模型代表数字化的业务过程,即所有业务过程(需
略、业务、信息技术等多元要素于一体的复杂企业/系求工程、设计工程、制造工程,试验工程、综合确认)
统,必须使用架构的方法对其整体结构和相互关系,以均在数字化虛拟环境下完成,确保投入实际生产后一次
及这些关系之间的变化规则进行多层面、多角度的构建成功,该模型代表的就是西门子实施工业4.0所采用的
和描述,以指导信息技术在复杂企业/系统内的实施,先进的数字化和虚拟化的产品研制过程。由于基于T应
确保与企业业务战略的一致。西门子公司在其工业4.0用的各类知识一经验、规则、模型、标准和方法等需
的战略中,就是在统一业务流程、统一工业软件和工业要长期的积累和集成,所以中航工业的数字化的试验工
自动化的专业知识与技术的基础上,利用网络以及相关程和综合确认目前尚处于起步阶段
软硬件设备工具,为产品研发和生产过程提供一个基于
数字

CPS的、高度柔性化、自动化和智能化的全球统一的数
需求工程
综合确
字化企业(工厂)架构
求定义
计铺的
1.2架构开发中的模型技术
计机動
?设计
架构就是应用有效的开发方法,将企业战略愿景
设计工程
和目标逐步落实为具体的行动与解决方案,形成业务
工程设计
能力,其中模型及其建模技术是复杂系统架构开发的
制造工程
子系
重要手段。基于模型的系统工程( Model Based Systen
Engineering,MBSE)能提供在产品/系统开发的全生命
生产制造
周期不同阶段支持系统需求分析、功能分析、架构设
计、产品验证和综合确认所需的模型和建模手段,以
图2“V”字过程模型
便确定系统需求、功能、表现和结构等要素之间的相
关性。因此,在架构的开发过程中,需要应用MBSE逐2.2管理领域的过程模型
步细化描绘出企业/系统的各个主要业务过程(需求工
过程模型另一个重点是管理领域,管理过程模型
程、设计工程、制造工程、生产工程及T在内的诸多相就是以实现管理的捷化、精细化和精益化为目标,通
关要素),并将收集到的过程、产品和信息等模型转变过业务过程的显性化、结构化和标准化,达到对企业管
为下一步开发的基础,以便构建更详细的子系统或组件理业务过程的建模、仿真、评估以及后续应用过程的执
模型,上述模型及其相互间的关系对于架构开发(业务行、监控、交互和控制。并通过建模理解企业/系统的
架构-T架构技术架构)过程的确认、验证和跟踪都具行为,通过仿真研究和预测企业系统的未来动态,为最
有非常重要的作用。
终建造一种全新的企业管理方法和模式提供依据。为
2基于过程模型的业务架构
此,以西门子实施工业4.0中产品生命周期与生产生命
周期的无缝集成为目标,将信息化与管理提升和企业再
现代企业的核心价值链是业务过程,业务架构作为
首先开展的架构活动,它以实现航空制造企业的业务战
造紧密结合,一方面要运用需求、项目、构型及数据的
管理思想,实现虚拟的产品生命周期业务过程中的工程
略为目标,提供开展其他领域(应用、数据和技术)架
需求、数据结构、配置功能和逻辑关系的全面管控。另
构工作所必须的知识,形成贯彻企业战略的业务运作模
方面运用CPS及服务的管理理念,将现实的生产生命周
式,其中过程模型是企业/系统中执行任何过程的相关
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