数字化转型势在必行

许多航空航天与国防(A&D)公司正在如火如荼地开展数字化转型计划,以便在日益复杂的商业环境中快速交付复杂的系统和功能。这一趋势席卷了A&D行业内大大小小各种规模的公司,覆盖了全球所有主要市场的整个供应链。为了提高竞争力,各公司正努力争取利用最新的计算、连接和分析功能来实现诸多目标,包括建立新的业务模型、提高运营效率和降低计划风险等。遗憾的是,大多数公司的这类计划进展甚微,且很难取得成功。根据贝恩咨询公司(Bain.&.Company)发布的2018年数字洞察调查结果,只有约3%的A&D公司认为自己的数字化转型计划取得了成功,而29%的公司认为其努力失败了,69%的公司则半途而废。其中有部分公司由于投资规模小且分散,难以实现规模价值。而有些公司虽然启动了计划并提供了资金支持,但却因为不知道该将时间和精力投入哪些方面,只能眼睁睁看着计划搁浅。数字技术确实可以为许多不同的业务领域带来巨大价值,但由于相关技术太多,企业无法确定应该重点关注或优先实现哪些数字技术。

在接受调查时,84%的A&D高管认为能否利用新的数字技术是实现市场差异化的关键,但目前仅有四分之一的A&D公司使用数字技术和工具来访问、管理、分析和利用其数字资产的数据,为决策提供实时信息。

测试对于数字产品生命周期的价值

实现数字化转型的一个关键要素是系统或设备在运行过程中生成的数据。这些数据体现了系统在实际应用中的性能。无论是网联飞机、太空交通工具还是许多其他系统,比如最新的普惠(Pratt.&.Whitney)飞机发动机(图1),均会生成大量数据。这些数据可以带来许多好处,例如减少停机时间、建立新的服务模型以及为工程团队未来进行迭代设计提供宝贵的依据。

在数字化转型过程中,工作重点不再是进行更多测试,而是更智能地进行测试。

在实现全数字产品生命周期的过程中,公司需要设计、制造和组装复杂的信息物理系统,而这其中将面临着诸多挑战。尽管仿真可以极大减少所需的物理测试量,但是这并不意味着完全不需要验证物理系统的设计、组装和性能的关键方面。测试数据可提供相关系统及其组件的重要信息。对于公司而言,利用自动化测试实现数字化转型的最有效方法就是 —— 将测试过程和测试数据与构成数字生命周期的关键过程紧密联系在一起。在数字化转型过程中,工作重点不再是进行更多测试,而是更智能地进行测试。为了实现测试集成的附加价值,以软件为中心的复杂自动化测试和数据管理方法发挥着至关重要的作用。

对于数字产品生命周期而言,最重要的是基于建模和仿真的工程流程,其中将涉及:

? 基于模型的系统工程(MBSE).—.用于创建自上而下的设计规范和系统架构

? 基于模型的设计(MBD).—.用于子系统和组件的设计

建模和仿真并不是新测试技术。但是,由于处理能力和数据存储功能的提升,建模、仿真、分析的应用范围随之不断扩大,准确度也不断提高。

将测试系统与产品生命周期的需求和其他要素联系起来,可以更有效地将测试系统与数字工程集成 在一起。越来越多的人采用产品生命周期管理(PLM)系统作为中央存储库,来储存数字生命周期相关 的所有数据。因此,测试系统还应能够与PLM进行交互,将测试与由PLM管理的产品流程和数据联系在 一起。由于使用的是由PLM系统统一管理的单个产品数据源,因此,测试将能够与整个流程保持同步,从 而提高总体设计效率,缩短设计周期时间,并最终确保项目在预算内按计划进行。

将测试集成到互联设施

与大多数行业一样, A&D公司相信数字化转型和互联设施将带来诸多好处, 包括:

提高所有制造
运营的可见性

提高资产利用率

提升质量

降低成本

降低进度风险

测试数据可为制造流程提供更广泛的价值,比如监测工厂车间以及集成来自其他软件的数据,这些软件包括监测和管理(MOM)应用程序,例如制造执行系统(MES)和ERP系统。从这些更广泛的数据中获得重要信息后,就进入数字化转型的下一阶段,即将所有制造过程集成起来。这意味着需要:

? 制定动态测试计划,以最大程度地利用资产

? 与上游设计流程共享制造数据,改进功能的开发过程并减少产品缺陷

? 通过更改操作顺序,动态地优化测试,以便及早发现故障

将测试纳入数字化转型路线图

将测试和测试数据紧密集成到数字生命周期的各个步骤。

如果公司希望将测试纳入其数字化转型路线图中,则不妨在开始之前先思考以下几点:

? 连接性 — 将测试系统安全、可靠地连接到企业网络,以将相互独立的系统集成起来。

? 数据和系统管理 — 建立数据和系统访问所需的基本功能,以充分利用数据,并管理系统运营。

? 基于数据的应用程序 — 确定并部署能够利用数据为工程和制造流程提供有用信息的增值应用程序。

? 工作流集成和自动化 — 将测试纳入更高级的工程和制造流程,提高效率。

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