數字化轉型勢在必行

許多航空航天與國防(A&D)公司正在如火如荼地開展數字化轉型計劃,以便在日益復雜的商業環境中快速交付復雜的系統和功能。這一趨勢席卷了A&D行業內大大小小各種規模的公司,覆蓋了全球所有主要市場的整個供應鏈。為了提高競爭力,各公司正努力爭取利用最新的計算、連接和分析功能來實現諸多目標,包括建立新的業務模型、提高運營效率和降低計劃風險等。遺憾的是,大多數公司的這類計劃進展甚微,且很難取得成功。根據貝恩咨詢公司(Bain.&.Company)發布的2018年數字洞察調查結果,只有約3%的A&D公司認為自己的數字化轉型計劃取得了成功,而29%的公司認為其努力失敗了,69%的公司則半途而廢。其中有部分公司由于投資規模小且分散,難以實現規模價值。而有些公司雖然啟動了計劃并提供了資金支持,但卻因為不知道該將時間和精力投入哪些方面,只能眼睜睜看著計劃擱淺。數字技術確實可以為許多不同的業務領域帶來巨大價值,但由于相關技術太多,企業無法確定應該重點關注或優先實現哪些數字技術。

在接受調查時,84%的A&D高管認為能否利用新的數字技術是實現市場差異化的關鍵,但目前僅有四分之一的A&D公司使用數字技術和工具來訪問、管理、分析和利用其數字資產的數據,為決策提供實時信息。

測試對于數字產品生命周期的價值

實現數字化轉型的一個關鍵要素是系統或設備在運行過程中生成的數據。這些數據體現了系統在實際應用中的性能。無論是網聯飛機、太空交通工具還是許多其他系統,比如最新的普惠(Pratt.&.Whitney)飛機發動機(圖1),均會生成大量數據。這些數據可以帶來許多好處,例如減少停機時間、建立新的服務模型以及為工程團隊未來進行迭代設計提供寶貴的依據。

在數字化轉型過程中,工作重點不再是進行更多測試,而是更智能地進行測試。

在實現全數字產品生命周期的過程中,公司需要設計、制造和組裝復雜的信息物理系統,而這其中將面臨著諸多挑戰。盡管仿真可以極大減少所需的物理測試量,但是這并不意味著完全不需要驗證物理系統的設計、組裝和性能的關鍵方面。測試數據可提供相關系統及其組件的重要信息。對于公司而言,利用自動化測試實現數字化轉型的最有效方法就是 —— 將測試過程和測試數據與構成數字生命周期的關鍵過程緊密聯系在一起。在數字化轉型過程中,工作重點不再是進行更多測試,而是更智能地進行測試。為了實現測試集成的附加價值,以軟件為中心的復雜自動化測試和數據管理方法發揮著至關重要的作用。

對于數字產品生命周期而言,最重要的是基于建模和仿真的工程流程,其中將涉及:

? 基于模型的系統工程(MBSE).—.用于創建自上而下的設計規范和系統架構

? 基于模型的設計(MBD).—.用于子系統和組件的設計

建模和仿真并不是新測試技術。但是,由于處理能力和數據存儲功能的提升,建模、仿真、分析的應用范圍隨之不斷擴大,準確度也不斷提高。

將測試系統與產品生命周期的需求和其他要素聯系起來,可以更有效地將測試系統與數字工程集成 在一起。越來越多的人采用產品生命周期管理(PLM)系統作為中央存儲庫,來儲存數字生命周期相關 的所有數據。因此,測試系統還應能夠與PLM進行交互,將測試與由PLM管理的產品流程和數據聯系在 一起。由于使用的是由PLM系統統一管理的單個產品數據源,因此,測試將能夠與整個流程保持同步,從 而提高總體設計效率,縮短設計周期時間,并最終確保項目在預算內按計劃進行。

將測試集成到互聯設施

與大多數行業一樣, A&D公司相信數字化轉型和互聯設施將帶來諸多好處, 包括:

提高所有制造
運營的可見性

提高資產利用率

提升質量

降低成本

降低進度風險

測試數據可為制造流程提供更廣泛的價值,比如監測工廠車間以及集成來自其他軟件的數據,這些軟件包括監測和管理(MOM)應用程序,例如制造執行系統(MES)和ERP系統。從這些更廣泛的數據中獲得重要信息后,就進入數字化轉型的下一階段,即將所有制造過程集成起來。這意味著需要:

? 制定動態測試計劃,以最大程度地利用資產

? 與上游設計流程共享制造數據,改進功能的開發過程并減少產品缺陷

? 通過更改操作順序,動態地優化測試,以便及早發現故障

將測試納入數字化轉型路線圖

將測試和測試數據緊密集成到數字生命周期的各個步驟。

如果公司希望將測試納入其數字化轉型路線圖中,則不妨在開始之前先思考以下幾點:

? 連接性 — 將測試系統安全、可靠地連接到企業網絡,以將相互獨立的系統集成起來。

? 數據和系統管理 — 建立數據和系統訪問所需的基本功能,以充分利用數據,并管理系統運營。

? 基于數據的應用程序 — 確定并部署能夠利用數據為工程和制造流程提供有用信息的增值應用程序。

? 工作流集成和自動化 — 將測試納入更高級的工程和制造流程,提高效率。

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