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专题报道

航空工业上电所面向未来的电子工程探索实践

来源:中国航空报     发布时间:2017-07-31        中   

“中国制造2025”中所提及的“制造”已远远超出了传统的生产制造范畴,是以科技创新为指引,覆盖产品研发、制造、交付以及保障全生命周期的一次深度变革。电子工程作为制造的核心环节之一,在这场变革中被赋予了重要的使命。作为国内从事机载电子系统研究的重点科研单位,上电所始终秉持技术领先、产品先进、工艺专业、制造可靠的电子工程产品研发理念,切实加强贯穿产品全生命周期的研发管理,为用户提供价值服务,在建立面向未来的电子工程研发体系上开展了卓有成效的探索。

聚焦企业使命 深入推进平台主线创新战略

“科技报国、装备强军”的企业使命,要求上电所必须扮演好航空电子硬件平台高端集成商与供应商角色,不断提高基于需求的架构设计能力,以及全生命周期的研发与管理能力,力争在行业领域内做到“国内领先、国际一流”。在深入研究行业发展规律和未来发展趋势的基础上,上电所确立了平台主线创新战略。

平台建设是企业的战略活动,平台定义过程是一个架构设计的过程,它的最终目标是帮助企业能够快速服务定制化设计要求,保证产品的高品质,在实现产品快速进化的同时,有效降低企业及合作伙伴的边际成本,最终实现商业成功。上电所在系统审视专业体系和产品谱系的基础上,正在全力打造三大产品平台,建立系列化可复用的软硬件产品(CBB)、研发过程、验证环境、设计工具、设计方法、设计规范、接口标准、模型库、知识库,不断提升产品三化水平,提高CBB的复用率,进而提升研发效率。技术平台坚决围绕产品平台推进创新工作,不断推动整合行业优势资源的技术共享,积极推进跨学科、跨部门的协同研发,并对现有产品开展颠覆性地技术的创新,升华产品工程化设计技术,持续夯实产品的核心竞争力。

完善研发过程 积极寻求弯道超车合理路径

从产品全生命周期的视角看待研发活动,是开展电子工程研发过程变革的首要条件。为了全面提升产品研发效率,上电所秉持“大研发”的工作理念,坚持系统思维,从过程、活动、指南、模板和检查单这几个层级逐步完善电子工程过程文件。通过自顶向下的培训灌输,实践过程中的反复迭代,成了设计师的行为习惯。同时,全力推进以EBOM为核心的BOM体系建设,完成BOM数据的整理与核准,通过和PMISMES系统协同,支撑产品研制计划管理优化。依托PDMERP等系统,做好型号产品的构型管理与成本管理,努力实现设计数据的轻量化浏览,打通设计、工艺、采购、制造在产品研制阶段的业务协同,有效地缩短研制周期。

质量是航空人的生命,在提升研发效率的同时提升产品质量是电子工程的不懈追求。产品质量是由体系,过程,技术共同决定的,而工作质量则是保障项目研发质量与产品交付质量的关键。为此,上电所进一步严肃技术评审过程,建立了专业覆盖面广、工程经验丰富的评审专家库,充分发挥同行评审的作用。专门成立了电子工程过程小组(EEPG),负责策划与推进电子产品设计质量管理,不断验证现行的研发流程、产品平台和过程文件,发现研发过程中出现的共性问题,通过表单化的形式为设计师提供良好借鉴,杜绝同类问题的反复出现。针对历史遗留的技术质量问题,特别是外场故障率高、用户关注度高、技术难度高的“三高”项目,建立整改专项,做好举一反三,并形成知识库。

坚持需求牵引 努力实现快速对接制造目标

基于模型的工程(MBe)为电子工程设计过程和设计方法带来了重大变革。基于MBe的相关理念,上电所正在全力推进以建模仿真与数据管理为核心的跨专业协同设计平台,将基于模型的协同设计升级为基于数据的协同设计,应用科学的仿真和分析工具对产品全生命周期的每个环节进行辅助并决策,在满足与MBSE无缝衔接的同时,实现了电子、工艺、制造在产品研发阶段的设计协同,使快速对接制造成为可能。

实现从“基于文档”向“模型驱动”转变。需求理解和传递的不到位,产品在联试阶段和试飞阶段大量的设计迭代使我们的生命周期管理体系变得异常脆弱。运用基于模型的设计方法,通过功能样机的综合,让需求在V字形的左半边得到充分验证与确认。各个设计活动在数字样机阶段的协同使得产品在被制造之前就能够完成90%以上的设计迭代,真正做到一次设计成功,实现了需求工程的真正落地。

实现从“静态设计”向“数据协同”转变。从系统工程的视角来看,模型传递的本质是建立跨学科的标准语言,确保设计实现与需求一致,提升验证效率与准确性,促进大规模团队的有效沟通和协同。在电子工程设计领域,模型是包括需求、架构、行为和参数在内的动态信息,是联系数字和物理两个空间的媒介,覆盖设计到仿真、制造各个环节。电子工程设计过程不仅定义了模型,更重新定义了生命周期的研发数据集。以模型作为核心数据,以数据贯穿研制流程,最终实现共享与重用,进而实现产品研制效率的大幅度提升。