
在产品设计的前期对这些产品进行仿真,是绝对至关重要的事情。我们必须理解它们能够承载多大的载荷,理解它们在飞行条件下的性能。在一个数字环境中进行仿真,是实现这一目标的唯一方法。
在加入Siemens PLM Software之前我曾担任ATK公司航空航天与国防战略副总裁,ATK是一家顶级航空航天与国防企业,在美国22 个州、波多黎各以及世界其它地方拥有18000多名员工。ATK参与了航天飞机计划、Ares计划和航天飞机更换计划,涉及到很多科学技术。在ATK我们已经建立了以Siemens PLM Software的解决方案为基础的PLM战略及系统。
Ares是航天飞机的一种替代物,可以把人类送到月球以及更远的地方,也许某一天会把人类送到火星。ATK负责Ares内部的整个第一阶段的开发工作。因此,我们必须开发线束,并且设计非常大的水管线路。我们还负责仿真与分析,因此我们采用NX对Ares进行建模和仿真,帮助我们真正理解产品的运行。我们的产品用于照顾宇航员,因此有了Siemens PLM Software的工具,我们不仅有机会与美国国家宇航局一同进步,为现在的航天飞机计划做出贡献,而且还有助于推动Ares计划。
就目前最新的进展来说,基于Ares II重型发射火箭所打造的NASA空间探索运载火箭配备了空间发射系统(SLS),并搭载两部有史以来最大的实体火箭发动机及一段液芯。空间发射系统(SLS)能够使人类向地球引力场之外发射的载荷达到前所未有的规模,从而更好地进行月球距离之外的太空探索。
没有强大的软件无法实现航天项目
Teamcenter作为一种集成的企业方法能够最终实现有效协同。在Ares和航天飞机计划中,ATK与美国国家宇航局开展了广泛协同。通过使用Teamcenter的社区协同解决方案,我们与美国海军和空军像一个团队一样共享信息,行动一致。通过使用Teamcenter来把我们的产品与我们的客户和供应商连接在一起,使他们成为我们实际工作流过程的一部分,因此他们可以批准我们的设计以及我们的设计变更。
在Ares计划项目中,来自Siemens PLM Software的Teamcenter和NX是两款首选的软件。该火箭发动机实体的设计完全借助于NX系列软件,并使用Teamcenter来管理所有工程数据、需求、模型、分析模型、分析结果以及物料单实体。这种信息整合的能力使设计、分析与测试都保持同步,避免了大量的返工,从而在预定的成本下按时完成了发动机的建造。

Siemens PLM Software公司航空航天与国防战略副总裁 David H. Riemer
其中Teamcenter帮助我们实现了系统的集成和信息共享。如果没有一个像Teamcenter一样的统一架构,企业也能在系统之间有效共享和迁移数据,但是这只能算是一种松散的集成。而统一架构则能实现紧密集成,即所有这些工具都共享一个公共数据集。你可以把项目管理、系统工程、CAD数据以及知识捕捉集成在一个系统、一个数据库中。数据输入之后,就可以多次共享。
航空航天行业面临着全新的挑战,对ATK来说,我们在技术上真的很棒。但是对我们而言,管理成本和时间却是一个全新的游戏。因此,我们专注于使用Teamcenter的项目管理工具来帮助我们彻底理解需要实现的时间表。我们识别我们在设计产品时必须满足的关键期限。为每个人提供这些信息,让其在整个过程中进行协同,对我们满足计划的成本和时间表的要求而言非常重要。Teamcenter的系统工程功能起到了非常出色的作用,我们可以把一个客户的一组需求、工作说明一直到各项任务集成在一个时间表里面;还可以反过来追踪工作说明,以了解为什么要执行这一任务,了解这部分任务是为了满足哪些客户需求。其它任何东西都没法与它媲美。
NX系列软件则主要应用于产品设计和分析,以实现产品的数字化设计。用NX来进行产品分析和仿真,帮助我们真正理解了产品的运行。在产品设计的前期对这些产品进行仿真,是绝对至关重要的事情。我们必须理解它们能够承载多大的载荷,理解它们在飞行条件下的性能。在一个数字环境中进行仿真,是实现这一目标的唯一方法。
如何解决实际问题
在Ares(航天飞机的替代物)的研发项目中,许多部门以及跨职能的集成产品开发团队(IPT)都参与了这个项目。Teamcenter能够提供单一来源的、便于查找的所有工程信息。所有的团队与部门都清楚地意识到了设计更改通过部门及产品开发团队之间的相互依赖性而给整个项目带来了重要的影响。如果没有使用Teamcenter,大量的时间都将被浪费在由于设计信息过时所导致的返工上。
实体火箭发动机的设计涉及到许多复杂的机械、热力以及流体动力的问题。各项机械设计都是在NX中进行建模,比如可移动排气口就是在NX中进行建模并模拟了排气管运行的状态,从而保证了该附属硬件的正常运行,同时NX thermal的功能也在热力分析中得到了大量的运用。
Teamcenter最大的优势是能够在从产品概念定义到直接面向工厂的西门子工厂控制器的整个流程中,整合工程学、制造业、质量及程序管理等所有信息。这种无缝的数据流保证了决策者能够及时而准确地做出与产品定义相关的决策。通过Tecnomatix,我们能够在产品制造前虚拟验证制造流程,并且将该流程直接生成电子工作指令,通过Simatic IT在工厂车间中执行。Siemens PLM Software的解决方案的价值就在于能够在第一时间实现正确的设计,从而减少生产计划时间及成本。
软件的应用确实推动了当今行业研发的模式,模拟系统行为的能力极大地增强了理解复杂系统的能力。通过JT格式提供灵活的轻量化产品可视化的能力使所有的组织(不仅仅是工程师们)都能够看到产品的虚拟形象以及他们为取得成功所扮演的角色。
另外,面临日益复杂的航空航天计划,全球跨地域跨团队的协作必不可少。在全球各个站点的统一架构上部署了Teamcenter之后,我们已经开发了一种快速跟踪实施方法,以节约时间和IT成本,优化效率。
“快速启动计划”是Teamcenter特有的计划,使我们能够在需要时为ATK的各个站点创建并实施生产环境。这已经帮助我们大幅降低了实施成本,大幅减少了从一无所有到拥有一个完整生产环境所需要的时间。在“快速启动计划”之前,实施如此复杂、投资回报率如此高的一个站点,往往需要几年时间。现在有了Teamcenter,我们能够在6~8个星期内就建立起一个新的站点环境。
中国的航空航天事业发展迅猛,Siemens PLM Software从1989年起就与中国的许多航空航天公司建立了合作,在全球的实践使我们深入了解了行业的需求,Product Driven Services小组梳理了制造流程,并积累了如何通过Siemens的产品实践这种流程的丰富行业经验。这些最佳实践都融入到了Siemens PLM Software提供的解决方案之中,并帮助中国的航空航天业获得全球领先的能力和优势。
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