数字化生产仿真与优化助力欧洲空客公司AirBus实现远大制造业务目标

空中客车公司在开发的早期阶段使用工厂仿真和 HEEDS 软件对飞机设计和工工厂规划进行闭环建模、仿真和优化。 空客公司的宏伟的环境目标

 空中客车公司是航空航天业的国际先驱，其全球业务涵盖商用飞机、防务、航天和直升机等多个领域。空中客车公司作为航空业的领军企业，在35个国家和 180 个地方拥有超过13万名员工。空中客车公司与西门子工业软件公司合作开展数字化转型之旅。在西门子全球用户大会Realize LIVE 2020 上，空客公司展示了其在制造创新方面的最新成就。 空中客车公司在航空业有着雄心勃勃的目标。他们对可持续增长的奉献体现在他们致力于提高飞机燃油效率和减少二氧化碳排放，同时履行不断增长的积压订单。从 2008 年到 2020 年，他们成功将飞机燃油效率每年提高了2.2%，而原定目标是每年提高1.5%。 那么他们是如何实现目标的呢？靠的是创新。空中客车公司必须设计出重量更轻的飞机，使用更环保的燃料，具有单引擎滑行、怠速反向推力、连续下降等功能。他们需要一个复杂的数字制造基础设施来帮助实现创新效率。

数字制造基础

空中客车公司需要一个完整的数字制造基础设施，以便创建、评估和比较各种工业场景，从而优化其复杂的设计和制造流程。他们需要将工程和工业视角联系起来，以满足新需求并创造创新效率。 空中客车公司的先进工业架构体系包括以下方法和工具： 1. 产品概念阶段的共同开发 2. 使用 AI 引擎进行版本化多场景生成，并支持基于集合的设计 3. 识别用于设计最具竞争力的场景所需的缺失技术模块 他们创建了一个端到端的数据链，连接了程序视图、产品视图、工业架构场景和动态性能评估。这些场景涵盖了工业设计的不同变体，包括集中化、全球分配和垂直整合水平。 在评估过程中，使用一系列输入来计算场景的静态工业性能，包括运营级别、生产单元级别和生产线级别，最终实现完整的场景级别。输入包括工作量、能耗、工人数量等变量，以及小时工资、国家能源费率和国家二氧化碳排放量等现场信息。情景评估包括产品线和全球非经常性成本、劳动力经常性成本、资源经常性成本以及生产线排放的二氧化碳量。 这些场景数据输送到数字制造软件工厂仿真，并丰富了优化所需的简化制造执行系统变量。

工厂仿真 Plant Simulation仿真让空客等制造商能够通过离散事件仿真和统计分析功能，对物流系统及其流程进行建模、仿真、探索与优化。 Plant Simulation是空中客车数字制造基础设施的重要组成部分。他们的场景以面向对象的方式导入到 Plant Simulation中，包括工厂、生产线和单元结构 - 资源清单和制造物料清单MBOM，以及产品结构或工程物料清单EBOM。已加载的订单通过虚MESBOM的功能委托给可用的生产单元，从而模拟按订单生产或按库存生产过程。在整个仿真过程中会测量各项指标，这些指标能够反映在制品WIP、单元利用率、资源能耗以及其他资源统计数据。 此外空客车公司使用HEEDS软件——一款强大的设计空间探索与优化解决方案——来推动产品创新。HEEDS 通过自动化分析工作流程、最大限度地利用可用的计算硬件和软件资源、有效探索创新解决方案的设计空间，同时评估新概念以确保满足性能要求，从而加速产品开发过程。

结合Plant Simulation软件，首先明确所需的性能目标参数，随后HEEDS软件通过智能算法筛选出多组优化方案。该软件采用智能算法对混合功能与自适应功能进行协同优化，帮助空客公司精准识别影响性能提升的关键控制要素。这些关键要素将作为输入参数，进一步支持多场景方案的评估验证。整个数字化解决方案最终推导出符合技术规范要求的最优整体设计方案。

空客闭环创新效率

这些互联系统使空中客车公司能够在研发初期阶段对飞机设计和工业架构进行闭环建模、仿真和优化。这些系统支持从产品和工业要求到实体工业系统的整个流程。他们在流程早期对产品设计的反馈大大缩短了上市时间并提高了成本效益。空中客车公司能够在分析许多替代概念后快速迭代到最佳且经过验证的设计。 西门子持续与制造业各领域的领军企业开展合作，共同打造能够提升可持续性、安全性、质量与合规性的产品与系统，从而助力客户更好地服务终端用户，并为构建更加繁荣的世界贡献力量。