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数字设计与制造的鼻祖项目DCAC/MRM

原作者: 周峰 安琳 林雪萍 来自: 知识自动化 收藏 分享 邀请

工业新概念解读

飞机构型定义、控制和制造资源管理DCAC/MRM项目,是波音公司从精简化(Simplification)、现代化(Modernization)和柔性化(Flexibility)三个方面彻底改造原有的技术和生产管理体系结构,建立基于PDM的全新计算机技术信息管理系统,支持飞机构型生成、工艺计划和制造资源管理几大部分内容进行集成、彼此协调并统一管理。

一、什么是DCAC/MRM项目(What)

这个项目诞生在1994年,预期结束时间为五年,然而实际时间却用了十年。通过这个项目,波音在数字化设计与制造,大大提升了一个台阶。随后空客也不得不跟进。这个项目所确立的原则,成为后来制造业的标杆实践。

通过DCAC/MRM项目,波音公司期冀达到飞机研制周期缩短50%、出现问题减少一半、成本降低25%以及较大地提高客户满意程度的目的。

在二十世纪九十年代早期,针对计算机技术引起的信息爆炸,和手工处理着大量的纸质文件来控制产品数字化信息的严重不协调状况,波音决定实施一系列具有突破性的飞机制造战略性计划。它提出了三大突破性技术措施:造/买决策、精益生产和DCAC/MRM,其中造/买决策实际上就是大协作生产组织模式,其中包括国际间协作。精益生产是一整套旨在消除公司内部制造过程和支持服务过程中的一切浪费和无用(非增值)环节的原理和策略。而DCAC/MRM项目,则是波音公司在设计中推进产品三维数字化建模(实体模型)和在生产组织管理中贯穿并行工程。

DCAC/MRM项目于1994年由波音商用飞机公司(BCAG)的总裁吴达德提出,预计花费十亿美元,用十年时间对其全部机种完全实施该计划。

DCAC/MRM按照自顶向下的需求、自底向上的执行原则进行整个计划的实施,即先从最基础的材料支持厂到基本零部件制造厂,再到单元装配件供应商至最终的飞机产品的顺序进行实施,其间经历5个版本,即0.5、1.0、A1、A2和B版本,第一期项目结束于2001年,历时7年,同年转入第二期,历时5年。其中波音757从2002年1月2日开始实施,其他机型则分别从2002年12月到2003年3月开始实施。

DCAC/MRM与产品三维数字建模、数字产品的并行定义(并行工程)一起相辅相成、彼此促进,并称为波音公司推动数字化技术在飞机制造中应用的三部曲,也代表着当时世界航空制造业的发展方向。

二、为什么要实施DCAC/MRM项目(Why)

在上世纪末(90年代),波音公司面临着巨大的挑战:一方面航空公司强烈要求制造出飞行更快、性能更好和价格更便宜(faster-better-cheaper)的飞机,并且要求大幅度地缩短飞机交付期。另一方面来自同行之间的竞争压力,如空中客车公司的崛起,威胁到波音公司在民机领域的领先地位。军机领域波音公司与洛克希德·马丁公司为争夺JSF(Joint Strike Fighter)的制造权进行着激烈的竞争。同时波音公司也逐步发现企业内部在技术和管理上存在着严重问题,难以维持波音目前在飞机工业中的地位,从而迫使波音公司改革。

一方面是全球化快速发展带来的问题。20世纪末飞机制造业已经成为跨公司、跨地区、跨国家的全球性行业,波音公司商用飞机的制造供应商分布在全世界60多个国家和地区。因此,一架完整的现代化飞机的制造工作需要一个高度统一、集成的技术管理系统来保障,在当时,不仅波音公司,世界各飞机制造公司还都没有这样一个完整的信息化(计算机)集成系统。

而飞机特殊研制要求带来的复杂制造问题,也在折磨着飞机制造商。

现代飞机不仅其外形具有严格气动要求,而且设计更改频繁,产品构型众多,材料和形状各异,零组件数量巨大。同时,飞机不同于一般产品的按批次生产,它是按架次进行组织生产的,即每架飞机按客户需求制造,相互之间存在着较大差异。所有这些都给飞机的制造工作及技术信息管理带来了很大的困难。

还有一个问题是,现有落后信息系统带来的数据孤岛。20世纪末波音公司应用的计算机信息系统大多始建于20世纪70年代,受限于当时技术条件,这类系统都是各自独立设计的,所用软硬件环境也不统一,导致各分系统信息结构也不相同,而且分系统数量众多,过于分散。如波音商用飞机公司(BCAG)的分系统就达800多个,且分系统难以集成,导致产品的数据和信息流动不畅。

这其实也是一个工业软件支撑能力的问题。数字化设计、跨地域制造等新业务模式的出现,导致当时大多数工业软件满足不了复杂飞机的三维建模和分布式制造的管理需求。如数字化定义(CAD)不能支持完全三维设计中数字模型过于庞大的问题。产品数据管理(PDM)和企业资源计划(ERP)更是无法适应分布式飞机制造和管理模式。

面对上述问题,波音商用飞机公司提出DCAC/MRM项目,将精益思想贯彻到飞机产品的设计与生产中,对各部门的每一步工作过程进行精益化分析、评估与优化重组,彻底改造原有的技术和生产管理的体系结构,建立全新的计算机技术信息管理系统,组织和管理整个波音公司大范围联网和分布式数据库的、跨地域的飞机设计构型、工艺计划、生产制造和服务支持的全过程。在达到降低成本和缩短生产周期的目标基础上,成功实现整个波音公司的业务改造。


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