航空航天-飞机研发数字化转型

案例描述

本案例聚焦于某飞机设计研究院在大飞机研发中基于数字样机的数字化转型实践。某飞机设计研究院作为中国商用飞机有限责任公司的设计研发中心，承担ARJ21、C919、CR929等型号飞机的设计、验证与试航取证任务。面对大飞机研制系统复杂度高、多型号并行、研制周期压缩等挑战，某飞机设计研究院以数字样机为核心，构建了覆盖全生命周期的数字化协同研发体系，实现从二维图纸到多维数字样机、再到数字孪生的能力演进，有效支撑民机正向研发与系统级创新。

案例实施的具体内容

• 数字样机体系构建：针对不同型号研制阶段，逐步扩展数字样机覆盖范围。ARJ21以二维图纸为主；C919实现从产品数字样机向服务数字样机、制造数字样机的延伸；CR929进一步构建功能数字样机、性能数字样机，并逐步发展运营数字样机，为数字孪生奠定基础。
• 全领域集成协同：基于统一数据源，打通设计、仿真、工艺、维护等环节的数据流与模型流，实现基于模型的在线关联协同设计。通过构建面向飞机全阶段的实时数字样机，支持从几何、系统到制造、服务的多维度集成与构型管理。
• 模型分析与验证：基于数字样机开展全面的工程分析与虚拟验证，包括人机工效分析、全机装配模拟、运动仿真、安全性评估等，实现需求→功能→逻辑→产品的连续传递与闭环验证。

案例亮点

• 数字样机逐级拓展：实现从几何样机到功能、性能、服务、制造、运营样机的体系化构建，形成覆盖全生命周期的数字样机系统。
• 模型驱动的正向设计能力：以数字样机为统一载体，打通需求、功能、逻辑与物理的实现，支撑基于模型的系统工程落地。
• 全业务流程协同：打通了数据的传递和模型的对接，实现了全领域的集成协同和基于模型的在线关联协同设计，打造出面向飞机全阶段的实时数字样机。

实践效果

• 提升研发质量与效率：通过数字样机提前开展虚拟验证，显著减少物理返工，提高设计准确性与一次通过率。
• 实现数据贯通与协同：打通了研发过程的数据孤岛和流程孤岛，把整个过程中的数据进行了集成和验证。
• 促进知识沉淀与复用：数字样机成为工业知识载体，推动设计经验标准化与复用，加速研发能力迭代。

应用价值

该案例通过数字样机体系构建，实现了大飞机研发从经验设计到模型驱动的转型，为复杂装备制造业提供了可复用的数字化研发范式。数字样机作为数字孪生的基础，不仅支撑国产大飞机自主创新与产业链协同，也推动了高端装备研发体系的全面升级与自主可控。