基于模型的企业(MBE)在航空业实践与发展

    随着全球航空业的迅速发展，先进航空制造企业竞相建立基于模型的技术理论和应用体系来适应现代航空产品研制的动态变化过程，达到提高研制效率、质量和降低成本的目的。基于模型的技术作为设计、制造、生产和服务等一体化研制的新的应用手段，将产品的设计、制造和检测及服务等离散的信息进行“数字化”处理，通过共享的协同环境，最终生成能够指导生产现场制造、装配和检测工作的数字化作业指导书，构建单台产品BOM，最终形成能够指导培训、维护等服务的数字化技术出版物。应用基于模型的技术贯穿产品研制全生命周期过程，以系统化和工程化的模式进行各部分的衔接和全局串联，实现模型数据在整个研制过程的定义、交换、使用、控制和协同，突破了传统的研制方法，这就是一种新的航空产品研制模式——基于模型的企业( Model Based Enterprise．MBE)。MBE是建立在3D产品数据定义和共享重用基础上的全集成和协同的工作环境。MBE具有高度的智慧、快速的反应能力、优良的人机友好性和知识共享性，可基于模型进行多学科、跨部门、跨企业的产品协同设计、制造和管理，支持技术创新、大或小批量定制和绿色制造。MBE是企业发展必然趋势，也是数字化企业发展的必经阶段，更是实现中国制造2025的基础。

基于模型的企业技术组成

    美国陆军研究实验室和美国国家标准与技术研究所等机构及美国军工制造技术计划认同的MBE的一个描述是：基于产品模型定义( Model Based Definition，MBD)详细信息的、并为跨企业所共享的集成和协同环境，目的是使企业从原理到退役处理的产品全生命周期的所有活动快速、无缝和经济的运行，核心宗旨是直接用模型驱动产品生命周期的所有方面，且产品模型一经创建就为下游所有数据消费者重用。MBE是一种制造实体，它利用产品和过程模型来定义、执行、控制和管理企业的全部过程，采用科学的模拟与分析工具，从根本上减少产品创新、开发、制造和支持的时间和成本。

    MBE的组成如图1(a)所示，在信息标准、基础设施和运维基础上，综合集成与数据交换测试等标准；以产品全生命周期管理为主线，在基于模型的可视化环境中，按照系统工程的思想开展基于模型的工程( Model-Based Engineering, MBe)、基于模型的数字化制造( Model Based Manufacturing，MBm)、基于模型的服务( Model Based Sustainment, MBs);重点突破工程分析、数字化制造、长周期数据持有与共享及机电一体化等技术，完成产品模型构建与定义，建立设计、工艺、生产、质量、服务、采购、成本等过程模型和信息模型；通过网络中心实现数据的无缝传递与流转，保证各阶段的数据预览与重用。MBE是数字化企业实现的必经阶段，也是实现赛博一物理系统（Cyber-Physical System，CPS）的核心，如图l(b)所示，实现模型贯穿需求工程、设计工程、制造工程、试验工程、生产工程、产品验证与综合确认，最终完成产品生命周期和生产生命周期的融合。

基于模型的企业技术架构试点应用

    中航工业信息技术中心（金航数码）与四川成发航空科技股份有限公司（以下简称成发）根据MBE组成，结合企业需求与产品特点，开展MBE项目建设与试点应用。MBE的技术架构见图2，重点建设的内容有基于模型的产品设计、分析应用、零件工艺、装配工艺、工装设计、作业指导书、制造执行、检测检验，数字化服务管理及标准定义共十大部分，虚线框图内容未纳入本期建设。

图1 MBE的构成与外延关联

图2 成发基于模型的企业技术架构