数字技术:未来垂直电梯的核心

数字技术:未来垂直电梯的核心


数字化改造对国防技术的影响,利用基于模型的数字化设计提高生产质量和效率


在本期与洛克希德·马丁公司西科斯基企业业务转型副总裁Mike Ambrose的问答中,我们讨论了数字化转型对国防技术的影响,以及西科斯基如何利用多年在数字技术方面的投资和经验未来垂直升降机(FVL),以及这种方法的多重优势。

问:数字技术显然是陆军现代化战略的核心。为什么这对陆军和工业开发未来项目如此重要?

答:简单地说,数字技术使陆军和我们的作战人员能够比以往任何时候更快地适应不断变化的环境,并对新威胁作出更大的反应。它加快了该部门将新技术投入生产的能力。在西科斯基,我们将产品生命周期的每一个方面都数字化地表示到一个集成的数字线程中,从而使这成为可能。我们正在创建基于物理的模型,在飞机制造和飞行之前就可以复制它的飞行和性能。我们这么做是基于我们在创建和实际实现产品性能的数字模拟方面取得的进展。模型与风洞和飞行测试数据相关,然后使用高性能计算机和人工智能(AI)等工具,我们可以非常快速地迭代和成熟这些模型,以准确地表示产品性能。

这个相关模型不仅使我们能够复制产品在现实世界中的表现,而且还允许我们快速迭代并更快地完善设计。事实上,我们已经意识到通常需要6个月才能完成的非常复杂的设计可以在6周内完成。

从作战人员的角度来看——当一个不断演变的威胁或需求被识别出来时,我们现在可以更快地评估场景和能力,比前几代人更快地提供选择和解决方案。

用数字设计推动更快的进步

问:西科斯基是如何将数字技术创新经验转化为FVL的方法的?

答:西科斯基公司在过去的15年里进行了大量的投资,特别是在过去的6年里,洛克希德·马丁公司在我们的工厂和数字化转型.我们的数字投资一直植根于“先造后造,先飞后飞”的原则,在CH-53K等既定项目上进行基于模型的数字设计。我们已经证明,我们可以利用数字模型,然后在生产环境中更有效地构建和组装高质量的部件。

我们亲眼目睹了这些改进:例如,在工厂里,进度减少了50%,质量提高了70%。飞机的性能和构造通常是在第100架飞机上看到的,我们现在看到的是第20架。这是一个了不起的证明数字技术的力量和潜力

我们还使用数字技术来推进电传飞行技术,这大大减少了飞行员的工作量,并允许客户拥有先进的飞行控制定律。我们得到的反馈使我们能够将电传飞传技术与其他六个开发项目结合起来。结果是,计划用于FVL的电传飞控系统是经过验证的技术。

“我们的数字投资一直植根于‘先造后造,先飞后飞’的原则,即在CH-53K等既定项目上进行基于模型的数字设计。”

Mike Ambrose,西科斯基公司(Lockheed Martin)企业业务转型副总裁

问:数字技术在速度、效率和质量方面具有优势,同时在节约成本方面具有巨大的效益。这是怎么做到的?

答:数字技术促进了显著的成本效率。例如,飞行测试传统上是开发项目中一个漫长而昂贵的组成部分。改变飞行测试计划有很多方面,但基金会正在实施一个数字试验台。

通过数字测试平台,我们可以模拟飞行环境,基本上是“先飞再飞”,这减少了证明基本能力所需的真实飞行测试。

它并没有消除对传统飞行测试的需求,但因为我们已经在数千个循环中运行了模拟,我们能够减少认证或验证飞机所需的飞行时间。在这个数字环境中,我们能够以飞机实际飞行的方式飞行,因为模型和现实世界性能之间的相关性非常好。我们已经演示了在生产中利用数字测试平台元素的能力。

全面实现数字测试平台需要在高性能计算和开发有效管理和处理数据的流程和人才方面进行大量投资。洛克希德·马丁公司认识到这些需求并进行了投资,将其在西科斯基公司的10亿美元资本投资的一部分用于高性能计算和模拟处理能力。因此,我们处于完全整合数字线程的独特位置。

然而,处理能力本身是不够的,洛·马公司和西科斯基公司还在机器学习和人工智能方面进行了投资,以确定如何最好地评估和使用所有数据。最重要的是,我们对员工进行了投资。实施这些技术需要一支训练有素、技术熟练的劳动力队伍。

所有这些都是一个综合多年的旅程,使西科斯基公司现在完全实现了基于物理的仿真模型,以支持飞行测试验证。

西科斯基公司斯特拉特福德康涅狄格州工厂的生产线俯视图。图片由洛克希德·马丁公司提供。

西科斯基公司斯特拉特福德康涅狄格州工厂的生产线俯视图。

问:维护是任何国防技术项目的关键组成部分,FVL尤其如此。数字化技术将如何改变维修工作?

答:一个持续的数字双胞胎代表了一架飞机的所有部件、元素和能力。它允许我们了解如何通过模块化开放系统方法(MOSA)或软件升级等因素更快地引入功能。

通过开发一个数字双胞胎,例如,我们的虚拟模型掠袭者X而且挑衅的X-陆军可以理解平台将如何运行并实施预测性维护。西科斯基利用数字双胞胎和数据分析来预测何时需要更换或维修部件,使我们能够制定非常量身定制的维修计划。了解平台的每一个部分对于创建健壮的预测性维护能力至关重要。

我们有能力通过飞机传感器得出这些见解,这些传感器将实时数据传输到它们的数字双胞胎。这为我们打开了一扇门,让我们能够准确地了解飞机在飞行过程中发生了什么,甚至可以实时部署3d打印等技术,来定制和打印处理损坏的部件,以便飞机能够尽快返回战场。这也可以通过mosa类型的体系结构实现,它允许客户——或系统集成商——只替换或修复平台中需要它的部分。

问:说到MOSA,洛·马公司在数字技术方面的做法是什么?

答:其核心是,MOSA为陆军提供了极大的灵活性,他们可以尽快获得最佳的集成能力。在洛·马公司,我们有许多将MOSA应用到不同平台的例子,但关于我们如何实现MOSA的最好的例子可能是通过我们的软件工厂。

我们的软件工厂能够实现非常快速的开发——或者,根据需要,非常快速的认证资格——因此,只要客户表示需要,就可以进行软件更改或升级。拥有一个模块化的、适应性强的、开放的系统可以让他们进入并以一种非常流畅的方式使用我们的产品,有效地应对那些不断演变的威胁。

问:国防领域的数字化转型也必须要求工作人员进行转型。西科斯基的方法是什么?

答:数字技术最令人兴奋的方面是它对我们的劳动力意味着什么。我们的团队成员可以超越他们专业的一个方面,去拥抱成为一个基于模型的系统工程师的真正含义。事实上,它不仅仅局限于工程师,还包括在产品开发、构建或支持中发挥作用的每一个人——因为在真正的集成数字时尚中,我们都是连接在一起的。基于模型的系统工程实现了整个数字线程的系统思维和协作,使我们所有的员工能够更充分地与我们的客户和关键利益相关者结合,以提供最好的价值,更快地完成这些工作,提供更多的能力。

此外,因为我们现在能够实时地、跨越多个维度观察事物,我们能够以前所未有的速度推进技术的发展。这是因为我们都是作为一个完整的系统来思考。

我把这一进展归功于洛·马公司思想的多样性和经验的广度,以及我们与供应商和客户的参与和包容。数字的主线始于我们的客户,以及他们在适应不断变化的世界时所确定的需求。仅举一个例子来说明我们作为一个系统是如何运作的,那就是我们将工厂工人放在虚拟现实实验室中,观察各个部件是如何组装在一起的。我们将把这些信息反馈给我们的制造和设计工程师,并听取他们的反馈来调整模型。我们确保供应基地直接参与零件的设计,我们引入我们的客户维护人员来体验和提供设计反馈。所有这些都是在虚拟现实环境中完成的,在任何东西建成之前。它只是打开了一个全新的,令人兴奋的技术可能性的世界,坦白说,甚至在十年前,这是不存在的!

这一切都是令人难以置信的兴奋和回报-看到我们的作战人员的潜力,同时,实现未来更大贡献的潜力!

defy X®和RAIDER X®是洛克希德·马丁公司的注册商标

首次发布于2022年7月14日
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