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商业实验室:航空业创新的重要源头

时间:2023/11/9 作者: 大飞机 热度: 14889
陈培儒

  

  2015年,空客公司宣布,为了加快航空业创新想法的商业化进程,公司决定在全球范围内启动一项旨在帮助新兴企业和个人实施其创意的“商业实验室”(BizLab)计划。在这项计划的支持下,那些拥有创新想法的企业和个人能够获得空客相关技术部门和专家的支持,尽快将那些创新想法转换为具有商业价值、切实可行的方案。如今,3年过去了,空客“商业实验室”计划已经支持了50多家初创公司和40个空客内部的创新项目,这一计划已经成为空客重要的创新源头之一。

  近年来,以波音、空客为代表的主制造商为了巩固其行业领先地位,一直在不遗余力地加强实验室建设。作为行业“大佬”,双方均在全球建成了众多商用飞机产品试验验证平台,这些资源成为他们捍卫行业霸主地位的重要核心能力。

  一只“看不见的手”

  在商用飞机项目研发过程中,实验室就像一只“看不见的手”,在一定程度上主导着项目的进程。从功能上看,商用飞机项目涉及的实验室主要分成两大类,分别是技术研究类实验室和技术验证类实验室。前者侧重于技术预研,为产品发展提供创新技术,实现当前产品与服务的改进,后者则更关注于验证产品与服务的品质、安全性与可靠性等。

  在777项目中,波音建立了当时全球第一个系统集成实验室。这个实验室的建成,标志着商用飞机的设计、验证方法实现了重大突破。在777研制过程中,波音借助系统集成实验室进行了大量仿真试验,实现了飞机在交付客户时就达到“服务状态”,在保证飞机可靠性的前提下,大大提高了研发进程。由此可见,实验室能力建设对于主制造商而言具有极其重要的战略意义。

  近年来,中国商飞公司也在不断加强实验室能力建设。2009年12月批准建设的国家商用飞机制造工程技术研究中心,成为国内航空制造领域首个国家级工程技术研究中心。该工程中心通过技术研发,先后突破了复合材料多梁盒段整体共固化、自动化装配、总装集成测试等一批瓶颈技术,并将新技术、新工艺、新材料的研究成果切实转化为生产力,有力支撑了型号的发展。

  2014年,民用飞机模拟飞行国家重点实验室通过科技部组织的验收评审,意味着我国第一个国家级民机研发重点实验室正式落户中国商飞,这为我国开展民用飞机应用基础研究、关键技术和共性技术研究提供了强大的能力平台和技术支撑。除此之外,中国航空工业集团有限公司旗下专业从事航空复合材料研制与生产的合资企业菲舍尔航空部件(镇江)有限公司成立了菲舍尔实验室,专注于航空复合材料性能测试研究。目前,该实验室已经通过了空客的资质认证,成为国内第一家获得空客认证的复合材料实验室。

  与国外先进航空制造企业相比,国内现有的实验室无论是在数量还是试验能力方面,都有明显的差距。总体来说,国内现有的商用飞机实验室大多处于硬件设备设施投资建设、试验能力与技术研发能力加速培养阶段,还未充分发挥出对行业发展的引领作用,在有效满足型号研制、技术发展以及带动我国商用飞机产业发展的需求上,还有很长的一段路要走。

  实验室各有千秋

  作为全球领先的商用飞机制造商,波音和空客在实验室建设和能力培育方面有着各自的特点。

  波音技术预研实验资源主要由技术服务部的波音研究与技术中心管理,而其产品验证实验资源主要由技术服务部的波音试验与评估中心管理。与波音相比,空客技术预研实验资源归属未来项目办公室管理,规模相对较小。

  总体来说,两家制造商都已经在全球范围内构建了完善的研究与技术网络,实现了产品验证业务的全覆盖。双方实验室研究的重点技术都是着重于提高飞机的环保性与安全性,材料、气动技术、结构、制造、信息技术、新能源等成为双方重点的研究方向。在产品验证能力上,波音的资源更丰富,几乎涵盖飞机研制所需的所有重点专业。因此,在产品验证试验资源方面,波音会将自己的资源对外开放,在满足自身需求的同时实现盈利。

  从实验资源的分布看,波音与空客都拥有众多研究中心。据统计,波音技术预研实验资源分布在11个波音研究与技术中心,其中有5个位于阿拉巴马、加利福尼亚、密苏里、南卡罗来纳和华盛顿州等美国境内,在美国有23个研究基地,共有员工约4000名。波音在这些基地都建立了相关实验室,进行重点技术研究,全球其他地方的6个研究中心位于澳大利亚、巴西、中国、印度、俄罗斯和西班牙,这些地方的研究中心与当地院校、企业、研究机构等合作,利用当地实验资源进行技术研究。其中,波音产品验证实验资源由波音技术服务部统一管理与联系,波音技術服务部管辖着分布在全美的500多处实验资源。

  空客作为一家欧洲航空联合企业,实验资源散布于各国工程中心,以便利用欧洲各国的优势资源。

  与波音不同,空客技术预研实验资源分布于北美、俄罗斯、印度、澳大利亚、日本与中国等地。空客集团创新部门在全球设立了20个研究与技术基地,这些基地形成了空客的研究与技术创新网络,由空客集团创新部统一管理。

  空客集团创新部的主要基地位于巴黎的叙雷讷和慕尼黑的奥托布伦,其他的位于图卢兹、南特、汉堡、不莱梅等地。此外,还有东京与蒙特利尔两个研究中心。空客的产品验证实验资源主要分布于空客工程中心,除了总部工程中心,空客的其他工程中心主要位于英国的菲尔顿、西班牙的塞维利亚、德国的汉堡与不莱梅等地。

  在新技术预研方面,波音的技术预研实验资源专业能力包括先进设计、制造系统和工艺;更智能、独立、网络化的系统;新结构与新材料技术等。目前,波音研究与技术中心在计算机流体力学和先进材料上有很大突破。波音产品验证实验资源专业能力主要包括风洞试验、推进力试验、电磁试验、环境试验、结构试验、电气试验、材料与加工试验、应用模拟工程、未来自动化与智能制造模拟试验、试飞、计量等。

  空客技术预研主要依赖母公司空客集团创新部。空客集团创新部主要有6个跨国技术能力中心,研究领域包括:复合材料技术;金属技术与蒙皮工程;结构工程、制造与航空机械;电子、通信与智能系统;系统工程、应用数学与信息技术;能源与推进力。空客产品验证资源分布于各子中心,包括起落架、结构、系统等方面的實验资源。

  跨行业创新理念

  除了传统的实验室之外,空客从2015年开始尝试建立更具活力的商业实验室来培育初创企业。在这些商业实验室的筹建过程中,空客借鉴了其他领域企业的合作经验,如微软与可口可乐的合作,尝试吸收更多跨行业的创新理念,从而更好地推动商用航空业的发展。

  空客对于商业实验室的设想是将其视为一个着眼于开拓和创新的科技孵化器。空客集团意识到创新在企业未来发展中的核心作用,因而率先启动了商业实验室计划,向所有的空客员工以及希望进入航空航天这个特殊市场的外部企业开放。空客集团各专业领域的专家、供应商和客户,都会根据相应需求为各种创意提供支持和帮助,鼓励将产品投放到市场。

  2015年,空客在图卢兹建立了第一个商业实验室。此后,又相继在德国汉堡、印度班加罗尔建立了商业实验室。根据计划,下一个空客商业试验室将落户西班牙马德里,其最终目标是打造一个全球性的商业实验室网络。

  如今,由班加罗尔空客商业实验室创办的初创企业Neewee已经与位于汉堡的空客公司工厂签订了一份合同,收集来自制造过程和供应链的数据,例如质量缺陷和生产准备时间。该公司的工程师们可以利用人工智能,预测不合格率和可能的供应中断。

  与传统的实验室不同,这些商业实验室与初创公司合作的范围不会仅限于航空领域,而是扩展到不同的领域,如数字化、数据处理、通信网络、机器人技术等,但是这些项目应适用于航空业。例如,数据分析与人工智能、数字设计与制造、自主与机器人、无人机与城市空运、电气化与连通、VR与AR、新空间解决方案与智慧城市以及区块链与网络安全等。

  近年来,空客始终在探索培育初创公司合适的商业模式,但是处理好赞助公司和初创公司之间的关系有一定的难度。如果完全接管一家初创公司,可能会导致其员工受到大团队中繁文缛节的阻碍,简单地提供资金可能只是新业务需要支持的一部分。在过去的10年中,公司创造了与创业界的各种接口。A3公司,被称为“空客在硅谷的前哨站”,获得了较高的知名度,并拥有自己的项目。成立于2015年的空客风险投资公司也希望能投资一些很有前途的新兴公司,并从这些公司的创新中获益。
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