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【数字化转型典型案例】中航通飞华南飞机工业有限公司基于卫通网络的水陆两栖飞机数字化试飞系统的创建与应用

一、企业简介

中航通飞华南飞机工业有限公司(以下简称“通飞华南”)隶属中国航空工业集团有限公司旗下中航通用飞机有限责任公司,成立于2012年,注册资本金10亿元,是集通用航空产品市场营销、设计制造、试飞交付、客户服务为一体的综合性高新技术企业。

通飞华南在研的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600(以下简称AG600飞机)是我国首次自主研制的、为满足国家应急救援体系和自然灾害防治体系建设需要的重大航空装备,与大型运输机运-20、大型客机C919并称为我国大飞机家族的“三剑客”。

二、转型背景

AG600飞机肩负国家应急救援使命,其试飞任务场景复杂、风险系数高,试飞工作存在诸多难点与不确定性因素。通飞华南已于2017年建立试飞管理体系,形成流程化、表单化的体系运行模式。然而,当前体系运行仍依赖人工处理与纸质审签,存在效率低下、成本偏高、无法与试飞任务执行实时同步等问题,体系运行水平与型号研制需求间的差距逐步扩大。

从行业层面看,虽已存在多类试飞管理信息化系统,但多系统模式下数据分散、联通性差,“信息孤岛”问题突出。为此,通飞华南启动基于卫通网络的水陆两栖飞机数字化试飞系统开发与试点应用工作,通过开展数字化试飞研究为“数智航空”建设提供技术支撑,着力解决广域监控、实时管控难题,保障试飞安全、提升试飞效率。

三、解决方案

(一)构建数字化试飞系统架构

通飞华南聚焦实现广域试飞监控、研制全周期监控、试飞设计一体化、多要素业务融合、数字化管理模式、自动化风险预警六大核心需求,结合AOS管理体系,梳理飞行组织主流程,明确各环节权责。

数字化试飞系统基于微服务架构,子模块由多个微服务组成。系统核心分为前端、后端、数据库三部分。业务微服务以“试飞业务管理”(支撑日常运转)和“试飞安全管理”(管控数据与业务)为核心,配套工作台管理(全局监控看板)、系统管理、系统集成(第三方对接)微服务。支撑微服务涵盖服务治理、流程管理、配置管理等,保障系统稳定运行。

(二)构建卫星数据通信网络及地面监控系统

1.打通卫星数据通信系统数据链

1)飞机航电系统提供UDP协议的服务端,周期性主动发送如速度、经纬度、高度、油量、机型、机号、机组人员、科目、起降时间等关键飞行参数;

2)本系统提供UDP客户端,连接到航电系统提供的UDP服务端,实时获取航电系统推送的数据信息进行解析,信息可保存到数据库并进行数据回放;

3)本系统后端负责通过websocket协议将数据信息推送到前端页面展示;

4)地面技术监控人员通过关键飞行参数判定飞机各主要系统工作状态,并将发现的问题通过电台或卫通电话实时反馈给试飞机组,以便机组及时处置试飞问题。

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图卫星数据通信系统数据链

2.开发卫星数据通信系统地面航迹监控功能

根据AG600飞机本场试飞和转场试飞的任务特点和监控需求,研究确定航迹监控参数,构建飞行航迹图画面,实现系统性、显性化的监控画面,便于统筹多架机的试飞整体态势。

3.开发卫星数据通信系统平显画面监控功能

根据机上现有的卫星通信传输带宽,研究确定主要的监控参数,构建飞机平显监控画面和飞行航迹图画面,实现系统性、显性化的监控画面。

(三)创建数字化试飞体系全业务流程

1.构建一体化数据库,打通各个业务要素关联渠道

数字化试飞系统以全局观、整体观构建试飞管理体系,有效避免功能模块割裂,串联各功能模块间的逻辑关系,理清各功能模块内部数据流向,实现一体化试飞管理模式。

通过构建一体化试飞管理数据库,打通各业务要素关联渠道,实现业务与监管的高度融合。借助信息化手段设置安全关卡,提升试飞全过程管控能力;同步创建安全危险源数据库与试飞科目危害数据库,实现试飞科目与危险源的敏捷同步,在试飞前及试飞过程中实时发出风险预警并提醒控制措施,显著提高试飞安全水准。

2.融合飞机研制全周期上下游数据库

通过数字化手段,与公司现有系统数据库实现集成(总装制造执行系统数据库、协同研制系统数据库、档案兰台系统数据库),完善试飞上下游业务协同,支持试飞数据管理的多类型数据扩展、容量扩展与备份,以信息资源整合为重点,覆盖试飞现场业务;同时以试飞过程管理与安全业务管理为核心,革新管理模式,以全局观、整体观构建试飞管理体系,避免功能模块的割裂,串联各功能模块之间的逻辑关系,理清各功能模块的内部数据流向,实现一体化管理。

四、应用成效

(一)管理提升助力型号研制

该项目已在AG600飞机试飞工作中落地应用,成效显著:成功保障AG600飞机陆上首飞、水上首飞、PC及TC取证、四川雅江灭火实战等关键任务,同时推广至西锐PC项目验收试飞任务。上述任务的顺利完成,充分验证了项目的普遍适用性,为型号研制及试飞工作提供有力支撑。

(二)降本增效提升企业效益

数字化试飞系统的开发有效提升试飞效率。项目运行期间,大幅节约AG600飞机试飞保障资源费用,其中试飞计划执行率提升5%,减少无效架次35.26个;累计节约飞行成本约705.2万元、外场保障差旅成本约442.4万元,合计节约超1100万元,显著提升企业经济效益。

(三)行业发展得到实质提升

该项目成功构建民用飞机试验飞行全业务管理系统,实现试验飞行各业务域全业务流程数据的管理功能;同时,通过集成总装制造执行系统数据库、协同研制系统数据库、档案兰台系统数据库,统筹建立涵盖各业务域流程信息的综合数据库,实现数据的综合传输、处理、存储、显示、分析与统计,切实填补了民用飞机试飞监控领域的空白。

 


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