数字转型！洛马公司新数字工厂已建成、“星驱动”项目再揭秘

2021年8月10日，美国洛马公司宣布其位于加州帕姆代尔（棕榈谷）“臭鼬工厂”厂区的“智能工厂”已完成基础设施建设，这是洛马公司2021年在美国开设的四个制造转型工厂之一。该设施被洛马公司称为“智能、灵活的工厂”（Intelligent， Flexible Factory），融合了该公司全部三项先进生产优先事项：智能工厂框架；技术赋能的先进制造环境；灵活的工厂结构，具备满足客户日益增长的任务所需的速度和敏捷性。通过结合人和机器的力量，制造工匠将在该制造设施中使用数字工具以最高效率执行操作。机器人、人工智能和增强现实技术的综合减少了对硬工具的需求，提升了人的体验，并推动持续快速创新，洛马公司称“新设施的技术使公司能够超越制造优化，进入下一次数字革命”（The technology in our new Palmdale facility lets us go beyond manufacturing optimization to the next digital revolution）。

这座占地 21，5000 平方英尺（约合2万平方米）的“智能－灵活”工厂可容纳 450 多名员工，工厂具备数字基础，能够集成智能制造手段（如机器人、人工智能和增强现实技术）、搭载物联网并快速、经济地提供尖端解决方案（美国洛马公司图片）这座新工厂将用于生产何种装备仍是机密，但“臭鼬工厂”副总裁兼总经理杰夫·巴比奥尼（Jeff Babione）表示，新工厂的技术让“臭鼬工厂”进入了下一个数字革命，他希望工厂能建造战斗机、侦察机以及高超声速导弹。巴比奥尼拒绝透露美空军发展未来战斗机的“下一代空中主宰”（NGAD）项目是否会在这里建造，但他解释说，该工厂可以同时批量生产多个项目。几乎可以确定的是，三大航空防务承包商之一的波音、诺格或洛马已经建造了NGAD的原型机，其中洛马公司是目前唯一一家制造隐形战斗机和将被NGAD取代的F－22战斗机的公司，该公司还专为NGAD项目设立了媒体联络渠道。在2021年4月发布的《双年采办报告》中，空军表示采用数字工程技术开发了这架秘密战斗机，旨在大幅缩短开发新飞机的时间。至少，新的工厂遵循了与之相同的灵活和快速开发的数字原则。

“臭鼬工厂”在X－59制造过程中采用了大量数字化与自动化技术，例如通过“螺栓连接和机器人自动钻孔系统”（CORBA）实现一系列制孔自动化操作，一次交检合格率超99％（美国洛马公司图片）在宣布新工厂落成的发布会上，势必锐航空系统公司展示了其与“臭鼬工厂”联合的“北极星”（Polaris）数字工程和先进装配演示验证项目。“北极星”含义如其名，是洛马探索数字工程转型的“探路者”项目，也是其大型投资项目“星驱动”（StarDrive）的一部分（“星驱动”数字工程集集成了先进的计算机辅助设计和产品生命周期管理工具，正在重新设计在完全集成的数字工作环境中运行所需的文化、流程和工具，以在短时间内满足所有的开发需求），用于验证产品从初始设计到最后组装等整个开发过程的改进效果。势必锐公司作为一级供应商，被加入到洛马的集成数字环境（IDE）中，可基于该环境在演示平台上验证先进的生产流程。“北极星”项目重点以X－59静音超声速技术飞机的设计开发为演示对象，通过收集指标和最佳实践，以指导后续改进和转型。项目开发过程中，“臭鼬”团队和势必锐团队基于同一个 IDE开展合作。通过使用精确的数字工程来生产精密零件，可完成全尺寸孔确定性装配（FSDA），避免了昂贵、耗时的手工装配。更重要的是，在同一个真相源下、同一个实时环境中共同工作，双方可以无缝获得设计更新、任务状态和反馈信息，并共享所有成果物的单一（唯一）数据库，包括CAD、系统工程和项目规划数据。 “北极星”项目中，研发团队可以同时开展工程研制和生产规划两项工作，既能减少项目预期成本又能缩短生产周期，既有利于研发团队清晰地掌握产品需求，又能对生产流程进行设计、规划、仿真、实施和验证，在实际开始制造之前研判出可能遇到的问题并提前修改，最终使产品装配时间减少70％，初始质量提高95％。

“北极星”团队与势必锐公司合作，演示了X－59的部分结构的全尺寸确定性装配。使用“星驱动”工具集，势必锐公司可以在运输之前就将部件制造完毕（包括钻孔等需要配合的部分），而无需运送到交付工厂后再为后续装配做准备，从而大大缩短了装配时间（美国洛马公司图片）通过“北极星”项目，势必锐公司得以将数字设计和制造方面的商业最佳实践无缝集成到洛马的IDE中，实现了基于两家公司团队优势能力的可生产解决方案的协作开发。势必锐公司高级副总裁兼防务和空间部门总裁杜安·霍金斯（Duane Hawkins）评论道：“IDE及其先进的生产流程，包括FSDA，将成为未来国防项目研发的基础，并彻底改变新产品推向市场的速度。”2021年2月，洛马披露其正在通过开发“竞速者”（Speed Racer）无人机来验证“星驱动”数字工程工具集。此次除演示“北极星”子项目外，“臭鼬工厂”还透露了其他“星驱动”子项目的细节，包括“天狼星”（Sirius），用于验证一种名义上的无尾三角翼战斗机的“基于模型的系统工程”流程，以及“查理”（Charlie），是一项面向更小型、简单部件的类似“北极星”的项目。此外，“星驱动”团队还参与了F－16数字孪生建模项目。值得一提的是，洛马正在建设全流程、融合供应商的集成数字环境（IDE），并通过“北极星”等“探路者”项目来试验验证其“星驱动”数字工程工具集和流程方法。相似地，美空军 “数字战役”专项行动以构筑包含工业部门在内的集成数字环境为关键目标，并利用众多“探路者”项目开展先行先试，以评估推进数字工程的有效性、效率和成本。看起来，洛马的IDE很可能会链接到空军的IDE中，再与“一号云”、“一号平台”一起，构筑更为庞大、线索交错的复杂数字生态系统。

美空军划分了装备系统全寿命周期内国防部（军方）和工业部门负责的主要环节，集成数字环境主要支撑5－10阶段的协同工作。工业部门在集成数字环境中进行系统仿真、多学科设计、仿真验证、智能制造和自动化生产，军方则在该环境内实施项目管理，并在各节点进行项目评审。洛马公司的IDE，或者说“星驱动”项目的成果，也会在这个阶段发挥重要作用（美空军图片）