摘要：本文介绍了国内航空主流单位产品数据管理的发展历史和现状，总结典型无人机企业的业务模式，及产品的研制特点，在此基础上，提出无人机数字化平台的整体规划思路，并围绕数据管理系统给出具体的建设构想。关键词：产品数据管理、无人机企业、数字化规划、系统框架

随着技术和装备应用的发展，结合近期多场局部冲突，不难发现，无人机尤其是大型军用无人机，在未来战场上发挥的作用越来越广。其产品已 非传统意义上航模级无人机的概念。现代大型无人机产品具有专业面广、系统复杂、研制周期短、技术及成本要求高等特点。目前国 内具备中大型无人机产品研制能力的单位主要以航空主机厂所为主，航天科技、航天科工、兵器工业等多家军工单位正逐步建立和完善其研制能力。

为提升航空产品的研制能力，以美国为代表的西方国家在产品研制过程中率先采用了数字化设计和制造技术，发展成现代飞机制造业的数字化并行协同技术。 其过 字化定义及制造”、“产品数据过程集成和管理”、“优势制造中心联合”三个阶段，如图 传统有人机在设计和制造过程中有很多相似之处，国内中航工业依托其多年的能力建设投入，已经具备完整的产品数字化研制和管理能力。

1 国内航空主流单位产品数据管理平台介绍

以沈阳飞机设计研究所（601 所）和成都飞机设计研究所（611 所）为代表，结合其对应的航空主机制造厂（沈飞、成飞），可总结出其产品数字化 基本体系 主机所根据型号的研制机遇和特点，在不同程度上应用了数字化设计技 维设计，突破了数字化样机的关键应用技术。并初步实施了PDM 系统的应用 了对飞机产 品结构、设计签审、数据发放、设计文档（包含CAD 模型）的管理和控制。显著地加 了设计进度，提高了飞机设计的质量，飞机的可制造性大幅度提高。

目前，航空工业已经形成了数字化研制体系的技术条件保障建设模式。 飞机设计所新的建设模式是“一个平台、三个中心”，即并行产品数字化定义平台； 品数 数5 机装配仿真中心；性能试验仿真中心。制造厂的建设模式是“两个平台、多条数字化产 台（工艺、工装协同设计与工艺制造仿真），生产管控平台；数字化切削、钣金、焊接等 其数 采用CATIA V5 作为并行产品数字化定义的CAD 平台，采用ENOVIA LCA 或Winchill 作为并行协同设计、制造过程的产品数据管理平台，并在此基础上构建单一产品数据源的协同工作环境。航空工业在实施产品数据管理过程中，主要完成了以下几方面的工作：

1） 制定了产品数据管理相关规范， tanβ^* 品数据的更改及版本控制、EBOM 定义、MBSE（Model Based SystemEngineering）、产品打包发放过程管理等规范；更多的偏向于“虚拟设计”、“虚拟制造仿真”到部分“虚拟性能测试”，最终目标为未来的“虚拟试飞”。

2） 研究成熟的商业PDM 系统，结合自身产品特点完成选型（例如Winchill），在此基础上进行开发和实施，落实单一产品数据源的产品数据管理；目前各单位提出的设计工艺协同和 MBSE 本质上产品数据管理仍然停留在PDM 阶段，产品的制造过程信息及售后信息未被赋予到系统管理当中。或单独系统进行规划管理。

在实施过程中，主要以成熟的商业化PDM 软件为基础，通过系统的实施和开发，实现构型和更改管理，控制飞机的技术状态；建立型号产品数据中心，形成单一产品数据源，统一管理各类产品定义数据、工艺数据、工装数据和仿真分析数据，确保产品数据的唯一性和有效性。同时，按照数字化设计制造流程的定义，建立电子签审、发放流程和工作任务流程。

2 无人机企业业务模式及产品研制特点

2.1 无人机企业一般为厂所一体的业务模式

航空工业集团延续了其有人机的研制特点，一般为厂所分离模式。而其他集团单位，目前为止，能力建立周期较短，其产品经历了从简到繁，从小型到中大型的演变过程。为适应快速的市场变化，尽量减少经济投入，一般的无人机企业都采用厂所一体的业务模式，或者由其他配套单位完成制造，而非航空工业强绑定的工作模式。一般包含以下两个特点：

1） 快速完成生产转化

设计研发后，其产品制造难度相对较低，依托自身的制造条件，或者外界制造能力，可快速完成产品的生产和试飞，充分调动了多方资源，具备了借用社会资源辅助产品制造的条件。因此，无人机企业厂所一体的模式可快速完成生产转化，例如航天彩虹、腾盾无人机。国外的洛克希德.马丁公司的臭鼬工厂（Srtunk Works）。

2） 销售和售后协同

企业的销售和售后服务一般也与其研发制造单位一体，能够深入了解产品性能和特点，向客户精准推荐和销售产品。生产部门和服务保障团队紧密配合，可以快速响应客户需求，促建产品质量提升。瞄准“用户优先、体系协同、快速保障”。打通制造与用户的壁垒。

2.2 无人机产品研制周期较短

借助先进的计算机辅助设计、性能仿真模拟等研发手段，且其产品复杂程度比有人机相对简单，使得其研制周期得以缩短。加之激烈的市场竞争，更促进了其资源的集中和产品的迭代。

无人机大量采用模块化设计理念，将多个功能部分设计成独立模块，也加速了其产品研发的推进速度。

2.3 无人机产品构型多、状态多

由于无人机产品的应用场景多样化，不同行业对其需求差异大，用户定制需求差异大，很多产品存在军民两用的模式。同一产品，因其功能侧重的区别，可衍生出多种产品模式。此外，由于无人机产品在可靠性上要求较有人机较低，使其成为了很多新材料、新技术的试验场。很多新兴技术、新型动力模式等，可灵活的在无人机产品上开展试验，也进一步加剧了其产品状态的多样性。

3 中大型无人机产品数字化平台整体规划

3.1 总体业务架构

无人机业务涉及研发、制造、试验、维护保障等多个业务场景，数字化体系建设被赋予了前所未有的重要性与紧迫性。此次数字化平台规划以“业务在途、流程在线、系统贯通、运营导航”为导向，深度融入AI+新质生产力等数字化技术，目的是实现无人机生产、制造、维护保障的数字化支撑，以满足先进企业对数字化平台的需求。其业务架构如下所示：

3.2 总体应用架构

先进的无人机产品需要快速供应，以满足复杂多变的市场需求。作为无人机研产一体化企业，十一院需要依托先进的数字化支撑体系，打造无人机从生产、试验、维护保障等全链路数字化覆盖，为战时快速供应提供强有

力的数字化支撑能力。

在基于生产、试验、维护保障一体的无人机产业基地，构建信息化系统基本平台，实现统一管理和数据共享，建立标准业务流程，保障基地各业务板块间的高效协同运作。以实现中大型无人机高质量研发的目标，构建坚固的信息化系统和数据安全保障体系，提高产业链的战时效率，发挥链长作用，带动供应链企业协同保障。其应用架构如下图所示：

3.2 总体集成架构

无人机研产一体化企业在快速研制状态下，军用无人机的研发、生产、试验、维护保障等业务环节需要快速响应、高效协同。数字化建设通过高度集成的应用关系，实现各业务单元间的无缝连接与高效协同。应用紧密集成，确保业务协同顺畅、数据流通顺畅。同时，各应用相互集成，拓宽业务边界，促进资源共享。这种集成关系不仅优化业务流程，还增强系统的灵活性与可扩展性，是实现数字化落地坚实的支撑，更是确保在战时状态下、资源优化配置的基石，提升战时数字化保障能力。

该数字化体系的总体集成架构如下图所示：

基于以上总体规划，不难发现，无人机的产品数据管理主要涉及设计、仿真、工艺、制造及维护保障等多个场景下的多种数据形式。建立集中的数据管理平台可更加有效的落实单一产品数据源，提升整体数字化系统的运行效率。

4 产品数据管理系统建设内容及特点

产品数据管理系统在厂所一体的复杂背景下，展现出其独特的价值和重要性。通过整合无人机设计、生产制造、试验验证等多个环节，实现无人机全生命周期管理，作为无人机产品数据的唯一数据源，为无人机装备的快速响应、高效生产及灵活转换提供有力支持。系统将产品研制、生产、试验等流程紧密衔接，并且具有强大的数据追溯性，能够准确记录无人机的设计、生产、试验验证、维护保障等全过程信息，为无人机的全生命周期管理提供重要支撑。通过集成化的系统平台，实现无人机产品数据的共享，确保研发与生产活动的高效协同，缩短无人机研发生产周期，提高生产效率和产品质量，为无人机装备的快速部署提供有力保障。总体功能框架如下图所示：

1） 展示层：提供多视图展示，为生产、试验等不同角色人员提供操作入口。2） 业务应用：PLM 系统建设的相关功能主要体现在业务用层，是在在平台基础层之上构建设计、制造、试验、客服等相关业务功能，实现制造、试验、客服管理的一体化协同。主要内容描述如下：

a） 设计：包括数字样机数据管理、构型管理、文档管理、更改管理等；

b） 制造：包括工艺性审查管理、工艺设计仿真、工艺过程数据管理、工装数据管理、制造分包及成品交付管理、设计更改贯彻管理、制造构型管理（MBOM/BBOM）等功能；

c） 试验：包括试验规划与设计管理、试验执行管理、试验数据采集与分析、问题归零、试验构型管理（TBOM）等功能；

3） 基础层：系统核心基础技术支撑，提供基础服务支持，如数据库、电子仓库、集成环境、操作系统、权限控制等，确保系统的稳定运行。

4） 系统集成：通过系统接口实现系统与其他系统或工具进行集成，包括体系论证与方案设计（MBSE）相关系统与工具、协同设计平台、装配工艺设计及仿真平台、ERP、MOM、MRO、质量管理系统（QMS）、外部供应商等系统及工具，实现业务流、数据流的贯通，为业务高效协同提供支撑。

数字化转型是现代企业必须经历的一课，这个过程中，主要完成数字化定义和数字化管理两项任务。而产品数据管理系统是开始数字化管理的基础，没有唯一统一的数据源，后续所有应用系统都将无法开展。数字化定义强调专业能力的数字化表达，而产品数据管理是在变革旧的管理方式。这个过程中，相关管理体制、机制和组织机构变革要进一步落实，与之匹配的分配制度要进一步合理完善。

构建数据管理系统看似是数字化工作，需要软硬件、网络等技术支持，进行大量的技术改造、技术攻关、系统集成和开发。更困难的是从管理体制和组织结构上进行根本的改变。

PLM 系统的方向围绕的核心是“敏捷研制、智能制造、共享云平台、激发企业转型”。

参考文献

References

大飞机研发趋势带来的 PLM 挑战与应对，航空制造技术[J]·2014 21 （39）期，徐爱国

西安飞机设计研究所 PLM 应用。

飞机全生命期内引进、运营和处置关键阶段技术文件记录管理研究[J]。2022（11）航空维修与工程，高德水，鲍梦瑶

作者简介

1.张林（1982-），男，高工，Email： zhanglinbit@126.com