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金航航空集成研发平台
航空工业价值创造过程中，研发活动决定了产品全生命周期中时间、成本和质量的70%以上。航空产品作为复杂产品，具有技术密集、研制周期长、综合性强的特点，需要复杂的系统工程进行全面的综合。为加速航空产品创新过程的迭代，推动研发模式从传统工业体系下基于物理实验的模式向充分利用知识和信息资源，实现虚拟产品开发和协同的信息化和工业化相互融合模式转变，促进研发活动的工业化，实现新产品快速上市和高质量交付，航空产品研发体系面临以下主要挑战：
● 工具集成：各种工具软件功能庞杂，应用门槛高，使用效率低，软硬件资源未有效集成，工具和数据耦合度高；
● 流程集成：
设计流程不规范、未集成，设计过程仍严重依赖人工衔接，导致设计结果难以重现；难以快速进行设计迭代；
● 知识集成：
工程方法未有效封装和重用，缺乏知识和经验的管理手段，知识不能很好嵌入流程；
● 数据集成：
各种专业模型关系松散，工程数据种类繁杂，缺乏统一、有效管理；
● 项目任务集成：
确认自顶向下的项目任务衔接机制，缺乏对任务状态、进度、资源的有效控制和管理手段。
什么是航空集成研发平台
航空集成研发平台是为支持航空技术研究和产品开发活动，基于企业技术创新和产品创新战略，在企业信息网络基础上，集成产品先进设计理论、流程、方法、知识、工具和资源的，支持研发管理和技术活动的，信息技术、航空工程和企业研发基础设施相互融合的综合性信息化环境。航空集成研发平台能有效提升企业研发活动的集成性、创新性、一致性、协同性、敏捷性和智能性。
【航空集成研发平台】
航空集成研发平台采用的关键技术
1. 基于知识的模块化设计技术
将设计、分析、优化过程中的规则和方法封装为具有标准形式的知识组件，使工程人员能够通过“搭积木”的方式快速建立设计方案，改变传统的“基于经验与试错”的设计模式，提高设计的效率和质量。
2. 流程建模与驱动技术通过控制流和数据流来综合定义端到端设计流程，控制流定义模板之间的控制逻辑（串行、并行、判断、循环）；数据流定义模板之间的数据传递关系，从而动态处理流程活动之间的关联关系，驱动流程有序运行。
3. 多学科设计优化技术通过充分探索和利用工程系统中相互作用的协同机制来完成复杂系统设计，利用分布式计算机网络技术来集成各个学科（子系统）的知识，应用有效的设计优化策略，组织和管理设计过程，从而获得系统的整体最优解，实现并行设计，缩短设计周期。
4. 面向质量的设计技术结合知识组件与流程技术，融入过程控制与保质设计的理念和方法，帮助设计人员在满足技术指标要求的同时，兼顾满足质量要求，并通过过程分析发现并改进设计过程中的不良问题，减少设计冲突与设计更改，缩短设计周期，降低设计成本。
5. 项目流程一体化管理技术通过建立统一过程模型，全面考虑任务的时间、逻辑、状态、消息等驱动因素，实现任务的自动下发和反馈，从而建立以任务为核心的项目流程一体化管理系统，完美实现对协同过程的实时管理和监控。
6. 统一数据管理技术既包括对有效性结果数据的管理，也包括对中间过程数据的管理，进而对设计数据、仿真数据和试验数据统一管理，实现数据管理的同源性和关联性。
7. 分布式资源管理技术实现作业调度、负载均衡、并行计算、机群管理等，为用户建立起一套统一的、开放式的软硬件资源管理平台，达到软硬件资源的合理配置和充分利用。
8. 系统集成技术以项目、任务、计划管理技术为牵引，以业务流程整合和领域知识共享为原则，遵循软件行业统一标准和规范，从底层数据、业务中间件、表现层等多个层面实现集成研制平台与企业应用系统以及工具软件之间的信息交互和共享，系统化整合企业信息资源，提升企业信息化成熟度。
航空集成研发平台的架构
“工程中间件”是工业软件领域领先的技术和理念。工程中间件既是兼容、集成企业现有系统的中性平台，又是支撑企业核心智力资产和业务逻辑的中性平台。通过工程中间件的统一过程模型、统一数据模型以及统一组件模型，可以建立开放、关联和完全自主的业务系统，并通过适配器驱动企业内部各种异构的工具和系统，从而既解决了异构系统集成的问题，又解决了自主业务技术和方法论落地的问题。
航空集成研发平台以“工程中间件”为核心理念，提供统一研发平台和标准。用户可在此基础之上构建自主业务系统，使得各异构系统关联和融合，同时又使得业务应用与工程系统解耦，成为工程软件行业的“操作系统”。
【航空集成研发平台架构图】
航空集成研发平台主要由SYSWARE IDE（集成设计环境）、SYSWARE P2M（项目流程管理系统）及SYSWARE EDM（工程数据管理）三个核心产品组件组成。
SYSWARE IDE（集成设计环境）
SYSWARE IDE（Integrated Design Environment，集成设计环境）是面向工程设计领域的集成化、综合化的设计支持平台。SYSWARE IDE通过严密的体系结构和工作模式，完美地实现了软件集成、模块化建模、统一关联模型、多学科优化、知识工程等技术的融合，并且与主流CAD/CAE环境实现无缝集成，通过设计、分析、优化环境的统一，创造一种真正符合工程习惯的集成设计模式。其目的在于提高软件使用效率，降低软件使用门槛，并且实现工程研发过程中的知识的捕捉、封装以及重用。
SYSWARE IDE功能● 组件化的集成方式
提供丰富的集成组件，包括文件解析、命令执行、数据库操作、DLL调用、多种CAD操作组件、CAE操作组件、Web服务调用、带界面程序封装等
● 定制化的界面设计工具
提供一些常用的界面控件，包括文本框、组合框、单选框、复选框等，同时允许用户导入自定义控件
● 完善的流程定义方式
提供控制逻辑和规则（if/while/for/switch等），用于表达设计过程中的控制关系；提供数据映射机制，用于记录和表达模板之间的数据流向关系
● 多种流程执行机制
包括整体自动化执行、向导式执行、单步调试执行、区间执行、数据链式刷新等
● 多学科优化功能
提供优化接口，可以实现对第三方优化器（iSIGHT、ModelCenter、Matlab）以及用户自身所开发的优化工具的集成，从而实现多学科设计优化
● 知识的沉淀和应用
以设计笔记的方式记录和应用知识，并提供与EDM知识库的接口，实现知识的沉淀和有效推送
● 灵活的专业软件包开发模式
用户可深层次应用，支持快速构建特定专业软件包
● 平台产品的无缝集成
与P2M和EDM平台无缝集成，实现任务有效协同和数据有效管理
SYSWARE IDE应用价值
| 应用价值 | 实现手段 |
| 改进设计模式 | 以组件为统一表现形式，通过“搭积木”的方式快速完成设计、建模、分析、仿真等工作，实现了传统的“基于经验和试错驱动”的设计模式向“基于知识组件和流程驱动”的设计模式转变 |
| 提高数据流处理效率 | 通过开发具有统一输入/输出数据端口的工程组件，及无编程的数据流定义方式，大大减轻了数据传递及转化处理的工作量，解决了设计环节需要大量人工衔接的问题 |
| 实现多学科关联设计 | 通过提供标准化的工具组件，可以自动保证各个设计阶段、各个专业模型之间的紧密关联，从而使得设计变更以及专业之间的协调工作量大大减少，也使得多学科关联设计和优化成为可能 |
| 实现知识管理 | 将设计人员的知识和经验固化为工程组件的形式，从而使得工程设计过程中的知识和经验可以不断地积累和重复使用，也使得企业的设计能力可以持续积累和持续提高。 |
| 提高设计质量和效率 | 提供多种工程上常用的CAD/CAE，以及MATLAB、C语言等自编工程软件的封装机制，无需编程即可完成工具组件的集成，形成特定专业问题的解决方案，大大提高了设计的质量和效率 |
【SYSWARE IDE产品构架图】
SYSWARE P2M（Project & Process Management，项目流程管理系统）以任务为核心，在时间、逻辑、数据三方面支持任务之间的协同。
SYSWARE P2M功能：● 计划/流程/任务的一体化
1. 提供统一任务模型，实现计划、流程和任务一体化构建和管理
2. 灵活地建立任务模型之间的结构关系、逻辑关系和数据关系，适应复杂设计过程建模需求
3. 提供强大的“时间+逻辑+数据+消息”组合的任务执行引擎
4. 引入WBS、关键路径及BOM动态管理技术，实现动态任务分解、瓶颈资源最优配置；
5. 多级计划编制与细分，提供年、季、月的多种计划视图
● 灵活的计划/任务审批机制
1. 提供流程模板、上游选下游多种审批方式
2. 审批、会签、委派、交接等流转过程全记录
● 任务执行与实时反馈
1. 实时任务消息，提示用户接收任务、执行审批等
2. 人工日志和系统日志记录重要任务动态
3. 提供形象进度反馈、问题反馈等多种反馈形式
● 任务查看与管控
1. 提供任务日志/列表/网络图实时查看任务进度状态
2. 与PDM、CAPP、ERP等系统进行集成，实现科研项目综合信息管控
3. 提供任务进度自动提醒和人为提醒
4. 基于角色和授权的双重权限管控机制
● 项目综合信息管理
1. 项目合同等重要文档的审批和管理
2. 项目经费预算与核算
3. 项目执行问题处理，质量单据审理
4. 采购、外协申请与处理
SYSWARE P2M应用价值:
提供丰富的集成组件，包括文件解析、命令执行、数据库操作、DLL调用、多种CAD操作组件、CAE操作组件、Web服务调用、带界面程序封装等
| 应用价值 | 实现手段 |
| 项目流程一体化提高工程管理水平 | 项目管理与流程管理统一模型表达，既解决了传统项目管理软件无法描述反馈、循环等复杂逻辑、项目监控实时性不足等问题，也解决了流程管理中缺乏对任务工期优化、成本控制等方面的不足 |
| 动态调整机制保证灵活性 | 逐级细化、协同编制的任务动态分解策略适应产品研制过程循序渐进、不断完善的特点，防止计划与控制管理之间的脱节，防范研制过程中出现的任务不明确、计划编制不合理等各种问题 |
| 多种任务驱动因素扩大工程适应面 | 以任务为核心，通过综合考虑时间、逻辑、状态、消息驱动因素的任务引擎，可以动态处理任务之间复杂的关联关系，克服了目前任务管理方法中驱动因素单一、形式固定、定义态与执行态严格区分所造成的局限性等缺点 |
| 数据流保证数据同步与协调 | 明确数据流向的任务数据定义及管理机制，有效解决复杂产品研制过程中的各种数据分散无控状态，数据之间缺乏逻辑关系，大量数据需要人工转换，任务之间数据难以协调等问题。通过实现任务数据之间的关联，保证数据同步和协调，解决数据同源问题 |
【SYSWARE P2M 产品架构图】
SYSWARE EDM（Engineering Data Management，工程数据管理）产品定位于解决工程研发过程中产品分析模型、分析结果、试验数据、报告等数据以及产生该数据的操作和过程的管理。从数据过程一体化的角度出发，SYSWARE EDM将数据与过程作为两个密不可分的核心要素，不仅记录、管理数据项，而且记录、管理相关的操作和过程及其之间的关联关系，从而实现数据项变化的快速分析和响应，满足了数据项的可追溯性、过程的可复现性的要求，并以此为基础，进一步统一了设计数据、分析仿真数据、试验数据的管理，从而大大提高数据的易用性和工程价值。
SYSWARE EDM功能：● 动态建模：
根据用户需求自定义数据模型，包括各种数据类型（扩展类型、物理类型等）、数据对象（系统、方案、仿真等）、库对象等
● 多视图管理：
以不同的视角对数据进行查看和管理，如产品结构视图、CAE分析视图、方案数据视图等
● 数据谱系关系管理：
可以管理数据关联关系，通过谱系图可方便的查询任意数据的全生命周期过程
● 数据版本管理：
提供版次管理和大、小版本管理机制
● 数据权限管理：
允许用户通过权限列表、密级等方式对数据进行权限设置和管理
● 数据检索：
提供强大的数据搜索、全文搜索功能
● 数据可视化：
提供CAD数据、各类报表（Word、PDF、Excel等）以及CAE数据等多种数据的轻量化显示
● 数据后处理：
提供统计平均、基本变换等数据分析功能，并提供多种数据表、数据图形的显示方式
● 数据集成：
提供与Teamcenter、Windchill、VPM/LCA等多种PDM集成
SYSWARE EDM应用价值：
| 应用价值 | 实现手段 |
| 设计的快速变更成为可能 | 管理数据及相关的活动和过程，在进行设计变更时，EDM能够根据数据与过程的关联关系，触发相关活动、过程的执行，从而实现设计变更的快速处理 |
| 大大提高数据价值和易用性 | 统一进行设计数据、分析仿真数据、试验数据的管理，便于建立统一的数据关联关系和数据历程，从而大大提高数据的价值和应用性 |
| 有效保证数据的可追溯性和可重现性 | 将设计过程和方法同设计数据一样实现保存和控制，有效保证数据的可追溯性和可重现性 |
| 数据的同源性保证设计同步协调 | 提供数据标签、数据类别、数据类型等多种方式对设计数据进行分类、集成、存储和管理，并建立数据之间的关联关系，有力地保证了协同设计的数据同步和协调，并很好地解决了数据协同与同源问题 |
【SYSWARE EDM产品构架图】
中航工业西飞技术中心
飞机协同设计平台按照我们的需求实现了任务有效管理，规范设计过程，确保设计过程中数据唯一性等众多功能，其中各个专业模块使知识、方法和经验得到封装、沉淀和积累，大幅减少了重复工作，提高了设计效率。该平台还集成了我室的一些设计、建模、分析和仿真软件以及工具，大大降低了软件使用的门槛，实现了各种异构软件、系统的有效整合。
中航工业成都所总体技术部飞机总体设计工具集是一套简单易用的飞机概念设计系统，我们进行了常规布局和非常规布局的测试验证，结果证明这套系统布局适应性好，设计精度达到了我们概念设计的要求，并具有良好的交互性和展示度。它将很多繁琐重复的工作自动化、规范化，缩短了研发时间，大幅度提高了工作效率。
中航工业光电所光电系统部光电系统快速设计软件集成了仿真工具、经验算法、自编程序及分系统输入/输出接口定义规范，为我们建立了总体技术指标向各分系统设计指标的分解流程，根据各分系统设计指标模板输出各分系统设计任务书，作为分系统详细设计的依据。
使用光电系统总体快速设计软件，能够方便我们调整各个分析设计指标的再分配，并快速评判指标分配方案的可行性，在光电系统设计的方案论证阶段提高总体设计效率。
中国工业导弹院飞控所飞行控制综合设计软件通过软件集成与模板封装技术，在飞控系统结构选型、算法设计、综合仿真等方面，实现了流程管理、数字设计、软件集成、知识积累，打通了各设计环节的数据接口，形成了统一集成的飞控系统设计环境，实现了飞控设计信息流的高效传递和反馈。通过多个型号项目的验证和应用，达到了设计仿真的自动化和流程的规范化，大幅提高了设计的效率和水平。