精于專業，化繁至簡。

“繁雜與昂貴不具備商業可行性。”

     Airbus系統通用工程副總裁Bruno Darboux（右）與Airbus建模與仿真資深專家Pascal Gendre（左）一同向我們娓娓道出了，這家航空巨頭如何采用仿真技術有效管理和集成日益復雜的分布式智能系統（包含現代噴氣飛機）。

Dimensions：航空業的最大挑戰是什么？Airbus如何應對？

Bruno Darboux：在過去十年間，大型飛機的系統不斷變得更為復雜。這些系統已從松散耦合轉變成更為緊密的耦合。在執行任務時，過去的系統設計很少與其他系統交換信息（松散耦合）。它們在某種程度上算是獨立系統。現在的情況已經迥然不同。目前所有的機載系統日益緊密互連。而且它們共享許多公共資源，例如計算平臺與接口設備，這讓各方面變得緊密耦合并且相當復雜。不但資源共享，而且功能也會跨越多個系統。

Pascal Gendre：與此同時，系統與現實世界連接的方式也日新月異。Airbus目前以更高精度測量更多物理現象，如：結冰、EMI/EMC、熱環境、材料行為和流固耦合等，這有助于相互作用的系統實現更佳的整體飛行體驗。您無法駕駛一架不穩定的飛機。然而，通過采用緊密連接現實世界的高級飛行控制系統，您就能安全地實現最佳飛行性能。

BD：這種復雜性使我們不得不實施繁雜而又昂貴的程序來開發新型飛機，但是繁雜與昂貴不具備商業可行性。因此，我們引入了高級系統工程方法來化繁為簡，同時也在努力采用更多有效方法。為了能成功開發出A350，我們已開始部署基于模型的系統工程方法，同時希望針對我們的未來產品開發工作進行更多部署。

Dimensions：您簡要地提到了安全性。顯而易見，管理嵌入式軟件對于確保飛機的安全性至關重要，那么Airbus為管理嵌入式軟件實施了哪些程序？

BD：通過遵守航空標準，可以充分確保嵌入式軟件的安全性。其中包括DO-178C、SAE ARP 4754A等外部標準以及我們自己的內部標準。不過，遵守這些標準存在相關的成本與研發周期挑戰。全面達到合規性要求需要高昂的成本，因此我們不希望重復證明10次，因為軟件隨著每次的迭代設計不斷發展變化。我們需要快速迭代循環。而且，隨著設計走向成熟，我們必須對軟件進行微調，甚至在開發的最后階段（如飛行測試階段等）也不例外。

“我們已經開始部署基于模型的系統工程，同時希望采用更多方法。”

Dimensions：那么您在這么晚的階段也能修改軟件？

BD： 當然。這正是仿真軟件的價值所在。ANSYS SCADE Suite、ANSYS SCADE Display等嵌入式軟件建模工具使工程師和設計人員都能非常正式地表達設計規范。這些工具可以從模型自動生成現行的飛行軟件。利用這種方法，我們能夠以大幅降低的認證成本編制軟件，同時減少極其昂貴的測試驗證次數。軟件建模與仿真已將飛行測試過程中的軟件生成時間從兩周大幅縮短到短短兩天。這不僅能實現巨大的改進，而且還可獲得顯著的上市時間優勢。

Dimensions：仿真如何適應開發過程？

PG： 先從子系統設計入手，每個設計團隊都需要對自己環境進行建模，才能解決迫切的具體問題并找到可實現最佳性能的解決方案。在開發的集成階段，我們需要在稱為“Iron Bird”的單個仿真器中高度整合大量仿真結果。此仿真器必須支持多個獨立的系統及其不同物理場和互動方式。

Airbus一瞥

創立時間：1967年
總部：位于法國圖盧茲
全球員工：58000人 （來自100個國家）
影響力：目前有8340架空客飛機正在服役

Dimensions：由于一架飛機由眾多模型制造而成，如何才能將這些獨立的模型完美結合在一起？

BD：顯然，每個團隊不但需要自己的模型，而且還需要與模型相關的表現方案。例如，水力系統團隊需要清楚地表現發動機性能、動力側引擎機艙環境以及用戶側的起落架收放順序。這就促使我們開發了一套不僅能共享模型，而且還可將其裝配到更大型系統中的方案。

然后我們進行端到端仿真，并且只需根據相關結果調整控制邏輯或者迭代到架構設計。

PG：無論您希望檢查控制面的運動學、研究駕駛艙設計的人為因素還是設計與校正空調或通風系統，您都需要采用不同的建模方法，而且必須仿真各種不同組合的參數。要點是在設計的微調過程中提前采用建模與仿真實施大部分集成工作，并在最終測試階段減少整架飛機在地面或空中的測試點數量。

Dimensions：您如何看待將物理測試與建模融合在一起的最佳方法？

PG：我們擁有真正懂得如何解釋仿真結果的專家。對實際飛機或模型進行的大部分物理測試旨在重復檢查仿真結果是否與實際情況一致。然后，我們就可采用仿真技術來驗證飛機在完整設計與非設計封裝 (off-design envelope) 中的行為。

“軟件建模與仿真已將飛行測試過程中的軟件生成時間從兩周縮短到短短兩天。”

Dimensions： 您還遇到過哪些其它挑戰？

BD：Airbus不僅在內部擁有許多非常厲害的團隊，而且我們還與供應商的工程團隊開展眾多協作。我們負責系統架構與集成，同時將95%的系統詳細設計與設備制造進行外包。我們內部完成5%，采購95%。供應商提供技術與智能設計解決方案，而且參與集成工作。因此我們必須與供應商交換模型，以幫助我們在上游完成更多仿真并減少成品測試。

PG：為了交換模型，我們需要依靠強大可靠的標準。我們已經實施了Airbus AP2633等交換標準，但我們還不能說我們已具備完美實現任務所需的名符其實的優良標準。我們在努力針對整個行業制定相關標準；例如MOSSEC計劃等。MOSSEC代表協作式系統工程環境下的建模與仿真信息。

Dimensions：在航空業，您認為哪些技術趨勢會在未來5年或10年發揮至關重要的作用？

BD：我們很難預測到創新。不過，我們通常在能夠為我們的飛機客戶帶來增值的領域實現創新：卓越的乘客體驗、飛機性能的持續改進以及無縫的機隊運營等。
毋庸置疑，數字化是所有這些方面的大勢所趨，即：以最睿智的方法使用數據設計出最佳解決方案。另外很重要的一點是采集和傳輸最佳數據，以便為最終用戶提供最佳實時服務。

無論您希望進行多物理場優化，還是跨機載與地面計算平臺設置分布式功能，建模與仿真技術都能使我們的業務獲益良多。這樣我們就能減少部署周期與成本，從而更快速地在市場推陳出新。憑借建模與仿真功能，我們能不斷開發更好的產品，如：最新的A320 Neo在燃油效率方面提高了逾15%。

Bruno Darboux曾就職于Thales、ATR與Airbus，曾參與過眾多民用與軍用平臺的工程與編程開發工作。Bruno Darboux目前負責管理空客系統開發工藝、方法與工具的制定工作，同時還管理著空客飛機安全與資格認證團隊。

Pascal Gendre 獲得航空計算流體動力學博士學位后，曾就職于Lacroix與Airbus公司。在投身開發建模與仿真程序之前，負責采用建模與仿真技術來開發產品。Pascal Gendre目前負責管理空客飛機項目中各個工程方面所需的建模

與仿真研發項目。

“憑借建模與仿真功能，我們能夠不斷開發更出色的產品。”