美國航空周刊和空間技術網站2018年12月3日刊登了安東尼·L·維洛奇一世（自2003年至2012年擔任航空周刊主編）和R.拜龍·派普斯（普渡大學復合材料制造與仿真中心杰出的工程學教授）的聯合署名文章，發表了對中小型企業獲得創新軟件資源的看法。以下是我們對該文的全文翻譯，供讀者參考。

每一項技術的誕生都需經歷一段時間的探索，當這種革新可以持續帶來更大的利益時，技術就將轉入實踐應用階段。近年來逐步發展的數字建模與計算能力就是一個典型示例，它們可以用于制造虛擬孿生產品——這是一種產品或工藝的數字化副本模型，可以在實際投入生產之前進行驗證，從而節省大量時間和金錢，也不用擔心破壞創新的周期。

虛擬孿生的概念在工業中已經長期存在。近年來隨著建模仿真技術和計算能力迅猛發展，虛擬孿生在許多領域中已經可以成為真正的游戲改變者，這其中就包括在商用航空中擴大了其在先進復合材料中的應用。事實上，以目前的技術水平，利用建模仿真的手段檢驗產品生產過程中的多項環節并檢測某些特定的材料性能指標，已經不再是遙不可及的夢想。

然而，令許多工程師感到失望的是，他們很少或根本無法使用這種強大的輔助技術。隨著市場需求的不斷提升，迫切需要以經濟高效的方式顯著提高商用飛機的生產率，并能夠將產品數據的數字線索與設計、制造和檢驗實時對接，最大限度的利用數據提升產品可靠性和耐久性。這項新技術的缺位將會無限放大生產效率的差距，另工程師們感到氣餒。

商用飛機未交付訂單的儲備量正處于歷史新高，這意味著對高性能復合材料需求將持續增長。為整個供應鏈體系中的所有工程師搭建一個建模與仿真平臺，能夠成為多種復合材料制造過程中實現功能集成和意見實時交換的解決方案嗎？

一個由普渡大學領導、合作伙伴包括達索航空系統公司和其他航空航天制造商（包括波音公司）的軟件供應商團隊認為，上述問題的答案毫無疑問是“YES！”。為了證明這一點，該團隊正在開發一套軟件工具，它們稱之為“復合材料虛擬制造中心”（CompositesVirtual Factory Hub）。這款軟件可以為所有的供應商提供先進的建模和仿真能力。

就像如今的手機APP當你觸摸點擊時執行特定功能類似，只要輸入明確的需求，工作流程APP就會產生一套完整的虛擬孿生，優化產品的最終幾何外形。這類“重點突出的解決方案”，使得工程師們只要利用簡單的Web瀏覽器即可檢測在某些特定的制造過程中，特定的復合材料是否能夠像制造工程師所期望的那樣精確的生產。不僅如此，這些信息還可通過安全的云服務平臺進行傳送。

整套軟件工具的目標是使工程師們能夠同時對多個具有顯著區別的制造過程進行建模仿真，并對所選擇的制造流程在實際應用中的效果進行準確的預測。其中的四款軟件正在進行內部測試，其余的軟件功能目前仍處于開發階段。

先進的仿真和建模工具廣泛投入使用對任何行業的創新過程帶來的提升不言而喻。盡管這項工作的成果將是令人振奮的，但對于航空航天領域的中小企業工程師們來說，使用這類創新技術可能比預期更具挑戰性。

由于軟件行業的業務模式側重于開發龐大的綜合性軟件工具，這類軟件往往成本高且需要企業在硬件上具備強大的計算能力，因此中小企業的工程師可能根本沒有機會見到并使用先進的仿真建模工具來創建虛擬孿生以優化產品及制造過程。這會讓中小型企業（SME）的創新走向何方尚未可知，就更不必說那些初創企業了，難道這就是技術創新的主要源泉嗎？

利用云計算以及通過普通瀏覽器即可訪問的“復合材料虛擬制造中心”，即可克服目前的障礙。具有諷刺意味的是，比起總承包商來說，原始設備制造商們可能是從建模與仿真工具中受益最多的，這更有助于幫助主機制造商達到他們迫切尋求的高生產率。

這正是軟件供應商滿足中小企業需求的巨大機遇。中小型企業面臨著政府或總承包商的全面數字化的強制要求，因此它們對于能夠保持自身競爭力、為用戶提供所需服務的技術持高度開放態度。

在尋求創新生產制造流程的過程中，共享全面的數字孿生建模仿真產品，能夠為供應鏈提供強有力的支持，并加速航空領域先進復合材料的制造。就像雇主有義務確保其員工能夠利用工具保證工作效率一樣，軟件供應商與原始設備制造商有責任通過有力的推廣措施，確保中小型企業供應商能夠得到和使用建模與仿真工具軟件，滿足他們在這個移動互聯時代所提出的工作要求。

（航空工業發展中心 陳濟桁）