罗罗何以擎领世界航空
综合报道/本刊记者 曹明
罗罗是业界对罗尔斯·罗伊斯公司的习惯称谓。在工业4.0热浪席卷全球的今天,这家历经百年浮沉的英国公司,仍然稳居全球航空发动机榜眼,究竟有哪些制胜秘笈?
罗尔斯·罗伊斯(又称劳斯莱斯)是英国著名的航空发动机公司,也是欧洲最大的航空发动机企业。
张立民(通信作者) 男,1966年出生于辽宁省开原市.教授,博士生导师.主要研究领域为卫星信号处理、视景仿真与虚拟现实.
1971年,由于开发新型航空发动机亏损,公司负债累累导致破产。后在英国政府干预下进行改组,公司一分为二,分为汽车与航空发动机两家公司。此后,罗尔斯·罗伊斯航空发动机公司恢复了生机,而劳斯莱斯汽车公司则被德国宝马公司兼并。目前,罗尔斯·罗伊斯航空发动机公司是全球第二大军用民用航空发动机制造商。
依孔子提供的标准,刚毅木讷近仁,阴柔显然不在此例,士大夫最好蓄上胡子,仗剑走天涯,贴身戴着的玉佩按进行曲的节奏发出脆响,配合威武雄壮之姿,步入波澜壮阔的历史画卷。
一系列突破与变革
罗罗全球研究和技术总监保罗·斯坦恩将罗罗的成功归结为对市场的敏锐洞察、强大的技术实力和对客户需求的深刻理解。正是基于这种行业敏锐与技术先行,“工业4.0”成为高端制造业的风向标,保罗·斯坦恩认为,数字化制造将成为大势所趋。
无疑,当前数字化正深刻改变着航空制造。以航空发动机为例,在设计初期,小到每个零件、大到完整的装配体能够通过计算机建立出全数字化的模型,通过计算流体力学(CFD)进行模拟计算和优化,让这台虚拟的“数字发动机”满足客户对于推力、油耗、碳排放的需求。随后,数字模型被送入智能工厂,在这里,不仅每台制造、加工设备都通过大数据智能相连,让生产装配的每个流程都自动化智能化,连供应链上的生产、仓储、交付等各环节也能在全球化平台上运行和处理,极大提升生产制造效率。当发动机交付给航空公司客户后,每一台运行中发动机的海量数据都会实时上传到制造商的数据库,通过云计算、数据分析来监测发动机的健康状况,保证后续运营维护的高效性。不仅如此,与发动机性能相关的数据还会反馈给设计与制造部门,从而促进制造商改进发动机设计、提高产品竞争力,形成涵盖航空全产业链的良性循环。
罗罗公司每年花在研发上的投入占企业全年收入的10%,高达14亿。罗罗还在全球近40所大学设立了技术研究中心,聚焦最先进的技术。大量的资金与资源投入,确保了罗罗公司的行业领跑地位。
另外,罗罗公司为Trent用户提供包含航材支援在内的飞行小时大修服务,众多获得认证的三方MRO和由罗罗控股的维修工厂均可实施,这为客户(航空公司)提供了更加灵活的选择空间。罗罗公司通过不断加强全球发动机大修网络建设,提供更加多样化的飞行小时服务协议,从而使越来越多的租赁公司和航空公司有理由选择更多的二手飞机。与此同时,发挥在新发动机维修领域的绝对优势,吸引更多的发动机用户选择罗罗的服务。
罗尔斯·罗伊斯民用航空业务发动机维护高级副总裁汤姆·帕玛表示:“过去二十年里,为降低成本,提高效率,我们已经做了许多工作,但我们想做得更多。我们必须利用数字功能和大数据技术,积极将运营性能表现提升至更高水平。团队将从大量数据源中提取信号和信息,转化成针对飞机的飞行策略,从而最大程度地降低油耗,避免运营中断,将停飞时间降到最低”。
想要在新的工业革命浪潮中占据前沿,不被淹没,对于新技术的研发力度就丝毫不能减弱。
罗罗公司和微软的合作将结合航空工程和包括高级分析和物联网(IoT)在内的云计算领域的顶级解决方案,从根本上转变发动机相关的运行和维护工作。该功能将被整合到罗尔斯·罗伊斯行业领先的TotalCare服务解决方案中,从而显著降低成本,提升准点表现,为客户乃至整个行业带来更大价值。
在罗罗公司的Trent XWB商用涡扇发动机上,设计与工艺创新的成果随处可见。仅空心钛合金风扇叶片中涉及的技术专利就超过60项,罗罗花费10年的时间不断改进风扇叶片技术,在大尺寸、低密度与高强度上获得平衡。风扇叶片由3片超薄的钛合金材料扩散焊接而成,而后在近1000°C的熔炉中用氩气使外侧的两片钛板膨胀,中间层被拉伸成Z字形,最终形成三维空心叶片。这种结构类似建筑上的瓦楞结构,具有重量轻、刚性强的特点,加上大直径宽弦超掠叶片的设计,为发动机带来高效率、低噪声和抗外物损伤性等优势。压气机部件的整体叶盘设计减轻了15%的重量;燃烧室采用的陶瓷涂层隔热材料在保证部件可靠性的基础上将燃烧室温度提高到2000℃,从而提升燃油效率。
采用图11中的便携式图像检测系统对钛合金铣削加工表面粗糙度研究表明,其精度可以与工业CCD相当[18]。图21表示便携式系统获得的不同Ra工件的表面纹理图与灰度直方图,可见其直观特征明显。
为了更好地推进技术创新,罗罗以20年为周期规划和推进科研投入。5年愿景着眼短期,将成熟技术融入产品;10年愿景关注能应用于实际的新技术;20年愿景则放眼长远,聚焦新兴科技,“任何新技术都有可能改变未来”。
多项创新技术的应用,使得Trent XWB发动机的油耗比同类型产品降低10%,仅这一项就能为客户每年每架机节省250万美元,因此空客最新的远程宽体客机A350WXB选用了该款发动机作为唯一的动力来源。Trent XWB发动机已于2015年投入运营,累计订单超过1500台。
白酒中的含氮化合物具有强烈的坚果、焙烤、咖啡、焦香等香气特征,对改善白酒口感、促进白酒香气优雅有一定作用[10]。在前人的研究中,利用不同的前处理和分析手段已经从白酒中检测出多种含氮化合物,不同的白酒香型检测到的物质的种类和含量也有所区别,总的来讲,白酒中的化合物主要有噻唑、噻吩、吡啶、吡嗪及其他的衍生物等,其中吡嗪类化合物占绝大部分,这类化合物是含有1,4-二氮杂苯母环的一类化合物的总称,这类化合物具有强烈的香气,且其香气透散性好,极限浓度极低[11]。
“互联网+制造”的中国模式与罗罗用数字技术变革航空业的思路不谋而合
为了更好地推进技术创新,罗罗以20年为周期规划和推进科研投入。5年愿景着眼短期,将成熟技术融入产品;10年愿景关注能应用于实际的新技术;20年愿景则放眼长远,聚焦新兴科技,‘任何新技术都有可能改变未来’。
罗罗是一家全球化的公司,有超过三分之二的全球收入、超过四分之三的订单额来自于欧洲以外的国家。因此,全球化的发展思路是罗罗践行数字化发展的关键。
正如保罗·斯坦恩所说,罗罗的创新是“一系列接连不断地改进、突破与变革”,是用“对未来的无尽想象”保持“现在的持久生命力与竞争力”。
一半收入来自售后
2016年,罗罗公司宣布与微软公司合作,实现TotalCare的数字化,利用数字技术的力量变革航空业。
如今,传统的工业企业早已经开始主动或被动地摆脱单纯依靠产品本身赚取利润的时代,转而开始向提供更多附加价值以及后市场领域寻求新的出路。制造业巨头在某些领域正在发生变化,即智能制造环境下提供的产品从工业产品向解决一体化方案以及服务领域的延伸。而作为业务涉及航空、航运以及电力设备的全球第二大动力系统制造企业,罗罗已有一半以上的收入来自售后服务。
“周末,我们经常随援疆工作组下团场,和团场的教师进行交流和探讨。”盛庆余说,“我们会有针对性地安排相关学科教师到团场中学开办学科讲座,与基层教师集体交流、志愿结对,将内地的教育教学理念和方式方法分享给他们。”一年多来,他们几乎走遍所有团场,“高效6+1”课堂模式也渐渐被七师教师接受认可。
TotalCare正是罗罗公司针对航空公司对发动机维修需求而设计开发的一项基于飞行小时提供发动机全面维修保障服务的产品。进入市场距今已有近20年的历史,服务的客户遍布世界各地。TotalCare已成为罗罗公司航空发动机业务的重要支柱。
随着客户需求的多样化,TotalCare服务模式不断演变,形成不同的产品表现形式,包括:TotalCare Life,TotalCare Term,TotalCare Flex。其中,“TotalCare Flex”是2014年,罗罗推出了的一项基于飞行小时,针对成熟发动机运营商提供范围更加广泛的产品。服务内容包括:停场大修的发动机备发,二手器材使用,通过短时维修提升飞行循环数。
与此同时,罗罗公司还推出了名为SelectCare的固定价大修服务产品。TotalCare有助于航空公司充分提高在翼时间,降低运营风险,使维修成本具有可预测性,SelectCare则提供又一种选择的可能,在某一时期内,通过固定价格的维修服务,使航空公司的大修成本趋于稳定。
罗罗公司每年花在研发上的投入占企业全年收入的10%,高达14亿。罗罗还聚焦最先进的技术,在全球近40所大学设立了技术研究中心。大量的资金与资源投入,确保了罗罗公司的行业领跑地位。
全新的数字化功能建立在微软Azure云平台上,利用微软Azure物联网套件从地理位置分散的不同数据源收集和汇总数据,并利用Cortana智能套件来深入了解这些数据,从而能够对更加广泛的航空运行数据进行管理和整合。
利用大量智能数据分析功能、预测工具和工程专长来获得更深入的洞见,将有助于航空公司减少燃油消耗,提升航线效率,确保部署合适的团队和设备,提供更高效的发动机维护服务,使可用性保持在最高水平。
对于罗罗来说,先进的计算手段也让设计工作更高效可靠。罗罗遍及全球的智能工厂已实现了数据互联,无缝连接的全球化供应链管理系统保证了制造的品质与效率。
(3)数据前台展示功能。可根据需要显示给不同权限的用户不同的权限信息供其访问操作。一般用户为例可展现如下信息:
(四)培养学生写的能力。语文教育对学生读、说、听、写四种能力的培养,归根结底要体现在学生的写,亦即学生的作文水平上。语文以课堂为基础,是以教师讲授一篇篇文质兼美的范文展开的。但关于这一切的学习都是为将来的写作打好底子。没有听、读、说的能力,写作的能力也就无从说起。所以说,语文教育能提高学生写的能力,这是毋庸置疑的。
罗罗的创新是“一系列接连不断地改进、突破与变革”,是用“对未来的无尽想象”保持“现在的持久生命力与竞争力”
一家数字化的公司
还是那结实的桥,还是那蜿蜒的溪,一切都是那么熟悉。宿晚喜极而泣,不想却惊到了四处戏耍的稚儿。小娃娃眼泪汪汪,“哇”一声哭出来,又吵到乡亲邻里。一老妪架着拐杖,颤颤巍巍走到宿晚身边,面露喜色道:“这,这不是宿家的小子吗?哎呦,可算回来了……”
罗罗的全球化体现在产业发展的方方面面。罗罗建立的融合工业部门、企业和高校资源的全球先进制造体系(AxRC)由7个研发制造中心构成,其中5个位于英国,剩下两个在美国和新加坡。罗罗的全球供应网络覆盖70个国家的8000多个供应商,其中2000多个来自北美,500多个来自亚太地区。在罗罗的制造成本中,约70%的价值用于向世界各地的供应商购买产品和服务。
在中国,罗罗公司的团队正以其低调、务实的英伦风格,努力服务并拓展着这片充满活力的市场。Trent700发动机在中国空客A330上90%的市场占有率以及每年在华超过2亿美元的转包生产订单,正是罗罗中国战略的有力支撑。
罗罗公司曾在其《市场展望》报告中称,到2026年,中国的航空公司将购买3100多架新飞机,这将形成一个6600台发动机、总价值超过650亿美元的巨大市场。到2026年,中国市场将占到全球市场的11%,中国市场年均增速达到8.8%。
对罗罗来说,中国是其供应链的重要组成部分,其每年在中国的采购业务总量超过了2亿美元。早在1997年,罗罗就与中航工业西安航空发动机公司成立合资公司,负责铸造和机械加工涡轮导向叶片。它还与中航工业旗下的多家发动机公司建立合作关系,通过转包生产等方式建立零部件采购供应链。其中,四川成发航空科技公司是罗罗环形件、钣金件的战略供应商,沈阳黎明航空发动机集团公司是BR700系列的热环供应商。
而从罗罗公司的航空发动机产品线来看,其力推的Trent系列发动机主要面向宽体远程机型,并在这一领域占有相当高的市场份额。在波音777、波音787、空客A330和空客A380等热门远程机型上,都能看到Trent发动机的身影。过去18年来,全球超过2000台Trent发动机交付使用。
“三年以来,公司已经投入了三千多万元用于改造企业的环保设施。一方面,可以使企业生产更加绿色,另一方面,改造后的车间,对于工人来说也拥有了一个更舒适的工作环境。”公司副总裁唐正军自豪地说。
中国民航已成全球第二大航空运输系统,快速增长的航空需求和高度集中的航空流量给中国的主要机场和主干航线带来了巨大压力。由空域紧张引起的“空中拥堵”,也让民航旅客苦不堪言。此外,受制于机场容量有限和飞行员数量的不足等因素,宽体飞机将在未来中国国内航线上扮演更为重要的角色。更多地使用宽体飞机,可以提高空域、机场和人力资源的使用效率,这也为罗罗带来了巨大的商机。根据罗罗预测,今后十年投入服务的Trent发动机将增加两倍,罗罗的发动机生产速度也将翻番。
2018年,东航集团与罗罗公司在首届中国国际进口博览会的“中央企业国际合作论坛”上,成功签署Trent XWB发动机及长期维护协议。该协议价值达到101.33亿元人民币(14.48亿美金),是首届进博会最大的民用航空订单之一。
正如保罗·斯坦恩所说,“互联网+制造”的中国模式与罗罗用数字技术变革航空业的思路不谋而合,双方将通力合作,在航空工业发展的新旅途上实现更加全面深入的互利共赢。
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