Výroba v leteckém průmyslu je specifická. Letecký stroj představuje jeden z nesložitějších výrobků s celou řadou strojírenských, elektrických a počítačových systémů. Požadavky na bezpečnost jsou bezprecedentní, protože letadlo si ve vzduchu nemůže dovolit žádnou chybu. A potřeba dohledatelnosti jednotlivých komponent a šarží klade maximální nároky na informační podporu nejen při návrhu a výrobě, ale také v průběhu údržby a oprav – zkrátka v celém životním cyklu, který může trvat desítky let.   

Foto: Požadavky na bezpečnost jsou bezprecedentní, protože letadlo si ve vzduchu nemůže dovolit žádnou chybu. A potřeba dohledatelnosti jednotlivých komponent a šarží klade maximální nároky na informační podporu. | Siemens Digital Industries Software

Jeden vtipný inzerát na jistý informační systém kdysi s nadsázkou tvrdil, že „letadlo není komplikované vyrobit, ale nakonec ho dostat z výrobní haly“. Tím narážel na fakt, že při plánování výroby se nesmí zapomenout ani na takový detail, jako jsou dostatečně široká vrata, kterými hotový stroj opustí továrnu. Plánování výroby leteckých strojů není jen o vývoji a výrobě produktů, ale také o návrhu a budování výrobních provozů a jejich fungování v reálném prostředí. 

Současné výzvy a úzká místa

Vzhledem k celé řadě předpisů a požadavků je výroba v leteckém průmyslu nesmírně komplexní a složitá. Stále více na ni také působí nepředvídatelné vnější vlivy jako například výpadky dodavatelských řetězců, které se promítají do zpoždění výroby a nedodržení dodacích termínů. A nelze zapomínat ani na odchody kvalifikovaných pracovníků do důchodu i s cennými vědomostmi a zkušenostmi.   

Pokud komplexní vývojové a výrobní procesy nejsou podchyceny ve správném kontextu, dochází k fatálním komplikacím. Když se před lety vyvíjelo největší dopravní letadlo světa Airbus 380, došlo k 18měsičnímu zpoždění kvůli chybějícím několika metrům kabelů, které byly při vývoji chybně navrženy. Důvodem byla komunikace nepřesných informací mezi týmy z Francie a Německa, které na projektu spolupracovaly.

A komplexnost dále narůstá o zvyšující se nároky zákazníků na personalizaci a konfigurovatelnost a požadavky na rychlejší změny v návrhu a výrobních objemech. Vyšší podíl elektrických a softwarových systémů zase znamená větší nároky na zapojení nových profesí, typicky softwarových vývojářů. Řídící systémy moderní strojů dnes obsahují softwarový kód o mnoha stovkách milionů řádků, který je třeba neustále udržovat a aktualizovat.

Avšak provozní ekosystém se u mnoha leteckých výrobců stále skládá ze směsice papírových a digitálních procesů, standardních a proprietárních systémů, integrovaných a izolovaných řešení, a manuálního a automatizovaného přenosu informací. V takovémto prostředí je jen velmi obtížné úspěšně řídit vývoj a výrobu, a přitom dostát všem požadavkům zákazníků, compliance předpisů a provozní dokonalosti.

Softwarové systémy v letectví 

V oblasti letecké výroby existují tři klíčové systémy nezbytné pro podporu vývoje a výroby:

• Podnikový ERP systém je řešení pro řízení podnikových zdrojů, které zajišťuje zpracování a správu informací.
• Řešení pro řízení životního cyklu produktu (PLM) podporuje vývoj a konstrukci produktů.
• Řešení pro řízení výrobních operací (MES) monitoruje a řídí výrobní operace.

Tyto systémy si mezi sebou intenzivně vyměňují informace o produktu, dostupnosti dílů, výrobních zařízeních, kusovnících, pracovních rolích, vytíženosti strojů atd. Aby bylo možné vyrovnat se s aktuálními výzvami, je především třeba zajistit bezproblémovou integraci těchto tří hlavních systémů, někdy označovaných jako „zlatý trojúhelník“. Jejich integrace je pak základem digitalizace, která umožňuje synchronizovat a optimalizovat činnosti v celém hodnotovém řetězci. Od návrhu produktu přes návrh a plánování výroby a výrobních zařízení až po její realizaci, správu dat z výrobních zařízení, a správu dat z provozu.

Jak vyzrát na komplexnost

Díky rostoucí výpočetní výkonnosti umožňují dnešní softwarové nástroje vytvořit digitální model skutečného výrobku a posoudit jeho životaschopnost ještě dříve, než spatří světlo světa. Takovému digitálnímu modelu říkáme digitální dvojče. 

Na digitálním dvojčeti můžeme provádět nejrůznější testy a simulace tak, abychom dosáhli maximální pravděpodobnosti úspěchu projektu. A nejen to, digitální dvojče slouží k dalšímu vylepšování a změnám v průběhu celého životního cyklu produktu, ale také např. k provádění údržby. Možná ještě zajímavější, než digitální dvojče produktu je digitální dvojče výroby. To umožňuje navrhnout, otestovat a odladit výrobní linku včetně rozvržení výroby, strojů, robotů a lidí ve virtuálním modelu, takže je možné linku vyrobit a nainstalovat v co nejkratším termínu. 

Foto: Díky rostoucí výpočetní výkonnosti umožňují dnešní softwarové nástroje vytvořit digitální model skutečného výrobku a posoudit jeho životaschopnost ještě dříve, než spatří světlo světa. | Siemens Digital Industries Software

Stále častěji se také setkáváme s pojmem digitální vlákno. V pojetí Siemens Digital Industries Software si digitální vlákno lze představit jako digitální strukturu, která propojuje všechny typické procesy vzniku produktu tedy návrh, konstrukci, výrobu, údržbu, dodavatelský řetězec atd. Nejedná se zde o izolované fáze, ale o propojené procesy, které se navzájem ovlivňují. Digitální vlákno navíc propojuje digitální model s reálným světem – pokud například v reálné výrobě něco změníme, změní se i v digitálním dvojčeti a naopak. 

Přínosy digitalizace pro letecký průmysl jsou zřejmé: propojením fyzického a digitálního světa získáváme jedinou verzi pravdy a dokážeme rychle inovovat své skutečné produkty a predikovat skutečnou výkonnost výrobních zařízení. To umožňuje překonat výzvy vyplývající z rostoucí komplexnosti letecké výroby a vyrovnat se s náročnými regulačními požadavky.