空客如何应对新的挑战? 2017-08-08 

  

“城市空客”是一款更大的、有人驾驶的验证机,聚焦电推进系统能量密度的提高。

蔡琰

近年来,面对电气化、数字化、智能化技术的加速发展,航空业迎来了新的发展机遇,同时也面临着前所未有的挑战。如何在新的科技变革浪潮中站稳脚跟甚至引领发展,成为像空客这样的传统巨无霸企业需要考虑的重要问题。

空客集团近年来通过机构重组(从2017年7月1日起,空客集团和空客商用飞机公司组织机构合并,商用飞机、直升机、防务与航天成为空客公司的三大业务板块,空客将利用这种简单的、扁平化的机构设置提高决策效率)、在硅谷设立创新公司(旨在跟踪、发现商业市场上的有潜力的颠覆性技术,并将其快速商业化)等手段,已经在为应对挑战做出布局。2017年6月,美国航空周刊记者Jens Flottau和Graham Warwick发表署名文章,表达了对空客未来经营战略的看法,以下是该文的主要内容。

精简机构 提高决策效率

首席运营官法布雷斯·布利叶正推进使空客从政治引导向市场驱动转变。这项工作必须把欧洲合作的典范——空客公司变得不那么欧洲化,而更加全球化。这项推进工作包括利用在下个10年可开创新业务商机的所有新技术。这项工作由新的首席技术官保罗·埃雷门科主导。

2012年中,恩德斯作为原欧洲宇航防务集团(EADS)新上任的CEO,他推动了和BAE系统的合并。这项合并案将使EADS打入美国市场。EADS曾经过于依赖民机业务,但德国政府阻止了合并案,以防英国和法国公司在该企业的地位高于德国。在恩德斯的劝告下,法国和德国政府降低对公司的控制。2013年公司通过改革取消了法国、德国和西班牙政府的否决权,并从巴黎迁往了图卢兹和慕尼黑。这清晰地表明曾经的航宇巨头转变成综合性的公司了。在防务和航天业务合并后,取消了卡西迪安和阿斯特留姆两个品牌,欧洲直升机公司这个品牌也变成空客直升机了。内部整合的成功也加剧了2016年空客集团改为空客民机的进展,“精简的架构和快速的决策是数字化转型成功的先决条件”,恩德斯说:“整合去除了冗余,提升了效率。”

大胆启用新人加速创新

前DARPA项目经理埃雷门科2015年从谷歌跳槽至空客,被任命为空客硅谷公司——A3的CEO,2016年被任命为CTO。“以前我们的发展步伐是随主要竞争对手波音来运作的,未来我们将面对新的因素和竞争。”他说。

“我需要有人来激励我们的创新体制,加速发展进程。”恩德斯表示,“我们现在对科研和技术发展系统做的事是创造性的毁灭,我们一边推倒,一边重建。”

埃雷门科认为航宇企业必须接受并快速适应这个现实。他警告说:“谁能适应将生存下来并成为更杰出的企业。这并不是空客做不做这件事的问题,而是其他企业为何还不开展这项进程。”

驱使他来到空客的一部分原因是对处于成功时期的大公司进行转型的挑战。空客有一定的优势。空客成功打入民机市场是搅局的开始。第二个时刻是我们用了电传系统。”埃雷门科说。现如今来看,空客自己也正被搅局。空客正尝试通过客户企业的先进技术和硅谷的公司进行科技创新和产品革新。“我们有初创公司加速器,风险投资,各处都有创新中心。”他说。

埃雷门科将这个工作描述为分合之旅。“我们评价了什么将起作用,什么不会起作用。尝试不同的途径是分的阶段,有些部分运行得更好,我们现在处于合的阶段,为发展下一代大型民用飞机和垂直起降飞机(VTOL)提供一把利器。”

拟通过电动垂直起降飞行器创新

占领城市通勤航空市场

埃雷门科的创新计划从eVTOL开始。新型VTOL由一系列技术驱动——电池、电机和低成本碳纤维复合材料等。“在自主化方面,依靠的不是算法而是传感器。主要靠感知-规避,这一点在自动驾驶汽车领域已经推进了五六年的时间,在电子领域,客户是主要推动力,锂电池技术的发展也是主要推动力。自动化技术将使航宇对VTOL的需求提升至能源的高度。”埃雷门科说。由于掌握了这些新技术,空客将VTOL从“依靠减速器的传统直升机样式的飞行器转变为电动分布式推进的新构型。”

VTOL新构型能不能脱颖而出还不得而知,但“重要的是新构型具有很高的价值,以及技术重心向不同领域的转移。”埃雷门科说。“减速器的制造非常难,但未来有可能构不成竞争优势或进入领域的门槛,门槛将是新的东西,我们最好提前做好准备。”

埃雷门科相信纯电推进的“杀手锏”是城市空中机动。“VTOL的新构型通过电气化方案解决,并有可能开拓城市交通的第三个维度。”埃雷门科说。他承认业内对电推进VTOL存在疑虑,但是认为不确定性存在于公众的接受程度而不是空客的开发能力。质疑者认为城市、公众和管理者能否接受VTOL尚不明确,唯一能确定的途径是把它造出来并测试一下。

开发电动VTOL的过程中,空客重点关注两个技术:电池和自主化。A3公司开发的Vahana电池功率没有太大突破,采用倾转翼来增加航程,单座,可无人驾驶。空客正在研发的另一款eVTOL是“城市空客”(CityBus),它是四座、涵道风扇、纯垂直起降的飞机,在飞机的认证和工业化过程中,有望突破电池技术。它采用了特斯拉的自动驾驶模式。“我们将开发辅助驾驶的系统,最终完全不需要驾驶员。”埃雷门科断言Vahana将在年底前在美国飞行,“城市空客”将在2018年底在德国飞行。“值得注意的是这些飞机是首次飞行的原型机,我们将推出可认证和工程化的版本。”他说。

与民机对比的问题,埃雷门科说“纯电动飞机永远难以接近民机的水平,但混合动力是非常有吸引力的。”空客从两个30千瓦的电机E-Fan开始,现在空客和西门子在测试300千瓦的电机,现在已经用在Extra 300特技飞机上了。这是过去3年内电池容量的极大升级。

空客和西门子在慕尼黑附近的E-Aircraft系统研究部一起工作,正在讨论在未来3年内,将功率提高到2兆瓦。埃雷门科说“未来3年内电池容量达到20~30兆瓦也不是不可能,届时将足够驱动单通道客机了。”他并不是在预测混合动力单通道客机的上市时间,因为技术正在快速迭代,空客至少还需关键一步才能较为可信地预测未来。这个关键一步是E-FAN X,即2兆瓦级的混合动力演示验证机。该计划将对四发的BAE 146客机进行改型,将两台涡扇发动机换为电动机。

虽然混合动力的排放达不到纯电动的水平,但混合动力的排放有一定优势,涡扇发动机的设计尺寸可以按巡航状态来,起飞阶段可以用电机来加力。“但最根本的是运营成本的降低,根据我们的估算,混合动力也有优势。”埃雷门科认为。

继续推进数字化

电气化之后,空客的技术革新主题是数字化。特别是设计、制造数字化。“我们正在推进从概念设计、详细设计到制造全流程的基于模型的数字化进程,”埃雷门科说。这是建立在设计功能性数字模型的基础上,而并非仅是3D建模。“这意味着你可以模拟设计,我们称之为持续整合,本质上你可以编辑你的飞机。”他说。在飞机研发过程中,需求阶段的结束需要设计审核的演示,需要花费数天时间和几千页的PPT。
对制造环境进行建模以对设计进行反馈和优化,以适应制造的要求。制造数据库取代了拇指法则,当新的流程,例如,热塑性复合材料加入了数据库后,对设计将产生或取消限制。“提高迭代速率,评价设计和制造成本是非常重要的。”他说。

接下来是将飞机设计及其工业架构与“数字孪生”或功能性仿真在制造过程中进行更新。将制造仿真模型加入主模型可降低工作量,节约时间和成本。“最后,每一架飞机将获得独一无二的模型,为我们的服务部门提供便利。”埃雷门科说。

空客的数字设计和数字制造采用两个途径开展。一个是开发一个新的产品开发流程,可以以较低成本保留空客根据市场需求开发新飞机的选项。这要求更多基于模型的工具和数字体系。“通过将现有工具集成起来实现。”他说。

第二条路径是全新的应用表单,不受现有工业架构和工具图景影响,这是一项高风险、高回报的路径,包括了埃雷门科称之为“语义底板”来联结所有工具。“并不是将工具集A加上工具集B,而是将所有运营整合进统一的框架。”他解释道:“我们创造一个数据总线而不是在工具之间划网格。但这就需要重新考虑整个工具链。”为了证明这一点,空客计划建造“足够复杂能够证明你将收益的与之相关的事物”。

城市空客、E-FAN和空客集团级的新业务机构XO,采用了硅谷的“快速试错”的方法,XO将追求时效,提高空客的风险承受度。“这一点DARPA非常擅长。”空客加入XO的成员在这里的工作不会影响他们的职业规划。XO是我们对付集团内对风险零容忍文化的武器,但埃雷门科不认为空客应在开发大型民机领域承受更大风险。有些活动将不用在意路线图,如果感觉对某项新技术感兴趣,就将它们引入。空客风投、Bizlab初创加速器帮助这项活动进行。