航天新征程，航空航天的数字化升级

神舟十五号，即将发射！北京时间11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船将搭载航天员费俊龙、邓清明、张陆飞往中国空间站，与神舟十四号航天员“会师”太空。两个乘组6名航天员将同时在轨飞行，完成首次航天员乘组的在轨轮换。

探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是中华民族不懈追求的航天梦。

航空航天数字化转型的核心

从嫦娥奔月到万户飞天，从东方红一号到中国空间站，中华民族对天空的仰望从未止步。2021年，中国政府在“十四五”规划和2035年远景目标纲要中提出了建设数字中国的目标，推动数字产业发展，加快传统产业数字化转型。与此同时，航空航天领域的数字化转型也进入了全新的发展阶段。

在航天领域，数字化意味着整个研发过程，可大幅提高效率。中国航天科技集团公司启动了“数字航天行动”，旨在促进航天数字化产业在产品、研发、管理等方面的协调发展。航天科工也提出要基本建成智慧企业、数字化系统工程体系、“航天云”新型基础设施服务体系和数字产业化体系。

在航空领域，数字化对于航空业意味着安全、效率和降低成本，在航空制造和民航运营方面都价值巨大。目前，无论是空客Maveric混合机翼及Flying-V无尾飞翼的超高效概念客机的缩比飞行，亦或是无人机和有人机的无人化改装型号在2020年陆续飞上蓝天，还是世界上首次飞机与人工智能驱动虚拟战斗机之间的空战，均是航空领域低成本化、数字化转型的有效例证。

图源：TheDrive网站 前F-22飞行员首次与AI驾驶虚拟歼-20空战

可以预见，随着数字经济与航天航空工业的深度融合，物理世界和数字世界将更紧密耦合，也将诞生一系列新产业、新业态、新模式，驱动新的价值引擎出现。但在具体的路径层面，数字化如何为航空航天深度赋能仍是一大难题。

有观点认为，数字化是未来智能技术革命特别是工业智能的基础，航空航天的数字化创新始于设备数字化，包括设备本身的数字化以及设备研发制造过程的数字化。由此可见，对产业自身的核心资产进行数字化是基础。神州数码集团董事长兼总裁郭为在其第一部数字化著作《数字化的力量》中也讲到：“在企业的所有资产中，最应该被数字化的是核心资产。资产数字化是企业数字化转型的核心内容，是企业一切数字化、智能化的必要步骤和前提条件，实现资产数字化，可以全面支撑、推进企业的数字化转型。”

以云为翼

航空航天仍需形成数字供应链

对于资产数字化而言，上云是最为必要的条件之一。上云是传统企业数字化转型的第一步，也是数字化转型的充分必要条件。那么，与其他产业相比，航空航天领域上云又有哪些新的需要？

就航空航天产品而言，现代航空航天产品零件数量动辄以百万计，同时也是软件代码高达数百万行的高度智能化产品。因此，航空航天产品在敏捷研制、智能制造和柔性保障等方面，必须要有系统工程的思维，全面引入包括数字化、网络化和智能化在内的更先进的设计和制造手段，打造新型航空航天工业体系，构建新的数字核心竞争力，加速推动相关产业发展的提质增效。这为航空航天产业上云提供了行业基础。

然而，航空航天的产品研制生产早已超出传统一厂一所发展模式，是典型的多厂所产业大协作，产业链协同一般会基于工业互联网进行协作。同时，由于涉及国计民生等重点领域，相关产业链既要在通过“私有云”环境提升集团内企业的集约化水平，实现各类设计制造能力单元的高效协同；又要通过“公有云”实现与集团外和行业外的军地民企业的深度协同，支撑全国范围的产业最优能力配置。

因此，航空航天工业的内外部供应链必须全面上云，形成数字供应链，在“云”上构建“数字航空航天”。但是，上云是个系统工程，不只是停留在上云的单一步骤，还涉及到平台选择、系统迁移、多云管理、应用优化、安全防护、成本核算等一系列上云、用云、管云的复杂问题。航空航天领域更为复杂的云环境，也就更需要将云服务与场景需求相耦合，在细分场景用好云、在宏观环境中将不同云环境进行打通。

以机载领域为例，随着我国支线飞机、直升机、通用飞机的进一步发展，未来30年对国产机载系统将产生数千架的巨大市场需求。国产机载系统面临前所未有的重大发展机遇，有机会发展成为具有战略和经济双重价值的支柱型产业。为此，神州数码此前就与航空工业机载共性、北航合作打造了“机载研云”，通过实现协同研发云化、打造协同研发工具链、完善协同研发体系建设，已经助力数智机载、数智航空迈出了坚实一步。

数据洞察

发挥数字化转型关键价值

在实现了上云之后，航空航天产业的数字化转型仍需要在云端进一步深化与进化，从而通过科技创新更好的服务产业。然而，企业数字化转型存在两个关键要素，一个是业务敏捷化，另一个是数据资产化。其中，数据问题是中国企业数字化转型落地的最主要挑战，数据也是业务价值的最主要来源。

2020 年 4 月《中共中央国务院关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》中，首次将数据作为新型生产要素，与土地、资本、劳动力、技术等传统要素一起，被纳入到市场化配置的生产要素之中。随着数据的重要性不断攀升，数据又将为航空航天产业带来哪些巨大价值？

目前，航空航天产业发展迅猛。据相关机构预测，2020—2026年，飞机产量预计每年增加3.3%，涡扇发动机量预计每年增长4.2%，2020年上半年受疫情影响数据有所下降，预计到2038年交付飞机量约为39 210架。如此海量的产品数量，在带来更大量数据的同时，能否真正实现数据洞察就成为了企业是否真正发挥数字化转型价值的关键所在。

例如，国内某大型航空公司在数十年的信息化过程中积攒了大量财务数据，但内部并没有形成成本分摊计算逻辑。因此，在新航线规划设计、飞机飞行过程成本监测等方面，该大型航空公司并不能够实现庞大业务量下的数据洞察和数据下算。

为了帮助该航空公司满足更深层次的分析，神州数码数据战略咨询团队从最底层的数据中心开始，一步步抽象化提炼背后的逻辑，并且同步进行数据逻辑的校验和数据准备，帮助航空公司进一步挖掘数据价值，结合数据模型预测以可视化的方式展示新航线的边际成本，

举例来看，飞机在飞行过程中的航油成本并不一样，在起飞阶段、巡航阶段及落地阶段都有不同的计算逻辑。而除了简单的航油成本，其他包括仓库成本、餐食成本、廊桥及摆渡车成本等都不一样，这就需要大量的逻辑测算及数据挖掘，从而为客户带来更高价值。在此基础上，数据战略咨询团队还结合神州数码的海量产品及服务，帮助该大型航空公司一步步实现了从数据咨询到数据分析，再到大规模落地的战略模式升级。

数字孪生

支撑航空航天工业数字化转型

在实现了数据的洞察后，数字化可发挥的价值就存在了更大的想象空间，数字孪生就是其中发展最为迅速的方向之一。

神州数码集团董事长兼总裁郭为在其《数字化的力量》中曾提到这样一个故事：“1970年4月13日，飞往月球的阿波罗13号宇宙飞船出现了故障，宇宙飞船和宇航员们的安全都受到了严重的威胁。在营救过程中，地面控制中心对模拟器进行调整使其适配到阿波罗13号当前的配置状态，按质量、重心、推力等参数为这艘飞船的主机进行了重新编程。这个大胆的计划远远超出了飞船设计的边界，但也使得阿波罗13号成为航天历史到目前为止唯一一个飞船在太空中出现意外爆炸而航天员还能活着返回地球的事件。”

事实上，阿波罗13号最终能够成功获救，模拟器功不可没。从某种程度上来说，这些模拟器正是现在风靡一时的数字孪生的一次现实应用。而50多年后的今天，模拟器已经升级为数字孪生伴飞系统，基于数字孪生技术的深度应用以及和其他数字技术的深度融合，我们可以在虚拟数字平台上大尺度空间的搭建，还原空间站运行的真实宇宙环境。让空间站任务真实运行场景和数字平台达到同步的数字孪生效果。

数字孪生应用创新软件实例，图源：导弹与航天运载技术

2020 年 12 月，美国航空航天学会（AIAA）和美国航空航天工业协会（AIA）发布《数字孪生：定义与价值》报告。报告从设计数字孪生、生产数字孪生、支持和服务数字孪生 3 个环节给出了数字孪生技术应用的案例及其价值，一方面说明数字孪生技术在航空航天行业内得到了广泛的认同，并取得了应用实践效果；另一方面也说明数字孪生技术还处在“百花齐放、百家争鸣”的阶段，人们在应用的范围、场景、成果形式方面的还存在不少盲区。

未来，数字孪生技术的应用还将覆盖航空航天产品从设计、生产、试验、维修、使用的全过程， 并且在提高效率、降低成本、提高产品质量等方面产生重要作用，并将进一步拓展研究和应用的范围和场景，以更大程度发挥该技术的作用和价值。

当下，航空航天领域科技竞争正逐步凸显出力量，各国已经锚定发展坐标，转型战略与计划稳步实施。可以预见，随着数字经济与航空工业的深度融合，物理世界和数字世界将更紧密耦合。而航空航天科技的加速民用，也会催生或者促进新业态的发展，从而打破虚拟世界和现实世界的藩篱，进而助力我们实现遨游星际、穿梭宇宙的最终畅想。

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图文部分来源网络