行业故事

大型商用飞机设计中的绩效，进度，成本难题

与大多数行业一样，大型商用飞机行业在近百年已经发生了重大转变，即它已经存在。但过去35年来一直很大，对该行业的球员造成了许多艰难的挑战。考虑一下：过去，洛克希德的重要球员无处可在这个市场上找到。在20世纪70年代后期，Upstart Conglomerate，空中客车从无处起来，今天成为主要航空运输制造商。与此同时，波音公司于1997年吸收了其前首席竞争对手McDonnell Douglas。最近，来自巴西，加拿大，日本，中国和俄罗斯的挑战者在较小的单极飞机市场中获得牵引力。这些例子提出了一个重要问题 - 导致这些激进的改变是什么问题？

列表很长。20世纪70年代后期的美国放松调查造成了严重的价格竞争。进入机场的插槽（门位置）变得有限，随着全球经济循环打蜡和运营，旅行确实如此，因为它与国内生产总值（GDP）强烈贴合。通过9/11和严重急性呼吸综合征（SARS）的事件，旅行也在区域地区受到密切影响。即使这些是一次性事件，它们也对旅行进行了持久的影响。燃料价格也是飞机设计师的重大挑战。作为一桶石油燃油的成本从10美元到50美元，后来US $ 140，现在返回30美元。油价的波动使得将来难以为飞机燃烧燃料燃烧要求。最近，加强对欧元的美元变得重要，因为大多数飞机合同都是美元的。相比之下，大多数劳动力和物质成本都是在局部货币中建造的本地货币。

更大的关注：新技术和长设计周期时间

虽然所有这些挑战都是令人生畏的，但我考虑了长设计周期时间和新技术的倾向，以更大地阻碍快速可靠地带到市场下一代商用飞机的能力。

许多人都熟悉20世纪30年代和40年代的故事和传说，根据这些故事和传说，飞机是在大约两年的时间里设计、建造和飞行的。例如，B-26在两年内就从一个纸上的概念发展到投入使用。马丁在1939年7月提交了设计，1940年11月开始试飞，1941年2月开始交付给美国陆军航空队，最终生产了超过5000架B-26轰炸机。B-17飞行堡垒也有类似的时间表，从规格到原型飞行只花了一年时间。

战争时间的焦点、能量和要求与20年商用客机不一样。如果有人声称这样的时间表在今天的商用飞机上也适用，那就太可笑了。然而，一架飞机的设计、认证和投入使用的时间却在稳步增长。根据航空周刊情报网络，DC-9从首次飞行到交付只有205天。波音777在1994年6月首次飞行，在1995年6月交付。许多最新开发的飞机从首次飞行到交付给航空公司都需要550天。协和式飞机从第一次飞行到第一次交付有超过2400天的时间。这项新技术需要飞得比音速还快的商用飞机，这很可能导致了长时间的研发。

性能、进度和成本难题

今天的驾驶要求已经大不相同了。航空旅行正在成为一种商品，就像承载我们的飞机一样。从A地到B地，乘客们都很关心安全问题，大多数人都是根据价格来选择航班的。航空公司希望在最受欢迎的城市之间，在合适的范围内尽可能多地提供座位。

为什么Airplane Builders在计划的早期提前致力于其产品的成本？在我的职业生涯中，我有一个首席设计师，他们有三张牌固定在他的办公墙上。他在目前的重要性方面排列在最新状态。在程序的开头，卡在该顺序中读取性能，计划和成本。有时在程序期间，他们会切换订单，但成本总是持续。成本考虑必须是优先级，但它不应该成为设计师的妥协点。

最重要的早期决策是让飞机“正确”地适应其细分市场。早期的性能规则。有多少座位?范围多少?重量是多少?要使所有这些设计同步，需要什么空气动力学和控制?其次，日程表是关键。许多庞大的任务包括工程、规划、建造、系统设计和测试、地面和飞行测试，以及认证。一般来说，发动机制造商会在飞机制造前一年进行平行跟踪程序，对发动机进行认证，这样飞机就可以进行首次飞行。

这个项目的这个阶段投入了很多钱。非经常性的成本，如工程，工具，工厂建筑，和设备的承诺和计划的执行。在哪些技术可以及时投入生产，以及当生产达到最高速度时，它能节省多少经常性成本方面，人们下了很大的赌注。其他经常性成本包括直接人工、支持人工、外购件、管理费用和折旧。

在利兰·m·尼科莱博士的书中，飞机设计基础（1975），他指出了两个关键项：

• 大多数飞机生命周期成本（约90％）在设计的前两年内巩固了
• 没有成熟的新技术的选择可能导致尼古拉博士的成本与“痛苦妥协必须在性能和成本之间做出的痛苦妥协”的说明。

可行性和可行性势在必行

The solution appears to be self-evident: Do the business case for new features and technology and do not include a feature or a new technology just because it is the ‘next big thing.’ Ensure that what is desirable is not only feasible from an engineering perspective but also viable economically. Determine the target cost and ensure that the target cost is met on each of the subsystems of the product.

似乎很容易。事实上，一些行业往往比其他行业更好。汽车制造商具有拨入子系统级别的目标成本。设计师一直在工作，直到设计符合所有三种要求。汽车的余量要小得多。想象一下，在15,000美元的汽车上达到300美元。如果错过了模型价格点，那辆车将是一个失败。

即使在商用航空器行业内，工程师也会在解决功能与可制造性的问题的情况下每天遇到这样的二分法，或者力量与重量，并且他们成功地设计和建立了可销售产品。那么为什么，在如此急剧意识的市场中，我们仍然有飞机程序，导致产品的成本超过客户愿意支付的费用吗？

几乎每个大型飞机程序都困扰着高产量的成本问题。可预见的是，产品发布之后是几个月，有时是通过改变设计，制造过程或供应链来优化成本，直到产品变得可行。这么多让工程师接受了这一规范。它们通过优先考虑绩效和计划来做出决策，并辞职，以至于当他们达到计划的“成本问题”时，他们将解决“成本问题”。虽然这种普遍的实践往往有助于最终有助于满足成本目标，但它是一个高度次优的过程，桌面上留下了大量成本减少机会。

对工程师来说，事后设计空间是相当严格的限制。由于高度的连带影响，大多数设计都冻结了，使自己“不可触摸”。确定供应商基础，冻结合同，并在制造工具和夹具方面进行重大投资。对于确定的每一个节约成本的机会，您不能实现另外三个，因为您不再有业务案例来进行更改。

在每一个这样的循环之后，对于每个人都有所关心的，它总是 - “给我们一个机会，我们不会这一次搞砸了。”但是，尽管每个人都最大的努力，这个周期似乎重复自己。

在尝试为这个问题设计解决方案时，我一直回到性能、进度和成本这三张卡片上。我如何将这些卡片堆叠起来，让我的工程师不必从其中一个中选择另一个，而是同时实现所有三个目标?一个人如何着手改变组织的DNA，让成本同等优先?

在回答这些问题时，我们查看了并行工程和开发的现有模型飞机行业。例如，大多数改进的成本设计思想倾向于增加重量。但多年来，该行业已经建立了一个强大的流程和工作模型来设定体重目标，监控设计演进的每一步体重，并持续实现这些激进的体重目标。类似的挑战存在于设计的强度，生产能力和可持续性。每一天，这些挑战都是通过沟通、反馈和思想交流来克服的。解决方案是将设计到成本的工作模型建立在集成功能团队的同一生产线上:

• 为成本工程师提供相同的成本工程师作为其他功能群体
• 赋予造价工程师签名权，加强其作用
• 使设计工程社区能够进行设计，以成本的最佳实践，并以正确的工具和培训授权
• 在这一领域进行了一些相当大的投资，并扩大了来自领导团队的一致消息

由于挑战，商业航空不仅持续了持续的，但在过去的100年里蓬勃发展。设计为成本只是可以用综合，优先方法征服的另一个障碍。