深耕低空数字化赛道 | 基于3DE的eVTOL行业产品研发管理方案

当前国内低空经济已上升为国家级战略产业，多项专项政策持续释放红利，明确支持eVTOL试点运营、技术创新与商业化落地。产业发展呈现三大核心趋势：一是技术迭代加速，复合翼、倾转旋翼等多构型机型快速迭代，载人级eVTOL逐步走向成熟；二是商业化落地提速，低空文旅走廊、城市低空通勤等实景场景持续落地；三是合规标准日趋严格，航空级适航认证体系不断完善，TC型号合格证、PC生产许可证等全流程合规审查，成为eVTOL商业化的硬性门槛。

快速发展的产业态势下，传统碎片化、工具化的研发管理模式已完全无法匹配行业需求，痛点集中凸显：其一，eVTOL研发融合气动、结构、电气、管路、能源动力等多学科领域，跨专业、跨部门协同壁垒突出，串行研发模式周期长、变更成本高；其二，机型多构型、多批次迭代频繁，缺乏系统化构型管理与基线管控能力；其三，适航认证全流程追溯难度大，认证周期冗长；其四，研发与制造、运维数据脱节；其五，基础资源库体系缺失，电气元器件、标准件等资源无法标准化复用，研发效率低下。

基于行业趋势与业务痛点，eVTOL企业数字化转型核心诉求聚焦五大方向：构建需求驱动的正向研发体系、实现多专业一体化协同设计、搭建全生命周期构型与基线管控能力、打造适航全流程可追溯合规体系、建立设计制造一体化的数据闭环，最终实现研发提质、合规提速、成本降本、量产增效的核心目标。

钛闻软件结合某项目载人eVTOL型号研制的真实业务场景，基于3DEXPERIENCE平台搭建了“一平台、双闭环、全维度覆盖”的落地架构，以统一数字化平台为载体，构建“需求-设计-验证-基线”研发闭环、“变更-发布-迁移-集成”运维闭环，全面覆盖eVTOL型号研制的需求工程、构型管理、三维设计、电气管路研发、变更管控、ERP集成、数据迁移等核心业务，贴合航空产品全生命周期研制标准。

平台整体架构分为四层：基础资源层、核心业务层、协同集成层、合规管控层。基础资源层搭建标准化分类库体系，涵盖电气元器件、管路附件、标准件、原材料、需求库等，实现研发资源标准化复用；核心业务层覆盖需求管理、构型基线管理、三维结构设计、电气管路一体化设计、数字样机审核等核心研发场景；协同集成层打通多专业协同、ERP系统数据互通、历史数据迁移，实现全链路数据同源；合规管控层依托全流程追溯、基线冻结、变更审计能力，适配航空适航合规要求，全方位支撑eVTOL型号研制与商业化落地。

（以下截图均为示意图，不涉及具体业务数据）

针对eVTOL研发资源零散、标准不统一、复用率低的问题，平台搭建全品类、标准化的专业资源库体系，建立规范化的库管理业务流程，实现资源统一规划、创建、审核、发布与迭代。落地覆盖七大核心资源库：电气二维/三维元器件库、管路二维/三维附件库、自研成品库、采购成品库、标准件库、原材料库、需求库，同时适配航空设计规范，定义各类资源的分类标准、属性参数、建模规范与入库流程。

在落地流程上，由库管理员完成库结构初始化规划，各专业主管负责对应品类资源的细化搭建，专业工程师完成元器件、附件、标准件等资源的建模、属性配置与入库申请，通过规范化审批流程完成资源发布。所有入库资源统一纳入平台管理，支持全机型复用、版本管控与动态更新，彻底解决传统模式下元器件型号混乱、设计标准不统一、重复建模的问题，大幅缩短eVTOL前期设计筹备周期，保障多机型研发的标准化一致性，如图1。

图1 标准化基础资源库

对标航空产品正向研制逻辑，平台搭建全流程需求管理体系，实现eVTOL产品从市场需求、法规需求、客户需求到设计需求、验证需求的逐级拆解、全程追溯与闭环管控，彻底解决传统需求模糊、落地偏差、无法追溯的痛点。

方案落地覆盖需求全生命周期管理：一是需求结构初始化，按照可行性论证、概念设计、初步设计、详细设计、集成验证、批量生产全研制阶段，搭建飞机级、系统级、分系统级、模块级的多层级需求结构树；二是需求结构化编辑与复用，支持Office需求文档批量导入、在线编辑、属性扩展，已入库合规需求可快速克隆复用，适配多机型迭代研发；三是需求分派与分解，产品经理可按需分派设计任务，设计师逐级细化拆解上层需求，建立层级关联关系；四是需求冻结与发布，通过成熟度状态管控，实现需求从“工作中”到“冻结”“发布”的状态流转，配合审批流程保障需求权威性；五是需求追溯与验证，搭建双向追溯链路，每条需求可关联对应设计模型、仿真工况、测试用例，验证结果实时关联需求，实现“需求可落地、落地可验证、验证可闭环”；六是需求基线管控，针对各研制阶段创建专属需求基线，冻结阶段需求状态，保障型号研制的阶段性合规性与稳定性。

该方案落地后，可精准落实eVTOL适航法规、行业规范的各项要求，量化拆解客户低空出行、文旅运营等场景需求，从源头规避设计偏差，同时为适航认证提供完整的需求追溯举证材料，如图2。

图2 需求管理流程

针对eVTOL多构型、多批次、多架次迭代研发的核心特点，平台搭建航空级构型管理与基线管控体系，实现产品全生命周期技术状态可控、可查、可追溯，解决机型配置混乱、版本失控、有效性不清的行业难题。

核心落地内容包含四大模块：其一，机型架构初始化，完成eVTOL机型工作空间、产品PBS结构、系统视图的搭建，定义机型选项特征、配置规则与架次信息；其二，构型有效性管理，精准定义零部件、子系统的研制批次、架次有效性，实现不同试飞批、量产批机型的差异化配置管控；其三，全阶段基线管控，覆盖需求基线、设计基线、构型基线，在概念设计、初步设计、详细设计等关键节点冻结技术状态，锁定阶段研发成果；其四，构型迭代管控，支持多构型方案同步设计、虚拟验证，快速完成机型方案迭代，同时记录所有构型变更记录，保障全流程可审计。

通过该方案，可有效支撑eVTOL试飞迭代、机型升级、场景适配性优化等研发需求，保障多版本机型技术状态清晰、数据统一，为后续量产定型、批量交付奠定基础，如图3。

图3 构型与基线管理

电气、管路系统是eVTOL飞行器的核心组成部分，其设计精度、协同效率直接决定产品安全性与可靠性。平台搭建从二维原理设计、三维物理布局到线束展平制造的全流程电气管路一体化解决方案，实现逻辑设计与物理设计贯通、设计与制造数据无缝衔接。

在逻辑设计阶段，完成电气逻辑产品树初始化，依托标准化制图规范，开展原理图、接线图设计，实现设备布置、信号连接、线束成束的规范化设计，内置连通性检查功能，提前排查线路设计缺陷，设计完成后通过冻结、审批、PDF归档实现成果固化。在物理设计阶段，完成电气物理产品树搭建，同步逻辑设备与物理设备数据，实现整机设备占位、线束主通道规划、导线敷设、线束三维布局设计，依托专属敷设规则，实现同类型线缆自动成束、路径优化，规避线路干涉问题。在制造落地阶段，支持三维线束展平设计，自动生成标准化展平制造图、接线表、EBOM清单，适配生产制造需求，同时支持电子签名、版本管控，保障制造图纸的合规性与准确性。

整套方案打通了eVTOL电气、管路专业从研发到制造的全流程数据链路，实现二维原理图与三维模型联动、设计数据与制造数据同源，大幅降低设计失误率，提升线束、管路系统的研发精度与落地效率，如图4。

图4 电气管路一体化设计

eVTOL研发迭代频繁、设计变更多，传统变更模式存在流程不规范、影响范围不可控、数据不同步等问题。平台搭建CR变更请求、CO变更指令、CA变更操作的三级变更管控体系，实现设计变更的标准化、全透明、可追溯管理。

具体落地流程涵盖变更全生命周期：针对已发布的需求、模型、图纸，发起变更请求CR，评审阶段可自动比对版本差异、追溯关联设计数据，评估变更影响范围；评审通过后下达变更指令CO，明确变更内容、责任人与完成时限；通过变更操作CA完成模型升版、图纸更新、数据冻结与发布，同步更新下游所有关联数据，确保结构、电气、管路、工艺等全专业变更同步。同时，所有变更记录、审批流程、版本迭代信息全程留存，形成完整的变更审计台账，适配航空适航合规审查要求，如图5。

图5 变更与发布全流程

为实现研发与生产的高效联动，平台完成与企业ERP系统的深度集成，打通PLM研发数据与ERP生产、供应链数据链路，实现产品BOM数据、物料信息、变更信息双向同步，解决研发与生产数据割裂、物料匹配偏差、信息传递滞后的问题，支撑eVTOL从研发设计到量产生产的无缝衔接。

同时，针对企业历史研发数据，平台落地标准化历史数据迁移方案，完成原有CATIA三维数模、工程图纸、技术文档、需求条目的梳理、规整、入库与版本固化，实现历史数据的规范化管理与复用，保障新旧机型研发数据的连续性，最大化盘活企业现有研发资产，如图6。

图6 系统集成与数据迁移

钛闻软件依托3DEXPERIENCE平台全场景数字化落地方案，结合某项目实践成果，从研发效率、合规能力、质量管控和量产落地四大维度，全方位破解eVTOL行业发展瓶颈，助力企业抢占低空经济发展红利。

一是重构正向研发体系，大幅压缩研发周期。通过需求驱动的正向研制、多专业一体化协同、标准化资源复用，彻底改变传统串行研发模式，实现气动、结构、电气、管路多专业并行设计，减少重复研发与设计返工，有效缩短eVTOL型号迭代与新品研制周期。

二是筑牢适航合规体系，加速商业化落地。依托全流程端到端追溯、基线冻结、变更审计、数据留存能力，构建完整的适航合规举证体系，规范型号研制全流程，降低适航认证风险，缩短TC、PC等资质取证周期，助力eVTOL机型快速实现商业化试点运营与规模化落地。

三是严控产品研制质量，降低试错成本。通过设计仿真校验、连通性检查、构型有效性管控和变更闭环管控，提前排查设计缺陷和工艺隐患，减少物理样机迭代试错次数，大幅降低研发、测试、返工的综合成本，提升eVTOL产品安全性与可靠性。

四是打通研产数据闭环，赋能规模化量产。依托设计制造一体化、ERP系统集成以及历史数据规范化管理，实现研发数据向生产端高效流转，统一设计、工艺和制造数据标准，解决量产适配难题，为eVTOL多机型、多批次规模化量产提供坚实的数字化支撑。

低空经济的快速崛起，推动eVTOL产业从“技术探索”全面迈向“商业落地”，数字化能力已成为企业核心竞争力的关键。达索3DEXPERIENCE平台依托航空级的数字化理念与成熟的项目落地经验，针对eVTOL行业核心痛点，构建了覆盖基础资源、需求研发、构型管控、专业设计、变更合规、系统集成的全流程、可落地、可复制的数字化解决方案。

未来，随着低空政策持续完善、商业化场景不断丰富，3DEXPERIENCE平台将持续深化eVTOL全生命周期数字化能力，拓展仿真驱动设计、虚拟试飞、智能运维等进阶场景，持续助力国内eVTOL企业实现技术创新、合规落地与规模化量产，加速推动低空交通产业数字化、智能化、规范化高质量发展。