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【行业前瞻】AAM产业化面对供应链挑战的创新思路

随着越来越多的初创公司进入该领域,利用新兴技术推出新的先进空中交通(AAM)型号的机会正在加速成为可能。然而,对于以技术为主导的制造商来说,仍然存在关键挑战,例如,是否有足够的供应链能力来支持它们的工业化?Vendigital的董事保罗·亚当斯(Paul Adams)报告。

许多组织要么无法提前考虑供应端的产能增长要求,要么假设一旦他们的技术开发完成,就有足够的时间来解决这些需求。在最近的一项客户研究中,Vendigital研究了一家先进的绿色航空航天技术的原厂商(OEM)正在考虑的工业化选项,该技术希望在2030年投入使用。该OEM的实施计划在很大程度上依赖于一个现有的中小企业供应链,研究发现,在接下来的五年内,让该组织达到满负荷生产状态将使营业额增加十倍,工作人员也需要增加五倍。从财务和运营的角度来看,这显然是一个不切实际的情形。在这项研究中,正如在许多情况下一样,与各种供应商的早期互动可以通过增加供应商选项的数量并开辟新的技术或资金渠道来缓解这个问题。除了管理供应端风险之外,这种方法还可以帮助达到关键的里程碑,这有助于建立信心并推动融资。

电动垂直起降(eVTOL)飞行器市场正在迅速增长,预计到2030年将达到308亿美元,从2023年的113亿美元增长而来。市场分析师表示,与其他行业相比,eVTOL市场的快速增长趋势受Covid-19全球疫情影响较小。该行业取得进展的一个明显迹象是运营商准备推出新的服务的充分程度。例如,Zipline今年早些时候在美国推出了一种新的短途送货系统,能够在单个停靠点的10英里服务半径内以仅十分钟的时间内完成送货,最大搭载重量为8磅。拥有Part 135认证的这种解决方案是全球各地eVTOL组织正在开发的众多解决方案之一,它们可能会改变我们的日常生活。

在英国,英国航空航天、国防、安全和空间组织的贸易协会ADS呼吁政府采取更果断的方式来制定英国的政策和法规,以避免在技术领先的AAM和eVTOL公司方面失去竞争地位。有进展性的是,Vertical Aerospace成为第一家获得英国民航局(CAA)对其VX4 eVTOL获得设计组织批准(DMO)的eVTOL制造商。下一步将是获得型号许可证至少这表明在英国存在用于设计和制造电动飞机的法规框架。

驱动eVTOL、AAM和其他技术主导产品开发的市场因素之一是寻找绿色替代方案。根据国际能源署(IEA)的数据,2021年,航空业负责全球能源相关二氧化碳排放的2%以上,而许多国家政府制定了净零排放的目标,因此减碳的压力正在增加。最终,电动、混合动力和氢动力飞机的设计和开发将为更灵活和更具地方响应能力的更环保的运营模式铺平道路。

Supply chain as a differentiator
供应链作为差异化因素
那些打算开展新飞机项目的小规模、技术驱动型制造商通常需要进行大量的前期投资,这可能会给他们带来巨大的财务压力,以满足早期交付目标。为了成功实现产业化,他们需要随时准备好迅速扩大产能,一旦获得必要的监管批准和认证。任何延误都可能危及他们的商业计划并削弱利益相关者的信心。

在任何行业中,快速实现创新产品的产业化都可能具有挑战性。普惠公司的GTF发动机的挑战已经广为人知,即使是最大的行业参与者也发现这个过程具有挑战性。事实上,通常是传统而非新颖的技术会引发最多问题。例如,迄今为止,GTF发动机的齿轮箱表现良好,发动机的其他部分,包括燃烧室,因当前存在的问题被客户指责。,体量小的型企业可能难以应对诸如此类的产业化挑战,这会影响他们获得关键系统供应和解决技术问题的能力,因为他们缺乏采购和供应端的议价能力。因此,有效的供应链战略对于支持产业化路径至关重要。

在这个领域,技术驱动型制造商应考虑各种战略选择。例如,一家电动垂直起降飞行器(eVTOL)制造商可能把眼光投向无人机市场的快速发展领域(例如最后一英里送货),可能愿意向一家关键供应商授予其项目的一部分,作为支持产业化过程的交换条件。从合同上来看,这通常被称为“风险和收益共享”模型,因为除了有激励之外,供应商必须愿意承担一些与支持新兴市场中的相对新生产商相关的风险。

在产业化之前,技术驱动型制造商在需求和订单履行方面几乎没有什么可以展示的经验,因此他们必须依靠原型和模拟演示来吸引供应商和投资者的注意。德国电动飞机制造商Lilium今年早些时候在日内瓦展示了其Premier Edition飞机的全尺寸模型,而Vertical Aerospace通过在Canary Wharf展示其Seraph eVTOL示范机引起了伦敦商业界的关注。

由于投资者相对了解有限,供应链能力将成为一个关键的差异化因素。因此,该领域的初创企业和其他小规模制造商应该寻找在价值链上利用技术和能力的方式,同时寻找合作伙伴,支持他们在长期发展中的道路。其他一些企业可能会被规模更大的组织吸收,正如波音最近收购eVTOL初创公司Wisk所证明的那样。提前规划这些情景可以让他们的商业模式具有竞争优势。

Meeting commodity challenges
大宗商品的挑战
对于电垂直起降飞行器和其他以技术为导向的飞机制造商来说,特定的大宗商品可能会带来一些巨大的挑战,例如,在取证后,如何获取足够的电池以扩大生产规模。电池单元和电池组已经在全球范围内供不应求,这是由于电动车市场的迅猛增长,该市场需要具有特定“外形因素”的电池。目前电垂直起降飞行器市场需求较少,因此要满足制造商的需求,需要采取跨行业的方法来寻找足够的电池资源。

在英国,独立运营的能源系统加速器和电池产业化中心正在帮助从事电池技术开发的创新中小企业解决系统性障碍,并降低其业务计划的风险。Faraday Battery是其中一家公司,他们正在获得量身定制的支持,以开发未来用于汽车、火车、公共汽车和飞机的电池单元和电池组。能够独立使用电池单元而不仅仅是电池组,意味着它们可能适用于更广泛的应用领域。英国在电池研发方面是世界领先的,但在全面产业化方面则不太出名,这可以从最近英国电池公司Britishvolt面临的一些重大挑战中看出。

因此,一些航空航天组织正在采取自己的措施。与此同时,Vertical Aerospace在布里斯托尔开设了Vertical Energy Centre,员工正在开发专有的电池技术,以实现适用于电垂直起降飞行器的更高功率重量比。这两项举措都有望通过提供本土供应源来加强英国在电垂直起降飞行器行业的市场地位。

该领域的其他重要商品包括复合材料结构件。在复合材料制造方面,英国的供应链具有良好的能力,特别是在为大型民用飞机项目供应方面。然而,目前随着AAM和电垂直起降飞行器的不断涌现,现有的供应链可能难以为电动飞机制造商开发复合材料零部件建立商业案例。除了吸引现有的大型制造商外,较小的原厂商可能还想考虑利用复合材料制造的次级供应商,此类次级供应商所具备的专门技术能力可以支持其产品开发。当然,许多这些企业往往可能面临流动性问题或投资能力有限。因此,有必要与国家复合材料中心等组织联系,探讨开发供应链能力和获取政府资金的途径。

Driving up capability
能力提升
采取全行业协作的方式可以帮助在关键领域开发供应链整合能力。例如,在复合材料制造方面具有能力的供应商,可能需要技能和工具来帮助他们启动新产品线的生产,以满足新兴市场的需求,确保一次成功。

例如,首先供应商可能需要准备评估待运状态并进行风险评估,以确定如果需求未能达到预期,成本会是多少。进度风险分析将精确预测某些事件对最终交付日期的影响,同时发现精简和加速交付计划的机会。生产车间和供应商访谈也可以作为收集情报的有效途径,以指导制定一个生产计划,包括产线生产能力,产品质量,维护和设备等内容。有了准确的信息和正确的工具来指导决策,供应商就有良好的条件快速上线能力,并在此过程中降低风险。

一些为电池等定制零部件提供的小规模供应商,未来可能需要开始为电动飞机制造商和其他技术导向的OEM批量生产组件。理解如何快速实现大规模生产,而不承担过多的财务或运营风险,可能会决定英国OEM的市场机会范围。这些手工工作坊式的企业需要从一开始就采用“可以实现”的大众市场思维,注重模块化和标准化。为发挥其潜力,这些小规模生产商需要大胆思考并寻求建立精益的绿色未来工厂。

Supernal是现代汽车的一个部门,他们通过现代汽车集团在汽车设计和高速制造方面的经验,进行先进空中出行领域的开发。
Leaner, localised and sustainable
更精益,更本地化及更可持续
为了使新型电动飞机或其他面向未来航空市场的技术导向解决方案的零部件工业化,供应链需要的不仅仅是增强能力,还需要全新的思维方式。

仅仅将产品工程到完美的程度,而不考虑供应链的问题,这不是一个可持续的商业模式。未来的技术驱动供应链将与当前为大型民用飞机制造商提供服务的供应链有很大不同,它将变得更加精简、本地化和可持续。为了蓬勃发展,供应商们需要找到拥有正确的技术和制造能力以及工程技术的行业伙伴,以支持其工业化进程。他们需要共同建立一种准备大规模生产的运营模式,但是是要以更有效和可持续的方式生产。