Horizon Shift:长期坚持下去
致谢
我们要感谢以下人士分享他们的时间和见解，这对本报告的编写是宝贵的:Marc Fette;复合材料技术中心/CTC GmbH(空客公司)首席运营官克里斯蒂娜·加西亚-达菲博士;航空航天技术研究所技术主管汉斯·Hecher;希贝尔集团首席执行官Kolja auf der Heide博士;OHB集团供应链管理总监法比奥·鲁索;泰克南公司研发部主管
介绍
航空航天因冠状病毒大流行而天翻地覆，但它面临着不要放弃减排努力的压力。
随着行业追求更轻的材料、更清洁的燃料和其他创新，它将需要政府的支持，减少官僚主义，并通过不断发展的技术(如3D打印、CNC加工和快速按需注塑)在制造过程中提供更大的灵活性。
新冠肺炎扰乱了航空航天业数十年的增长，整个供应链现在面临结构性变化和行业整合。但该行业已经面临挑战:政策变化和消费者压力正在推动其减少碳排放。
现在越来越清楚的是，该行业将继续朝着这个方向发展。还有很多事情要做。如果航空业是一个国家，它将是第六大二氧化碳排放国，2018年，国内和国际航班排放的二氧化碳约占全球能源相关二氧化碳排放量的2.4%
欧洲各国政府已经将他们的救助计划与减排计划联系在一起，目的是保护就业机会，使航空航天业在未来保持竞争力
尽管大型跨国公司仍在努力缓解疫情，但它们正在确认它们对脱碳的持续承诺。我们的调查显示，尽管新冠肺炎带来了困难，但欧洲各地的高管都在寻求有目的的重建，从政策发展和公众舆论中获取线索。
英国航空航天技术研究所技术主管克里斯蒂娜·加西亚-达菲博士表示，英国到2050年实现净零排放的目标将继续推动该行业的变革。她表示:“一个(变化将是)我们投资新飞机技术的速度和方式、飞机的飞行方式，以及它们的维护和处置方式。”“但在该行业的工业过程和制造活动中，也将投入大量努力实现净零碳排放。”
恢复，改造，减少
在Horizon shift的第1章中，我们探讨了航空航天业对技术创新的信心，作为在中断时期恢复力和竞争优势的催化剂。在这里，在第2章中，我们调查了是否有机会在大流行后改造行业并减少排放。我们发现，正是创新、生产过程中的运营效率和政府的支持，将使该行业保持从危机中复苏的势头，并为长期发展做好准备。
今年6月，我们又对欧洲航空航天业的80名高管进行了调查。这使我们能够看到自我们在2020年2月和3月Covid-19大流行开始时对325名受访者进行的早期调查以来发生了什么变化。
准备好迎接绿色复苏了吗?
在本章中，我们将探讨航空业对减排的看法，支持航空航天业绿色复苏的创新类型，以及对供应链的影响。
我们提出了四个重要的问题:
- 行业是否面临优先减排的压力?
- 2.哪些技术将减轻负担?
- 该行业是如何重新思考其供应链的?
- 哪些操作改进支持上市速度?
随着低迷的航空航天业开始重拾乐观情绪，我们的研究表明，现在是为更有弹性的未来奠定基础的时候了。随着欧洲的天空重新开放客运航班，私人建造和运营的航天器将美国宇航局的宇航员送入轨道，我们需要问一下未来会是什么样子，并找出实现这一目标的方法。
航空航天业是否面临优先减排的压力?
在航空业活动突然停止之际，提出可持续发展的理由可能很困难。当无数人失业，乘客需求放缓和飞机订单取消给整个生产链带来压力时。
但其他行业，如发电和汽车，在脱碳方面正在大步前进。
因此，公众对航空业施加了压力。
在竞争中脱颖而出
随着媒体报道和消费者对气候变化的意识不断增强，航空业面临的压力将会增加。业界认识到了这一点。在6月份的调查中，77%的受访者表示，他们预计环境信誉将成为一个关键的差异化因素。相比之下，在大流行真正发生之前的2月/ 3月，这一比例为68%(见图1)。
当客运和货运航班的需求再次回升时，那些能够继续投资于减排的公司可能会发现自己是乘客和企业的首选航空公司。麦肯锡2019年的一项研究发现，46%的消费者愿意为碳中和航班额外支付20美元或更多在18 - 24岁的年轻人中，这一比例上升至55%，他们是下一代旅行者。
我们需要通过提高我们的环保信誉来区分我们的业务
与公众意见一致的是，欧洲各国政府已将部分纾困资金以脱碳努力为条件。例如，在奥地利，环境部长Leonore Gewessler表示，考虑到航空业对气候变化的巨大影响以及纳税人对救助计划的贡献，利用这种情况来支持脱碳是有意义的
法国的150亿欧元救助计划中，有15亿欧元将用于环保航空技术、6和英国
英国首相鲍里斯·约翰逊(Boris Johnson)也紧随其后，承诺政府支持一架净零排放的长途客机，这是后疫情“新政”的一部分，旨在支持英国到2050年实现净零排放的目标。
我们2020年6月的调查显示，对于行业而言，这些举措既不出人意料，也不受欢迎:65%的受访者表示，尽管2019冠状病毒病(Covid-19)，投资于提高能效和减排的创新应成为优先事项。同样比例的受访者预计，航空业将利用2019冠状病毒病后的恢复阶段过渡到更可持续的燃料和节能飞机(见图2)。
所有这些都表明，该行业需要更多地利用不断发展的快速成型和生产技术，如3D打印，无论是使用直接金属激光烧结(DMLS)的金属，还是使用选择性激光烧结、立体光刻和其他工艺的塑料，来开发和测试零部件。
2019冠状病毒病之后，可持续性将成为航空航天公司更重要的考虑因素
哪些技术将减轻负担?
通过植树或投资可再生能源来抵消碳排放，是抵消排放影响的最有效方式。
但是，在结构、复合材料和合金方面的创新，以及3D打印等技术，为以前不可能实现轻量化的领域开辟了新的零部件设计，预计将吸引智能投资，并为下一代飞机的减排工作奠定基础。
例如，法国的救助计划支持结构创新和推进效率，并包括到2035.7年首次推出碳中和飞机的计划
在6月份的调查中，72%的受访者表示，新材料代表了航空航天企业减少整体环境影响的最大机会，高于2月/ 3月的68%(见图3)。
更轻的飞机燃烧更少的燃料，但它必须具有能够承受高应力和极端热暴露的材料。例如，钛和铝在重量更轻的情况下提供耐用性，从而减少了燃料的使用。
金属3D打印，如直接金属激光烧结(DMLS)，允许快速原型和测试这些材料和越来越多的其他金属和合金的不同功能。它还可以生产新的轻量化设计，这在以前使用其他生产工艺是不可能的。
新材料代表了该行业企业减少整体环境影响的最大机会
减肥计划
除了机身和机翼等航空结构外，航空业的创新动力还瞄准了推进系统。
“在推进方面，我们需要继续为大型商用飞机开发下一代超高涵道比发动机，”航空航天技术研究所的加西亚-达菲说。
她说:“在更节能的飞机技术上投入了大量资金——通过飞机轻量化、改善空气动力学效率和改进推进系统效率，可以提高能源效率。”“而且在飞机减重技术上有很多投资，主要是在结构和推进系统上。”Garcia-Duffy补充说，可以通过改进复合材料的使用和增材制造等新工艺来减轻重量。
在这种情况下，3D打印为快速原型测试提供了机会，然后以更快的速度和更少的浪费处理材料，并将多个组件压缩成单个部件。国防承包商洛克希德·马丁(Lockheed Martin)就是进行这类创新投资的企业的一个例子:该公司已经转向金属3D打印，以便用钛制造推进剂储罐
然而，奥地利无人机制造商Schiebel集团的首席执行官Hannes Hecher表示，增材制造不再仅仅局限于原型制作，它越来越多地用于生产。他说:“优点是增加了设计自由度，同时减轻了重量。”“我们在飞机上节省的每一克未来都将使我们进一步提高续航力或有效载荷能力。我们认为这项技术主要用于生产，而不是原型制作。”
航空航天业是如何重新思考其供应链的?
航空航天业正面临着重大的经济和环境转型，这将影响整个供应链。
未来两年，什么会对供应链产生负面影响?
环境合规性已经成为飞机制造商的重要议程，71%的受访者预计法规合规性障碍，包括二氧化碳目标，将对其供应链产生越来越大的影响(见图4)。
在我们的两项调查中，大约40%的受访者表示，减少二氧化碳排放是创新供应链的首要原因(见图5a)。更仔细地观察调查日期，这种担忧在3月份大流行高峰期略有减少，但在6月份反弹(见图5b)。
循环供应链
今年4月，空中客车公司再次确认了其致力于脱碳和引领更可持续的全球航空航天工业发展的承诺这一承诺也必须通过其供应链进行过滤。
位于德国斯塔德的复合材料技术中心(CTC)是一家展示了在业务的各个方面解决废物和排放问题的公司。CTC首席运营官马克•费特表示:“我认为，最重要的挑战是管理航空领域创新或提高生态效率的复杂性。”“这创造了很多机会，特别是对于创新和技术来说，这些是目前影响我们所有业务的最重要的因素，也影响着空客等原始设备制造商的业务。
他补充说:“在商用航空方面，我们寻求与生物燃料、电气化和氢相关的清洁技术。”“我们还将‘绿色’理念应用于整个生命周期——从原材料到报废，包括所需的生产和基础设施。”
CTC Stade的另一个目标是设计和制造可回收的轻型飞机部件。费特说:“我们考虑我们可以做些什么来减少我们的生产浪费——特别是碳纤维——在使用寿命结束时的再利用和回收。”“为此，我们有几种方法，现在是扩大应用规模的好时机。”
航空航天技术研究所的加西亚-达菲(Garcia-Duffy)支持这种方法，他说，自危机爆发以来，可回收材料变得越来越重要。她说:“我们在二氧化碳排放、一氧化二氮排放、噪音污染和可回收性方面都有欧洲目标。”
“很多飞机都停飞了，它们要么需要重新利用，要么需要回收。飞机回收现在突然变得更重要了，因为(滞留的)飞机数量以及由此产生的高价值材料和部件。”
是什么促使企业重新思考或创新其供应链?
是什么促使企业重新思考或创新其供应链?(按调查日期选择)
哪些操作改进支持上市速度?
在接下来的两年里，我们在6月份调查的公司预计将从使用先进的制造技术(如3D打印、注塑和CNC加工)转向使用它们来创建更灵活的产品范围，以更快的速度交付零件和/或飞机，并提高他们的创新能力(见图6)。
由于covid -19引发的危机，供应链的加速整合可能迫使原始设备制造商和制造商将供应商引入内部，或寻求新的方法从经批准的供应商那里获得零部件。今年7月，BAE系统公司宣布，由于“创新的制造工艺”，预计将为其暴风战斗机的制造引入新的供应商BAE表示，已通过增材制造将某些部件的生产时间从两年缩短至两个月。
增材制造实现
正如我们所看到的，一种补充传统工艺的先进制造技术是3D打印。它还可以带来额外的好处，即分散按需生产难以采购的部件，并且还可以通过减少供应链中的运输来减少排放。在过去的几年里，这项技术已经得到了发展，允许使用选择性激光烧结和立体光刻等一系列工艺来开发塑料部件，以及使用直接金属激光烧结(DMLS)的不同金属部件的数量也在不断增加。
在大流行之前，这已经被视为压缩供应链生产时间的有效方法，但现在Covid-19增加了制造商为中断做好准备的必要性。
根据Marc Fette的说法，CTC正在探索复合材料增材制造的创新，这是该公司技术创新的基础之一。他表示:“我们在数字化和工业物联网(IoT)方面有了新的思路。”“为此，增材制造非常好，因为我们可以数字化地建立流程链。我们希望利用它来创造新的商业模式，并将这些知识转化为其他技术，用于更大的轻型部件，如承重碳纤维增强飞机结构。”
3D打印也是卫星市场的一项重要创新。“我们正在努力了解增材制造如何以更快的速度为我们服务
灵活的产品范围和更快的交货时间正变得越来越容易实现
德国卫星技术公司OHB集团供应链管理主任Kolja auf der Heide博士说。“因为卫星上的许多东西都是专门设计的，因此你需要专门制造的部件，尽可能经济高效、快速。”
这种对速度的渴望反映在我们6月份的调查中。受访者预计，在未来两年内，缺乏灵活性和长时间的延迟(69%)以及冗长的认证过程(60%)将对其供应链的效率和可靠性产生重大且日益严重的影响(见第10页图4)。
政府支持是答案吗?
航空航天领域的一些公司正在寻求政府的支持，因为它们试图开拓新市场，加快新产品的认证速度，从而支撑它们的收入来源。
意大利飞机制造商Tecnam的研发主管Fabio Russo说:“政府有责任促进高水平的颠覆性技术，并作为行业合作伙伴——尤其是在我们现在面临的这种情况下。”该公司最近推出了一款由欧盟资助的混合动力推进飞机H3PS Tecnam
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在6月份的调查中，超过三成的受访者表示，为了鼓励增长，他们会欢迎:全行业的举措，例如增加政府对基础设施的投资(39%);改善国际监管和合作(36%);持续投资
STEM技能和航空工程教育课程(35%);支持性财政政策(33%)(见图7)。
“最重要的是，通过进一步增加公司的参与，在每个阶段都有一个顺利的飞机认证过程，”罗索说。这使公司能够更好地安排和计划他们的工作、目标和资源。世界杯2022官网投注
他表示:“作为一家私营公司，我们需要尽可能地限制新产品从第一个概念到可以在市场上销售的时间范围。”“颠覆性技术通常不受认证要求的支持，通常需要数年才能带来收入。”
能够提高组织增长潜力的举措
结论:两个危机，一条前进的道路
Covid-19正在阻碍雄心壮志，阻碍下一个登月计划的融资——无论是字面上还是隐喻上。但是，通过减少排放来保护地球气候的目标仍然在航空航天工业的掌握之中。
该行业已经从一个高增长行业变成了一个面临根本性结构性变革的行业。
那么，中国如何度过危机，推进能源转型，保持长期竞争力呢?
用创新和聪明才智。航空航天技术研究所的加西亚-达菲说:“我们需要关注技术组合，并继续推进重大的改变游戏规则的技术。”“但我们也需要确定一些短期优先事项，以帮助我们改变目前的机队。”
她承认供应链受到了短期打击:“政府帮助行业健康发展，将是维持产能的关键。”
在新冠疫情后资金紧张的公司现在专注于速战速决和加快上市速度。提前计划的一种方法是创造新的收入来源，在供应链中嵌入创新，并灵活地快速开发新产品。
从长远来看，随着组织在疫情后对其业务进行改革，我们的调查显示，他们将寻求招聘人才，实施新技术，使用新材料并扩大其制造能力。3D打印、CNC加工和注塑等新技术将被广泛采用，用于快速成型、测试和生产。
企业可能会从这场危机中看到一些意想不到的积极结果:制造供应链和流程升级带来的灵活性，以及用更环保的飞机迎合消费者和社会压力的能力。
与其他行业一样，政府的支持对于使航空航天能够提前规划至关重要。公共和私人投资现在面向创造和确保就业机会(其中许多与绿色就业的再培训和研究与发展有关)和发展有竞争力的工业。这将为欧洲航空航天工业更具弹性的未来奠定基础，并为长期发展做好准备。
气候变化和新冠肺炎疫情封锁这两场危机正在改变航空航天业的面貌。新型飞机、商业模式和供应链将会出现。生存不在于快速过渡，而在于建立长期的弹性——其中一部分是生产下一代飞机:更轻、更省油、污染更少、空气动力学更好。
