航空電子系模擬器專題
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第一章
模擬器概述
第二章
模擬器簡史
第三章
模擬器系統架構
第四章
模擬器產業分析與認證
第五章
結論

   
影片區
參考資料

 

第四章  模擬器產業分析與認證

4.1 模擬器產業分析

4.2  飛行模擬器之等級分類

4.3 模擬器未來展望

 

 

 

4.1 模擬器產業分析   <back>

4.1.1  產業特性 

  • 先期規劃人力投資壓力高

  • 廠商與客戶間有頻繁的工程協調工作

  • 接收測試時灰色地帶及爭議點多,需與客戶間保持良好的溝通管道

  • 高標準的售後服務是模擬器高單價必需納入的成本

  • 全壽期之操作營運常面臨系統軟硬体之性能提升或構型變更等工程修改,需與客戶間需保持長期工程教育與技術諮詢的服務關係

4.1.2  模擬器所需之周邊配合廠商

  • 電路板製造業

  • 機械加工業  

  • 玻璃或碳纖維產業

  • 土木建築工程業

  • 冷凍空調業

  • 重電設施業

  • 印刷業

  • 模具業

  • 起重裝備製造廠

模擬器之設計製造是一項高度系統整合性的高科技產業,需要大量航空、機械、電子、電機、控制、光學、力學、聲學、多媒體、網路、即時軟體設計、品質管制、型態管理、系統整合及整體後勤支援規劃等各類人才,在國外大型模擬器公司其規模不亞於飛機設計製造廠。

模擬產業之核心技術為全系統整合經驗。目前國內在這些分項領域中所培養的高科技人才非常充裕,但是中山科學研究院模擬組卻是目前國內唯一具有軍機模擬器完整設計、製造及系統整合經驗之研發生產單位,因此在台灣模擬產業整體環境仍在起步階段的時刻,仍亟需培養系統整合人才(專案經理及系統工程師等)與歷練整合經驗,以提昇模擬產業之競爭力。

目前世界級【飛行模擬器(Full Flight Simulator)具有美國FAA(Federal Aviation Administration)或歐洲JAA(Joint Aviation Authorities)A至D級認証資格者】的模擬器領導廠商分佈在美國(FlightSafety International-FSI、Raytheon、Lockheed Martin及Reflectone)、法國(Thomson Training & Simulation(TT&S))及加拿大(CAE)等先進國家中。

中階模擬器產品(FTD、UTD、CPT、WST等具有美國FAA之1至7級認証或歐洲JAA之1至2級認証資格者)則遍及全球各已開發國家,其中仍以美(Boeing、ETC、Frasca)、法(Sogitec)、英(BAe MA&A、InterSim、Pennant、Quadrant等)、德(CAE Stolberg、Simtec),荷蘭(NLR),加拿大(Mechtronix Ascent)等為系統開發主力。新興開發中國家則是以中國大陸(北、南仿真中心)、以色列(IAI)、韓國(大宇、三星)、新加坡(新加坡科技航空)、西班牙(ELCO、INDRA),奧地利(AMST、ABC Dados)、及俄羅斯聯邦(TsAGI)、波蘭(ETC-PZL)、羅馬尼亞(SIMULTEC)等幾個東歐傳統工業國家最為賣力投入此一市場。世界各國中科技實力最堅強的日本卻非常反常的沒有代表性產品,實為個中異數。而我國雖是處於起步推廣階段,但是整體工藝水準非常具有開創新局的實力。

 

4.2  飛行模擬器之等級分類與認證標準 <back>

     目前一般的民航飛行訓練用模擬器分為兩大類:

           a.  全功能飛行模擬機Flight Simulators/Full Flight Simulators (FS/FFS)

•                    b.  飛行訓練器Flight Training Devices (FTD)

       

         基於飛行安全的考量,民航飛行訓練用模擬機(器)均需要通過認證,以免因為模擬機的飛行性能與操作與真實的飛機不一致而造成負面的訓練。

        美國FAA針對全功能飛行模擬機(FS/FFS) 的認證標準如下:

           a.  定翼機 : Advisory Circular (AC) 120-40B/C levels A~D

           b.  旋翼機 : Advisory Circular (AC) 120-63 levels A~D

 

        歐洲JAA針對全功能飛行模擬機(FS/FFS) 的認證標準如下:

           a.  定翼機 : JAR-STD Part 1A levels A~D

           b.  旋翼機 : JAR-STD Part 1H levels A~D

 

      美國FAA對飛行訓練器(FTD) 的認證標準規定在 AC 120-45B levels1 ~7,而歐洲JAA對(FTD) 的認證標準規定在 JAR-STD Part 2A levels 1~2。一般來說飛行訓練器(FTD) 無動感平台且無需具備動感功能;而全功能飛行模擬機(FS/FFS)則具備動感平台且A級與B級必需模擬三自由度(3 DOF)的飛行動感功能,C與D級必需模擬六自由度(6 DOF)的飛行動感功能。現將美國FAA對全功能飛行模擬機(FS/FFS) 的認證標準從A級到D級簡要列表如下:

 

       全功能飛行模擬機(FS/FFS) 的等級認證標準簡表

 

 

         全功能飛行模擬機(FS/FFS) 與飛行訓練器(FTD) 各等級功能比較表

 

 

註 : N:  N0 ,   Y: YES ,  G : GENERIC  , P: PARTIAL

 

    有關美國FAA對對全功能飛行模擬機(FS/FFS)與飛行訓練器(FTD) 的認證標準規定,

請參考以下網站 :

 

 

4.3 模擬器未來展望

高階模擬應用架構---三軍訓模器連網演訓

 

  傳統模擬器之設計係針對官兵個人戰技、戰機演練或小規模團隊任務(如戰機編隊飛行)之遂行提供訓練,並無法提供諸如團隊訓練、三軍聯訓之功能。隨著電腦科技與網路應用的進步,以及美軍在葛瑞納達、利比亞、巴拿馬、沙漠風暴等戰爭中深切體認出僅針對個人戰技之訓練,並不能保証在實際聯合作戰任務中仍能發揮其戰力,分散互動式模擬(Distributed Interactive Simulation, DIS)之觀念便應運而生。

 

  分散互動式模擬之主要觀念係透過電腦網路,將不同之模擬器連接在一起,進行聯合作戰演訓,它定義出一套架構可以連結原先為不同目的所建立的系統、不同時期的技術、不同廠商的產品、以及不同的平台,而使它們可以相互運作。這些模擬系統共存於一個相同之時空環境,構築出一個假想戰場。我們可以透過網路將戰機模擬器、戰車模擬器、船艦模擬器等加以結合,模擬出整個戰場之情況,甚至單兵也可以透過個人模擬裝備進入這個模擬戰場進行訓練。

 

    然而DIS有其先天上之限制與缺點,如封包的格式不夠精簡、資料重複性過高、無法解決時間的一致性、使用廣播方式傳送資料等,造成網路頻寬的浪費、資料接收順序倒錯、缺乏彈性等問題。因此美國國防部依據在1995年10月所提出之DoD Modeling and Simulation (M&S) Master Plan (DoD 5000.59-P),由國防模式模擬辦公室 (Defense Modeling and Simulation Office,簡稱DMSO)主導,建構出一個公開通用的分散互動式模擬基礎架構,亦即所謂的高階模擬架構HLA (High Level Architectrue)。

 

HLA是DIS規格的精進版本,使得網路模擬系統的設計與發展更為制式化且更為容易,並於2000年9月成為國際IEEE 1516的標準。HLA之主要目的在於促使所有型式的模式與模擬系統 (Models and Simulations)與C4I系統透過此一基礎架構可以溝通互動,能夠很容易地達成相互運作及重複使用的目標。HLA採用了開放式物件導向的架構,並引入物件導向的軟體發展觀念。不僅可用於軍事上亦可廣泛用於非軍事用途上,例如:分散式多人參與的虛擬實境遊戲,工程系統設計模擬,危機處理模擬訓練,教育訓練等。

 

美軍去年中舉行歷史上規模最大的聯合軍事演習--「千年挑戰2002」,也是規模最大的計算機模擬作戰演習,共有1.35萬名陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰隊官兵參加。實戰演習在加利福尼亞州的聖迭戈灣以及加州和內華達州的美軍基地等9處地方進行,模擬演習則在17處地方的計算機網路和模擬器上進行,使用了50種作戰模擬系統,演習中虛擬攻擊了1.5萬個目標,並調用了 “作戰網路評估系統”對雙方的力量對比作出詳細研究。許多武器裝備還是在研制中或即將服役的,具有很強的超前性和前瞻性。由此可知,未來模擬戰場將不再只是單一平台的訓練,而是透過網路高階架構技術整合三軍模擬系統,就可以在世界上任何地方輕而易舉地進行訓練,既不需要擔心環境對訓練設施的影響,也不必考慮遠距離調動部隊和裝備的成本。實為我國模擬技術發展之目標。

  

模擬器產業在二十年前一直是歐美先進國家(美、加、法等)的知名大廠以垂直整合的生產方式寡佔市場,但是此一產業由於產品量少、價昂、使用壽命長及系統複雜整合風險性高等特性,造成許多知名的公司因專案計畫評估失誤,財務規劃不良等因素,導至解散倒閉(如CTO)或被併購(REDIFUSSION、SINGER-LINKS)的情況發生,此一併購、分裂、再併購的情況直到1997年仍在歐美地區持續發生(例如Raytheon 併購Hughes Training)。

而此時一些具有深厚科技背景的歐美中小型公司(二百人以下),在過去十年內紛紛開發了許多模擬器專業領域中具有利基的分系統產品(例如英國SEOS的平行光顯示系統及目標投影系統,荷蘭FOKKER的力感系統,英國Motionbase的動感平台系統等)而大放異采,這些公司除了提供完整地TURNKEY SOLUTION外,其產品價格亦因量的擴充而日趨合理。因此模擬產業由過去大廠獨家經營的垂直整合(自行發展所有分系統)方式,逐漸演變至今成為大廠總攬系統整合、測試、品管、認証等工作。此一由各專業廠商提供標準化分系統裝備原件的水平整合型態,滿足了模擬器產品線量少樣多的組合變化特性。

最近這五年來由於電腦產業的PC化、標準化及性能上的大躍進,過去佔去系統大部份開發成本的電腦裝備(伺服器或工作站)已經被價廉物美的PC所取代,台灣已在不知不覺中成為各型模擬器產業的世界性供應商而不自知,但是這些經過系統整合後的產品卻是以百倍的高附加價值價格出售。我們在高科技市場的競技場中看來仍然是扮演最低層零件供應商的角色,在政府致力於高附加價值產業的同時,一方面必須輔導中小型企業轉型成為模擬器分系統整合供應商;另一方面必須在教育方面奮發淬礪,迎頭趕上培訓模擬器產業專業與系統整合之人材以作為進入此項新興產業的重要資源。

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