能力篇:从产品到平台的飞跃

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  围绕着要不要研制大型客机,是坚持自主研制还是通过其他方式生产大型客机,中国航空界在历史上曾经存在不同的认识。达成“研制具有自主知识产权的大型客机”这一共识并成功付诸实践,中国航空工业耗费了近半个世纪。
  在经历了诸多坎坷之后,越来越多的航空人意识到,技术能力的增长不能脱离研发活动的物质对象,必须以产品开发作为其发展的“台阶”或“工作平台”。当年“运10”项目下马,对于中国航空工业来说,不仅是结束了一款产品的研发,更遗憾的是让中国失去了一个宝贵的民用客机产品研发平台。
  2006年,在“运10”项目下马20多年后,中国再一次公开宣布要自主研制生产大型飞机。2008年,作为大型客机研制主体的中国商飞公司正式成立。十年间,依托项目发展,中国商飞公司以国家重大专项的形式联合各方面力量,逐步建立起大飞机技术能力赖以产生和提高的开发平台,并以竞争性企业的组织形式,通过不断的产品开发和技术攻关,带动国家民用航空工业的全面提升。
  研制模式的探索
  20世纪90年代,中国航空工业与美国麦道公司合作生产MD90飞机,这一项目给中国民机产业带来的最大变化是,在生产组织体系上,首次采用国际流行的“主制造商-供应商”模式,改变了沿袭多年的一厂一所承制民机项目的模式,为我国自行研制大型客机积累了宝贵的经验。
  如今,“主制造商-供应商”模式依旧是全球大型民用飞机制造商普遍采用的研制模式,但与20多年前不同的是,这种主流的生产模式对主制造商的能力要求越来越高。
  中国商飞公司通过十年的实践和摸索,形成了较为完善的适应中国民机产业发展的“主制造商-供应商”模式,最大限度聚集国内外资源打造中国民机品牌,带动形成“以中国商飞公司为主体,以市场为导向,产学研相结合的民用飞机技术研发体系”,重点加强了飞机设计集成、总装制造、市场营销、客户服务和适航取证等核心能力建设。
  作为全球民用航空业的新进入者,中国商飞最急需掌握的是对大型客机系统的有效设计和集成能力,以及对供应商体系进行有效管理和协调的能力,进而掌握产业链上的各种相关知识、技术,特别是核心知识、技术,逐渐培育一批具有国际竞争力的子系统和设备制造企业。
  在这个思路的指导下,中国商飞公司按照“一个总部、六大中心”的布局,加快打造研发设计、总装制造、服务支援三大平台,快速形成我国民用飞机研发设计、总装制造、客户服务、市场营销、适航取证、供应商管理等基本能力。
  在C919项目中,既有国内外知名企业的身影,也有不少合资企业、民营企业的身影。据统计,国内22个省市、30多所高等院校、200多家大中型企业、数十万产业工人参与了C919大型客机研制。可以说,通过10年努力,以上海为基地,以中国商飞公司为核心,辐射全国、面向全球的民机产业体系与产业布局已经初步形成。
  设计研发能力的突破
  过去十年,依托C919项目,中国商飞公司在民用飞机设计研发能力上取得了诸多突破。在项目的磨砺下,一支年轻的设计人才队伍正在不断发展壮大。
  对于民用飞机研制来说,任何核心技术都是花钱也买不来的,唯有自力更生、自主研发才能在竞争激烈的民用飞机市场占据一席之地。通过C919项目,中国商飞公司研制团队突破了民机控制增稳和包线保护等控制律设计技术;建立了以桌面设计仿真、工程模拟器试验、铁鸟试验和试飞试验为手段的民机控制律设计与验证体系;攻克了民机控制律设计需求和设计方法、飞机建模与仿真、驾驶员在环评估、铁鸟地面验证等一系列关键技术。


  着眼全机集成、规划整机验证,将航电、铁鸟、电源三大试验台进行交联,开展整机大系统集成的“三鸟联合试验”,在试验室模拟真实飞机的全剖面飞行,取得了国内飞机集成试验领域的重大突破。同时,创新性开展全机机上功能综合测试,在地面全面检查整机功能及交联接口,为飞行安全提供有力的保障。
  尤为值得一提的是,在C919项目的带动下,中国商飞公司研发团队在国内首次系统性地提出以高度综合化IMA平台为核心的航空电子系统总体架构,通过技术创新及引进吸收再创新,按照DO-297规范完成了基于IMA系统的各项设计研发并规划了后续各阶段验证工作,突破了高完整性飞机数据网络设计验证、高安全等级飞机驻留应用在IMA平台上的综合设计和安全性分析、IMA系统集成与验证等关键技术,建立了基于IMA系统分布式架构航电系统集成设计的综合能力。
  为实现航电系统的集成验证,对标国际前沿先进技术,中国商飞在国内首次建立了具有自主知识产权的大型客机航空电子系统集成验证平台,组织国内研制力量创新研发了集成验证平台的高性能试验实时网络、系统综合配线配电、高度智能化的试验构型配置和自动化测试功能架构,在民机领域首次提出基于光纤远程互联的试验室间实时分布式试验的概念体系,并组织完成了核心系统开发,在全机系统验证中得到了有效应用,填补了国内民机基于IMA分布式架构航电系统集成验证技术的空白。中国商飞成为全球第三个具有这一能力的主制造商。
  总装制造能力的跨越
  制造业转型升级在C919研制过程中也得到了生动体现,我国民机制造水平正在逐步与国际接轨。依托飞机产品数据全生命周期管理及协同研制、制造管理等数字平台的建设,C919实現了数字化设计、试验、制造和管理,流程高度并行,全球优势企业协同制造,全机上百万个零部件和机载系统通过三维无纸化方式完成生产。
  2014年9月19日,C919大型客机在上海浦东总装制造中心开始总装。部总装车间引入机身及全机对接装配、水平尾翼装配、中央翼装配、中机身装配和总装移动5条先进生产线,采用自动化制孔和钻铆设备、自动测量调姿对接系统、AGV自动运输车、AMS飞机移动系统等设备,有效解决了传统装配过程中存在的制孔效率和装配质量等问题,已成为具有国际先进水平的民机部件、总装自动化装配生产线,可实现飞机的自动化装配、集成化测试、信息化集成和精益化管理。国产民机制造精度也因此大幅提高,数字化设计、数字化制造、数字化装配协调的应用效果得到充分验证。   在民用客机批生产能力建设上,中国商飞公司也进行了积极探索。从2017年6月取得PC证之后,ARJ21飞机在总装车间各个工位像流水线一样总装飞机的场面将成为一种“新常态”。经过生产流程改进、工艺流程优化后,未来中国商飞还将继续提高ARJ21的产能,让更多的飞机投入航线运营。
  客户服务能力的构建
  由于民用飞机产品的特殊性,对于主制造商来说,完善、高效的客户能力建设难度并不亚于飞机制造本身的难度。
  2014年,中国商飞客服公司快速响应中心正式启用。该中心的使命是在飞机全寿命期内快速响应并处理来自客户的各类请求,为恢复或保持飞机安全运行和持续适航状态提供支持和帮助。快速响应中心是向客户提供技术支援的一站式服务窗口,承担着信息交互、技术处理、后台资源调度等任务,向客户提供7×24小时全天候快速响应服务。






  过去几年,在经历ARJ21飞機试飞取证过程中的磨合优化、ARJ21飞机交付运营后的实战检验后,快速响应支援工作程序得到验证,各单位各部门协调配合顺畅,为客户提供了及时可靠的技术支持,在航线运营中发挥了重要支持保障作用。目前,快速响应中心已经日趋完善,做好了为C919飞机提供“门诊诊断”和“急诊救治”的准备。
  对于一家成熟的民机制造企业来说,技术出版物的编写也是主制造商的核心能力之一。通过ARJ21和C919项目的磨砺,中国商飞客服公司培养了一支专业的技术出版物编写团队。
  通俗来说,技术出版物编写就是将制造商复杂的工程设计数据和总装制造构型转化为运营商需要的、易于理解的、符合行业标准和要求的技术资料(说明书)的过程。对于从事技术出版物编写工作的人员来说,不仅要能看懂工程设计结果,也要知道背后的原理,这样才能从海量的工程设计数据中提取出所需数据,才能对多专业的内容概括出所需原理。
  中国商飞客服公司技术出版物团队在C919项目研制过程中,为了保障首飞机组随时可使用最新的、与飞机实际状态保持一致的技术出版物,技术出版物编写团队与设计人员密切协作,深入一线跟产跟试,参与首飞技术交底会,及时了解首飞最新构型信息,为C919的成功首飞作出了重要贡献。


  如今,随着C919项目的不断发展和CR929项目的启动,中国商飞技术出版物团队将目光聚焦国际最新行业标准,未来将在现有技术出版物的基础上,实现飞机操作和维修的三维动画显示,进一步提升技术出版物的使用便利性。
  试验试飞能力的提升
  过去十年,无论是ARJ21还是C919项目对中国民用飞机适航审定和试验试飞能力建设所起到的推动作用,都是有目共睹的。
  多年前,ARJ21进行“影子审查”时,FAA认为中国不具备独立判断ARJ21-700飞机试飞结果的能力。这成为当时FAA制约ARJ21项目进行适航取证的瓶颈问题。
  为此,中国民航局从航线飞行员队伍中挑选出3名具有波音、空客等多机型丰富驾驶经验及深厚理论功底的教员级机长,从审定系统工程人员队伍中选拔了6名专业全覆盖、中青年搭配的试飞工程师。在选拔过程中,这9名试飞团队成员在专业机构经历了按国际标准开展的心理压力测试、低压氧舱测试等多项严格测试。随后,分别被送往空客公司、美国国家试飞员学院(NTPS)接受为期一年的试飞工程师、试飞员培训。如今,他们已经成为中国民航适航审定的中坚力量,涌现出像赵志强这样的“国宝级”试飞员。
  为了大力支持国产飞机研制,民航局先后在上海和北京成立了上海适航审定中心和中国民航适航审定中心。伴随着项目的发展,如今中国民航不仅具备了对ARJ21和C919等大型飞机开展适航审定的能力,甚至在特定领域具备了与国际上适航发达国家和地区同台竞技的能力。而适航能力的提升,也将让我国在国际民航标准规则制定中拥有更多的主导权和话语权。
  作为主制造商,中国商飞公司也将试飞能力建设作为重要的核心能力加快发展。2012年,中国商飞民用飞机试飞中心在上海成立。该中心主要承担中国商飞公司所研制飞机的科研试飞、取证试飞、生产和交付试飞。同时,还承担客户飞行员飞行训练和客户支援飞行。
  成立以来,试飞中心规划了“以空中验证平台为核心,以空地一体化虚拟试飞实验室、试飞测试综合实验室、试飞培训实验室为重点”的试飞试验平台体系。其中,虚拟试飞技术实验室、民机试飞测试技术联合实验室等试验平台的建设为试飞技术研发提供了强有力的支撑。此外,试飞中心与上海交通大学联合成立上海民机试飞工程技术研究中心,倾力打造民机试飞技术开发、技术成果转化和合作交流平台。


  在C919项目中,试飞中心第一次独立完成了首飞大纲的编制、首飞机组与备份机组准备、首飞指挥员准备、飞机测试改装、机务保障准备、场务保障准备等工作。在ARJ21的试验试飞中,试飞中心与中航工业试飞院合作,保障飞机两次“飞出国门”完成试验,试飞队伍的试验组织能力得到了充分体现。
  中国商飞公司十年的发展,不仅形成了较为完整的民机产品谱系,更重要的是打造出一个对标国际先进水平的民用飞机研发平台,聚集了一支涉及研发、制造、试验、试飞、适航、客服的人才队伍。这个平台的建成和不断完善,将有力支撑中国大飞机事业的持续发展。
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