数字化环境下飞机研制与批产阶段问题探讨

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1、数字化环境下飞机研制与批产王建华(中国商飞上海飞机制造有限公司，上海200436)【摘要】任何新款的飞机研发，从第一个零件开始生产到飞机进入批量生产，都不可避免地会经过研制阶段和批生产两个阶段。数字化环境下，飞机生产出现了一些新的特点和情况，针对发生的变化，对飞机研制和批生产的共同规律进行一些新的探索，对数字化飞机产品在研制批所发生的问题和批产阶段所发生的问题进行分析和探讨，从工程设计问题、工艺制造问题、质量控制问题以及适航或军品合格证等方面指出在飞机制造的不同阶段问题关注的重点和解决问题的侧重点存在差异。特别是飞机在数字量传递的新环境中，对IPT的组建和工作机制的形成、成熟度的定义、综合

2、协调数据集、模拟仿真、验证数据集、数字平台下的构型更改等大量新技术、新概念对两个阶段的影响给出了评价。关键词：数字化；飞机研制；批量生产；飞机设计；飞机制造；质量管理Dol：10．16080／j．issnl671-833x．2016．07．060曾任中航工业西安飞机工业(集团)有限责任公司副总工艺师兼工艺装备总工程师、上海航空特种车辆有限责任公司总工程师兼总工艺师．上海飞机制造有限公司工装部部长．现任上海飞机制造有限公司支线型号总工艺师．主要研究方向为飞机设计与制造的最优化结合技术。60航空制造技术·2016年第7期飞机制造已有100年的历史，纵观国内外的飞机制造史，飞机先进行研制后进人批

3、生产似乎是不可违反的客观规律。进入批产，皆大欢喜，但在研制期，亲历者非常辛苦，一代一代飞机制造者都在积极努力寻找更有效、更顺利的飞机研制技术，各个飞机制造商都有自己的习惯做法，但共性的东西总是存在的。本文对飞机研制和批产的共同规律进行了一些探索，就数字化环境下飞机产品在研制批和批产阶段所发生的问题进行分析和探讨，指出在飞机制造的不同阶段问题关注的重点和解决问题的差异性。传统飞机研制阶段的制造问题特点分析在传统的飞机研制阶段，飞机产品制造的实际开工节点往往是在飞机设计还处于详细设计初期，也就是工程设计刚进行约1／4时，这时又叫风险投入。随后在整个漫长的研制期，飞机制造是在工程设计结构和系统边

4、设计、边改进，工艺流程边验证边执行的过程中进行的。这段时间飞机制造有以下几个特点⋯。(1)工程更改频繁。飞机设计分结构设计、系统设计、强度设计、综合设计，在以上设计部分中又细分许多门类，飞机结构和系统均不是货架产品，而是针对型号飞机特殊设计的。飞机研制并不是等到工程设计完全成熟后才开始制造，它是一个循序渐进的系统工程。因此，在研制批开始制造的飞机零部件不是最终状态，比如结构上在安装系统件时发现有干涉，静力试验时发现局部结构件要加强，飞机整体或局部要减重等，也就是说，其构型随时在频繁变化，变化是必然而非偶然程中。的。(2)工艺变化多端。该阶段主要是解决飞机制造工艺的正确性、经济性，提供制造所

5、需的工艺技术基础，通过技术鉴定保证产品最终符合型号设计要求。飞机制造工艺种类有限，但是不同飞机采用的工艺排列组合方法无限，一定的飞机产品其结构不同、材料不同，会导致采用的工艺顺序有很大差异，又因为飞机研制中构型更改频繁，工艺的验证和试验不断发生，现代飞机研制使得制造工艺不断更新和变化，这时的变化是合理的，适航或军代表不会阻止和干涉。如果研制批结束时发现飞机某个部件由于制造工艺不合理，要改变制造方法，进而重新设计一系列工装，则必须重新走研制流程，这个行为影响很大，必须得到军方或适航当局的批准。而此时研制批的费用已用完，就必须要另想办法。因此，在研制批彻底解决制造问题、完善工艺、固化流程显得十

6、分重要。(3)工装有待验证。工艺装备是飞机生产的基础，研制飞机从某种意义上讲就是研制工装，具备合适的、匹配的、合理的、符合工艺要求的、协调的工艺装备才能保证飞机的零部件生产满足工程设计要求。因此，工艺装备对飞机研制至关重要，而工艺装备在普遍是针对特定飞机型号设计的情况下，在生产飞机产品中的适用性验证必不可少【2】。(4)操作者对工作对象尚不熟悉。飞机型号不同，其制造工艺方法有很大差别，在研制期，操作者面对的工作对象往往与以往的有所不同，操作者要熟悉制造指令、工艺规范、新工具、新设备等，在这种情况下生产出的产品缺少稳定性和协调性。(5)型号项目管理还在摸索过随着飞机的研制推进，型号项目管理是

7、目前摆在飞机制造商面前的一个新课题，不管是波音777、787还是空客A380、A350，或者是国内飞机，没有一个型号采用完全相同的管理模式来进行项目管理，各个飞机制造商都在积极地探索和不断改变管理格局，以适应新型号发展的要求。不同的管理方法会给飞机研制带来新的变化，这种管理方法会在型号研制过程中不断得到完善和适应，为未来的批产铺平道路。(6)协调关系达不到理想状态。从工程设计到工艺设计，从工装设计到制造，从生产线的建立到