高度發(fā)達(dá)的航空制造技術(shù)，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志。上世紀(jì)中期以來(lái)，隨著以機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)為基礎(chǔ)的先進(jìn)制造業(yè)（Advanced Manufacturing Technology）的空前發(fā)展；新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品競(jìng)相問(wèn)世，航空工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展水平和規(guī)模，近年來(lái)處于整個(gè)制造業(yè)的前沿，起著領(lǐng)航和導(dǎo)向的作用。

一、航空工業(yè)制造技術(shù)的特征

與傳統(tǒng)的制造業(yè)相比，航空工業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)主要有以下幾個(gè)重要特征：

（1）航空制造領(lǐng)域的數(shù)字化和信息化程度較高，包括設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)控制和品質(zhì)控制為中心的數(shù)字制造、信息傳遞、生產(chǎn)流程和客戶需求分析為中心的數(shù)字設(shè)計(jì)；多領(lǐng)域統(tǒng)一建模和多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、虛擬樣機(jī)技術(shù)、數(shù)字化工藝技術(shù)、虛擬裝配和柔性裝配技術(shù)、品質(zhì)保證技術(shù)和資源管理技術(shù)為核心的全程信息化管理。

（2）航空制造行業(yè)對(duì)產(chǎn)品的精度及使用工況要求較高，航空產(chǎn)品一般需滿足其在高溫、高壓、高濕、強(qiáng)沖擊、強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)腐蝕等工況條件下的使用，其形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造難度較大。

（3）航空產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)要求較高，航空產(chǎn)品制造技術(shù)本身就是一個(gè)由現(xiàn)代技術(shù)、加工技術(shù)和企業(yè)管理等所構(gòu)造的高度集成化系統(tǒng)；具有人機(jī)一體化、自組織和超柔性、學(xué)習(xí)能力與自我維護(hù)能力等高度智能化能力。

（4）航空制造業(yè)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程加快。航空產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中面臨著多方壓力，不斷變化的市場(chǎng)需求需要航空制造產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)和管理中運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)虛擬制造技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)虛擬管理技術(shù)進(jìn)行內(nèi)部體制改革，集中力量發(fā)展核心業(yè)務(wù)。

二、先進(jìn)航空制造技術(shù)的應(yīng)用

航空先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)與微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)相融合，集機(jī)械、電子、光學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)、管理學(xué)等新成就于一身的新興制造技術(shù)，產(chǎn)品主要向高性能、高輕型、高可靠性、高舒適型、高安全性以及長(zhǎng)壽命和低成本的方向發(fā)展和革新。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)先進(jìn)航空制造技術(shù)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下3 個(gè)領(lǐng)域：復(fù)合材料加工、電子元器件設(shè)計(jì)與安裝和新型金屬加工成型技術(shù)。

復(fù)合材料領(lǐng)域，如可大幅度降低渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)凈質(zhì)量和燃料消耗的高溫陶瓷基復(fù)合材料，輕型航空結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，具有彈道防護(hù)功能的復(fù)雜幾何形狀的制造加工技術(shù)。

電子元器件設(shè)計(jì)與安裝領(lǐng)域，諸如寬禁帶與碳化硅裝置、鋰電池、MEMS的先進(jìn)封裝與加工技術(shù)。

金屬加工成型領(lǐng)域，諸如材料的加工、鑄造、鍛造以及連接技術(shù)，包括飛行器的輕質(zhì)薄壁件的加工成型與高強(qiáng)度鈦合金、高溫合金等的制造工藝技術(shù)。

現(xiàn)代精密電子元器件設(shè)計(jì)與機(jī)械加工中，對(duì)精度要求極高，如飛機(jī)陀螺儀中的精密軸承，其圓度、圓柱度、表面粗糙度等，均需達(dá)到納米級(jí)別。

要縮短航空產(chǎn)品的研制周期、提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)品質(zhì)、降低產(chǎn)品裝備的全生命周期成本和提高產(chǎn)品研制的經(jīng)濟(jì)可承受性，全過(guò)程信息化與數(shù)字化技術(shù)是一個(gè)有效的解決途徑。

航空產(chǎn)品十分復(fù)雜，存在著機(jī)、電、液、氣、熱、控等多領(lǐng)域耦合，在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)其功能、結(jié)構(gòu)、性能、裝配提供統(tǒng)一的建模機(jī)制；并在模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的特征和需求，用多學(xué)科解耦體系和優(yōu)化技術(shù)，獲得高精度、高性能和高性價(jià)比的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型。

采用虛擬樣機(jī)技術(shù)、數(shù)字化工藝技術(shù)與虛擬和柔性裝配技術(shù)，對(duì)航空產(chǎn)品進(jìn)行虛擬環(huán)境下的裝配生產(chǎn)和品質(zhì)評(píng)估，不僅可以縮短產(chǎn)品的研制周期，而且還能為航空產(chǎn)品的高品質(zhì)裝配、批量化生產(chǎn)、使用與維護(hù)提供有效的保證。航空產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，離不開先進(jìn)的航空制造技術(shù)，如在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)駕駛艙薄壁艙殼、機(jī)載相控布陣?yán)走_(dá)天線等復(fù)雜儀表結(jié)構(gòu)件的制造過(guò)程中所采用的超高速精密加工機(jī)床，其主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到6 萬(wàn)r/m in 甚至更高，功率50 kW ，加工精度可達(dá)到納米級(jí)別。

航空材料構(gòu)件的服役環(huán)境極端苛刻，對(duì)材料性能的要求極高，如輸油管道中的精微齒輪軸承及鈦合金閥門、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪葉片與渦輪盤、飛行員座椅彈射器中的彈觸器等關(guān)鍵部件，要保證其高性能及高穩(wěn)定性，必須經(jīng)過(guò)先進(jìn)的精密化學(xué)熱處理工藝或精密真空熱處理工藝，才能滿足使用要求。針對(duì)特殊材料（如特軟、特硬、脆、耐磨、難切削）、特殊形狀尺寸（特大、特小、特薄、特復(fù)雜）或其它特殊條件約束下使用的工件，航空制造業(yè)先后發(fā)展了電火花加工、電化學(xué)加工、高能束加工、超聲波加工、液體噴射加工、化學(xué)加工與復(fù)合加工等特種加工技術(shù)。

三、航空制造管理系統(tǒng)的應(yīng)用

航空先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，已逐漸成為一種戰(zhàn)略行為，其戰(zhàn)略意義在于提升國(guó)家的創(chuàng)新能力。但國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)，先進(jìn)航空制造技術(shù)的應(yīng)用，必須要與實(shí)際的組織情境和管理實(shí)踐相結(jié)合，要與人力資源管理相匹配，特別是要與組織行為相融合，才能從根本上提升一個(gè)國(guó)家的綜合創(chuàng)新能力。

3.1 傳統(tǒng)航空制造系統(tǒng)存在的缺陷

傳統(tǒng)的航空制造產(chǎn)業(yè)管理系統(tǒng)，存在著以下缺陷：

（1）理論研究缺乏學(xué)科交叉性和推廣性：容易造成技術(shù)與管理脫節(jié)，研究成果不能在第一時(shí)間直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

（2）管理導(dǎo)向缺乏先進(jìn)性與應(yīng)用性：管理觀念陳舊，管理技術(shù)落后，管理視角過(guò)于偏重生產(chǎn)流程管理，對(duì)技術(shù)發(fā)展形勢(shì)評(píng)估、國(guó)際行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)及整個(gè)生產(chǎn)流程的成本控制重視不足。

（3）管理方法缺乏融合性：偏重于單個(gè)流程模塊的控制，割裂了各流程模塊的整體功能聯(lián)系。

（4）管理模式缺乏戰(zhàn)略性：只注重生產(chǎn)流程的成本管理，忽視了供應(yīng)商與客戶的成本管理；只注重企業(yè)的微觀成本和效益管理，忽視了社會(huì)效益和社會(huì)成本管理。

（5）管理理念缺乏技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相統(tǒng)一的綜合發(fā)展思維。

3.2 航空產(chǎn)品虛擬制造管理系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟(jì)全球一體化進(jìn)程的加快，航空制造產(chǎn)品市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大，以及客戶多樣化和個(gè)性化需求的日益發(fā)展，建立航空產(chǎn)品的整體虛擬研制V M（Virtual Manufacturing）與生產(chǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)今航空制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

虛擬制造以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組織為骨架，以信息技術(shù)為依托，綜合了制造過(guò)程中的生產(chǎn)作業(yè)管理和成本計(jì)算控制，對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行整體評(píng)估，同時(shí)包含了企業(yè)人員激勵(lì)與能力培訓(xùn)。

虛擬制造技術(shù)主要包括虛擬中心創(chuàng)建、虛擬中心管理與人力資源管理3 個(gè)中心模塊，其管理系統(tǒng)的流程示意圖如圖1所示。

圖1 航空制造管理系統(tǒng)示意圖

（1）   虛擬中心創(chuàng)建。虛擬中心兼有企業(yè)與市場(chǎng)雙重模式，以先進(jìn)信息技術(shù)為依托，以企業(yè)與市場(chǎng)雙重模式的信任與合作為基石，以生產(chǎn)任務(wù)的需求為組織形式，快速、高效、低成本地向客戶提供產(chǎn)品，并完成R＆D（虛擬研究與開發(fā)） 成果價(jià)值認(rèn)定，提升R＆D研究成果從科研部門向制造企業(yè)轉(zhuǎn)移的步伐。

（2）   虛擬中心管理。虛擬中心是一種全新的組織模式，它不僅依賴于信息網(wǎng)絡(luò)的建立，而且還與企業(yè)員工素質(zhì)、生產(chǎn)管理水平和企業(yè)組織方式有高度密切的聯(lián)系。虛擬中心管理以生產(chǎn)流程中各個(gè)科研團(tuán)隊(duì)之間的信任為基石，以“雙贏”戰(zhàn)略為發(fā)展的動(dòng)力。

（3）   人力資源管理。在航空制造系統(tǒng)中，技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，往往體現(xiàn)為先進(jìn)設(shè)備的制造與使用，因此人與機(jī)器的相互適應(yīng)，就需要進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，通過(guò)相應(yīng)的知識(shí)教育和技能培訓(xùn)，加深技術(shù)工人對(duì)新技術(shù)的理解，提高其認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)能力；通過(guò)細(xì)致的生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)劃分，增進(jìn)工人認(rèn)識(shí)、接納新技術(shù)的能力，并促進(jìn)其與企業(yè)之間的凝聚力。

四、航空制造技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

綜觀近年來(lái)國(guó)內(nèi)航空，航天事業(yè)的飛速發(fā)展，航空制造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大，我國(guó)的航空制造技術(shù)已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)步，借鑒國(guó)外航空先進(jìn)制造技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)航空先進(jìn)制造技術(shù)，未來(lái)將需在以下方面進(jìn)行技術(shù)改造和提升。

4.1 制造過(guò)程自動(dòng)化

主要依賴于制造系統(tǒng)中集成技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)、人機(jī)一體化制造單元技術(shù)、制造過(guò)程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)等，其將航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、論證、生產(chǎn)、調(diào)度、裝配以及品質(zhì)與安全檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)融為一體，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率，并縮短了產(chǎn)品從試制到量化生產(chǎn)的時(shí)間。

4.2 納米制造及仿生制造技術(shù)

隨著我國(guó)未來(lái)國(guó)防戰(zhàn)略對(duì)戰(zhàn)機(jī)作戰(zhàn)性能要求的不斷提高，諸如隱身功能、超音速巡航、高機(jī)動(dòng)性等，納米制造技術(shù)作為納米技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)之一，融合了其它各種“學(xué)科”的關(guān)鍵技術(shù)，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的單晶高溫葉片、復(fù)合結(jié)構(gòu)隱身材料的涂層以及機(jī)載微電子芯片等關(guān)鍵航空部件的生產(chǎn)過(guò)程。

仿生技術(shù)主要應(yīng)用于飛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模仿生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)和飛行控制原理設(shè)計(jì)制造出功能更突出、效率更集中，并具有高度仿生形貌特征的航空飛行器。

4.3 綠色制造技術(shù)

隨著資源的過(guò)度開發(fā)以及環(huán)境破壞程度的日益加劇，綠色制造技術(shù)開始逐漸被人們所關(guān)注并重視起來(lái)。其目的是使產(chǎn)品在開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、裝配、運(yùn)輸、銷售以及使用、維護(hù)的整個(gè)過(guò)程中，達(dá)到資源優(yōu)化、綠色生產(chǎn)和對(duì)環(huán)境污染的最小化。

4.4 產(chǎn)品的模塊化構(gòu)造

產(chǎn)品的模塊化構(gòu)造主要表現(xiàn)在：

（1）功能選擇性。允許用戶在產(chǎn)品基本功能的基礎(chǔ)上添加一些特定的功能要求。

（2）產(chǎn)品形式多樣化。在保證制造過(guò)程最簡(jiǎn)化的條件下，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)制件的組配，獲得多樣化產(chǎn)品。

（3）產(chǎn)品升級(jí)改造。緊跟技術(shù)和用戶需求發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行適時(shí)升級(jí)改造，滿足用戶的最新需求。

（4）產(chǎn)品的適應(yīng)性。產(chǎn)品需要滿足在不同使用環(huán)境下工作的要求，需要產(chǎn)品本身具有很高的適應(yīng)性。

（5）可更換性。產(chǎn)品在使用過(guò)程中可以滿足更換替代的使用要求。