提高航空制造技术的对策

随着现代科学技术的飞速发展，新技术、新工艺、新产品竞相问世。而新技术、新工艺、新设备多是从航空工业开始应用，所以航空工业制造技术的发展始终处于整个制造业的前沿，起着领先和导向的作用。为此，世界上很多国家都把发展航空制造技术作为发展本国经济，参与国际竞争的重要战略决策。由于种种原因，我国航空工业制造技术发展缓慢，人才老化和流失，技术断层现象十分严重。我国航空工业正面临着严峻的挑战。
　　一、提高制造技术的必要性
　　据国外分析，劳动生产率的提高，有60%~80%是依靠采用新技术而实现的。而我国的航空工业是通过仿制国外的先进产品而发展起来的。由于我国未能及时开发与更新制造技术，使航空技术缺乏发展后劲，在落后的制造技术基础上追求先进的航空产品无异于缘木求鱼。所以，在航空制造技术上的投资，不仅能促进航空技术本身的发展，还必然促进整个国民经济的发展。
　　一些先进的关键制造技术和关键生产试验设备用钱是买不到的。因此，要独立发展我国的航空技术，就必须立足于国内，大力、超前发展制造技术。
　　二、现代国外航空制造技术的特点及我国的差距
　　1.自动化与高精度
　　在现代工艺技术中能体现经济效益的主要标志是生产效率、加工精度和成本。在提高生产效率方面，提高自动化程度是世界各国致力发展的方向。近年来，CNC、CAD/CAM、FMS和CIMS技术发展非常迅速。国外广泛采用数控机床、柔性制造单元、柔性制造系统，并逐步实现计算机集成制造系统，而我国在这方面较国外滞后一大块。
　　在提高精度方面，新型飞机的零件加工精度普遍提高，一般比老产品提高1~2级。零件间配合精度和配合面贴合度的要求也提高了。普遍采用形位公差，干涉铆接和新型连接件、大型整体结构件和大型胶接件的采用，都对零件加工和装配精度有更高的要求。特别是计算机和数控技术的广泛应用，使得以模拟量传递为主的传统飞机协调技术，向更为精确的数字量传递为主转变。因而相应地提高了对设备、工艺装备、检测设备精度要求。世界各主要发达国家在提高精度方面，从精密加工发展到超精密加工，其精度从微米级提高到纳米级。因此，开发超精密加工技术是各国制造技术发展的主要目标。
　　我国的航空制造技术，在这方面的差距较大，主要表现在生产中因工艺不精细，设备条件差造成产品超差的现象经常发生。
　　2.可靠性和表面粗糙度要求高
　　高可靠性是产品设计的一项重要性能指标，除确保产品质量外，还要求整机的故障率低。　　在现代飞机制造方面对零件在使用时易产生应力集中部位（孔、槽等）的表面粗糙度十分重视。因为表面粗糙度不仅是零件面间的配合要求和美观要求，也是提高产品质量和延寿的重要工艺措施。民用飞机十分重视可靠安全和使用寿命，对关键零、组件，重要部位的内应力，尤其是表面应力状态的控制日益严格，经常采用滚压、喷丸等强化技术，提高耐腐蚀能力和抗疲劳寿命。而我国仍是旧的制造工艺和生产习惯，由于在加工、搬运和保管中的疏漏和监督不严格，使得产品在使用中发生裂损等现象已屡见不鲜。
　　3.新工艺和特种工艺的多样化和复合化
　　新工艺和特种工艺，是代表当代飞机制造技术水平的重要标志，世界各国都十分重视。当前制造技术还沿着复合化的方向发展。复合工艺特点在于发挥各自的优势，不仅提高了质量，而且提高了工效，并求得加工能力和经济效益的统一。
　　多年来我国在数控技术、喷丸成形和强化技术、钛合金超塑成形和扩散连接技术、耐久胶接和无孔蜂窝结构、夹层结构和复合材料、整体结构和整体油箱的制造装配技术、干涉配合铆接和新型连接件、新的特种工艺和无损检测技术等方面开展了一些研究和应用，但还不够。
　　4.制造技术及其标准的相对独立性和同步性
　　国外新产品制造技术的研究和发展具有相对独立性，并不依附于某一产品型号，不受产品的制约。制造技术及其工艺标准是确保新设计思想得以实现的技术基础。因此，制造技术的研究和发展必须走在设计的前面。每当出现新材料、新原理时，应根据产品发展的需要，及时开展新工艺研究，为新产品的研制和生产提供技术保证，否则会阻碍产品的发展。
　　我国的技术基础薄弱，制造技术不能与新飞机的设计同步，严重影响我国新飞机的发展。而工艺标准不严密、不配套和不完备，不能直接用于生产，仅做为编写工艺规程的参考，对产品质量控制，主要靠检验员利用检验手段把关，漏洞较多。
　　三、提高我国航空制造技术的途径
　　1.挖掘技术诀窍，加速人才培养
　　中国航空工业50多年来研制和批生产了多种型号的飞机，填补了许多国内空白，掌握和积累了丰富的航空专业生产技能和诀窍。然而目前各军工企业由于老职工大多退休，出现了程度不同的技术断档问题。这对航空工业制造技术的提升带来潜在的威胁。
　　在市场经济形势下，对于一个企业来说，生存和发展离不开新产品的开发，新产品的开发依赖于企业的技术进步，而企业的技术进步集中体现在制造技术的水平上。需要组织力量挖掘整理老工程技术人员和老工人的实践经验和技术诀窍，并加速对青年人才的培养。
　　组织有针对性的岗位技能培训，专业技术比武，建立竞争上岗的激励机制，鼓励和调动了青年人积极向上的奋斗精神，更好地为企业发展做贡献。
　　2.积极应用新技术、新工艺
　　航空制造业是技术密集型行业，制造技术的发展更新是相当迅速的。企业除了继承传统的生产技术和诀窍外，应不断跟踪国际上先进的航空制造技术水平，同时结合本企业的实际情况，制订中长期技术发展规划，并根据企业的具体实情，逐步采用成熟的新技术、新工艺。
　　（1）随着现代化技术战术性能的不断提高，飞机的结构越来越复杂，对装配技术提出了更高的要求。譬如，现代飞机采用部分结构空间做为油箱，但要求有较高的装配和密封技术，可用干涉铆接和缝外密封先进技术解决泄露问题。现代先进飞机均为电传操纵，机内有大量导线、电缆，传统的导线标记技术完全是采用人工套导线标签的方法，此种方法效率低，质量不稳定，而且对人体有害，采用自动喷墨印字机可以大大提高导线印字质量和效率，且对人体无害。另外，国外早已采用柔性检测系统，使用该检测系统，只须改变软件程序，即可实现多机种和一机多型飞机的电缆检测，从而为机载系统装机后的检测工作创造有利条件。
　　（2）钣金制造技术在航空制造技术中占有重要位置，是飞机设计、制造及获得较高结构效率和优良性能的基础性技术之一。
　　20世纪80年代以前，沈飞公司钣金大型专用设备多是50年代从前苏联引进的，极少数是国内仿制或研制的，水平落后。80年代后，为了适应民机转包生产及新型高空高速歼击机生产的需要，陆续引进了一批先进的钣金大型专用设备，使复杂的钣金零件制造质量得到了严格的控制，保证了图纸技术条件规定的零件外形尺寸精度、边缘状况、表面完整性，以及成形过程中材料组织结构、力学性能变化等方面的要求，并大大减少了手工劳动量。对于成组下料、整体壁板、钛合金、镜面蒙皮、板弯框缘件、刚性较强的挤压型材以及各种导管的弯曲与测量等，都形成了具有世界水平的钣金制造技术。
　　（3）机械加工是飞机承力结构件和各类系统件制造的重要手段之一，不断提高机加技术是保证生产先进飞机和高精度产品的重要环节之一。
　　数控加工技术的出现，使机加零件的质量和生产效率成倍提高，而数控技术本身也在飞速发展，数控高速加工、数控精密加工、柔性制造技术、集成制造技术应用日益普及。
　　随着军、民用飞机性能的不断提高，整体结构件的应用逐渐增加，零件的结构形状复杂，外形协调要求严格、尺寸大、表面质量要求高，其加工过程已是传统普通机床和常规机加工艺难以胜任的。而数控加工技术则具有柔性强、加工精度高、质量稳定、自动化程度高等优点，所以数控加工技术是现代飞机制造业中的精良工艺，是衡量飞机制造技术水平的主要依据之一。
　　沈飞公司从20世纪70年代初开始数控技术的研究与应用，尤其通过民机工程技术改造，使数控技术应用初具规模，无论在品种、规格、数量及加工精度上都达到了国内先进水平，基本满足了公司军、民机生产的要求，既可以加工大型整体壁板、框、梁类零件，也可以加工形状特别复杂、形位精度高的飞机零件。
　　先进的数控机床需要有功能先进的应用软件与之匹配，这样才能更有效地发挥其加工潜力。目前沈飞公司采用CATIA应用软件，并且根据生产需要在不断地更新换代。由于数控加工技术的应用，明显提高了飞机零件的加工精度和协调精度，减少了大量工装，缩短了飞机研制周期，增加了竞争和快速应变的能力，在开发和扩大国际合作等方面都发挥了巨大的作用。
　　四、结束语
　　历史的经验已经证明，高性能高质量的产品必须依赖于先进的设计、新兴的材料和高超的制造技术，三者相辅相成，缺一不可。但是，由于种种原因，制造技术在产品研制生产中的重要作用和地位长期未被人们所认识，尤其是有关决策者。因此，要加强宣传，提高认识，首先是提高对制造技术重要性的认识。各级领导应把制造技术摆到应有的重要位置，制定政策和措施，调动各方面的积极性。广泛组织制造技术的交流活动，使先进的制造技术得以推广普及，把新产品开发与工艺技术的开发摆到同样重要的位置上来。要充分重视人才，在当前情况下要特别重视工艺技术队伍的建设和培养，采取积极措施，稳定工艺队伍，切实加强工艺和工艺管理工作。随着现代科学技术的飞速发展，新技术、新工艺、新产品竞相问世。而新技术、新工艺、新设备多是从航空工业开始应用，所以航空工业制造技术的发展始终处于整个制造业的前沿，起着领先和导向的作用。为此，世界上很多国家都把发展航空制造技术作为发展本国经济，参与国际竞争的重要战略决策。由于种种原因，我国航空工业制造技术发展缓慢，人才老化和流失，技术断层现象十分严重。我国航空工业正面临着严峻的挑战。
　　一、提高制造技术的必要性
　　据国外分析，劳动生产率的提高，有60%~80%是依靠采用新技术而实现的。而我国的航空工业是通过仿制国外的先进产品而发展起来的。由于我国未能及时开发与更新制造技术，使航空技术缺乏发展后劲，在落后的制造技术基础上追求先进的航空产品无异于缘木求鱼。所以，在航空制造技术上的投资，不仅能促进航空技术本身的发展，还必然促进整个国民经济的发展。
　　一些先进的关键制造技术和关键生产试验设备用钱是买不到的。因此，要独立发展我国的航空技术，就必须立足于国内，大力、超前发展制造技术。
　　二、现代国外航空制造技术的特点及我国的差距
　　1.自动化与高精度
　　在现代工艺技术中能体现经济效益的主要标志是生产效率、加工精度和成本。在提高生产效率方面，提高自动化程度是世界各国致力发展的方向。近年来，CNC、CAD/CAM、FMS和CIMS技术发展非常迅速。国外广泛采用数控机床、柔性制造单元、柔性制造系统，并逐步实现计算机集成制造系统，而我国在这方面较国外滞后一大块。
　　在提高精度方面，新型飞机的零件加工精度普遍提高，一般比老产品提高1~2级。零件间配合精度和配合面贴合度的要求也提高了。普遍采用形位公差，干涉铆接和新型连接件、大型整体结构件和大型胶接件的采用，都对零件加工和装配精度有更高的要求。特别是计算机和数控技术的广泛应用，使得以模拟量传递为主的传统飞机协调技术，向更为精确的数字量传递为主转变。因而相应地提高了对设备、工艺装备、检测设备精度要求。世界各主要发达国家在提高精度方面，从精密加工发展到超精密加工，其精度从微米级提高到纳米级。因此，开发超精密加工技术是各国制造技术发展的主要目标。
　　我国的航空制造技术，在这方面的差距较大，主要表现在生产中因工艺不精细，设备条件差造成产品超差的现象经常发生。
　　2.可靠性和表面粗糙度要求高
　　高可靠性是产品设计的一项重要性能指标，除确保产品质量外，还要求整机的故障率低。　　在现代飞机制造方面对零件在使用时易产生应力集中部位（孔、槽等）的表面粗糙度十分重视。因为表面粗糙度不仅是零件面间的配合要求和美观要求，也是提高产品质量和延寿的重要工艺措施。民用飞机十分重视可靠安全和使用寿命，对关键零、组件，重要部位的内应力，尤其是表面应力状态的控制日益严格，经常采用滚压、喷丸等强化技术，提高耐腐蚀能力和抗疲劳寿命。而我国仍是旧的制造工艺和生产习惯，由于在加工、搬运和保管中的疏漏和监督不严格，使得产品在使用中发生裂损等现象已屡见不鲜。
　　3.新工艺和特种工艺的多样化和复合化
　　新工艺和特种工艺，是代表当代飞机制造技术水平的重要标志，世界各国都十分重视。当前制造技术还沿着复合化的方向发展。复合工艺特点在于发挥各自的优势，不仅提高了质量，而且提高了工效，并求得加工能力和经济效益的统一。
　　多年来我国在数控技术、喷丸成形和强化技术、钛合金超塑成形和扩散连接技术、耐久胶接和无孔蜂窝结构、夹层结构和复合材料、整体结构和整体油箱的制造装配技术、干涉配合铆接和新型连接件、新的特种工艺和无损检测技术等方面开展了一些研究和应用，但还不够。
　　4.制造技术及其标准的相对独立性和同步性
　　国外新产品制造技术的研究和发展具有相对独立性，并不依附于某一产品型号，不受产品的制约。制造技术及其工艺标准是确保新设计思想得以实现的技术基础。因此，制造技术的研究和发展必须走在设计的前面。每当出现新材料、新原理时，应根据产品发展的需要，及时开展新工艺研究，为新产品的研制和生产提供技术保证，否则会阻碍产品的发展。
　　我国的技术基础薄弱，制造技术不能与新飞机的设计同步，严重影响我国新飞机的发展。而工艺标准不严密、不配套和不完备，不能直接用于生产，仅做为编写工艺规程的参考，对产品质量控制，主要靠检验员利用检验手段把关，漏洞较多。
　　三、提高我国航空制造技术的途径
　　1.挖掘技术诀窍，加速人才培养
　　中国航空工业50多年来研制和批生产了多种型号的飞机，填补了许多国内空白，掌握和积累了丰富的航空专业生产技能和诀窍。然而目前各军工企业由于老职工大多退休，出现了程度不同的技术断档问题。这对航空工业制造技术的提升带来潜在的威胁。
　　在市场经济形势下，对于一个企业来说，生存和发展离不开新产品的开发，新产品的开发依赖于企业的技术进步，而企业的技术进步集中体现在制造技术的水平上。需要组织力量挖掘整理老工程技术人员和老工人的实践经验和技术诀窍，并加速对青年人才的培养。
　　组织有针对性的岗位技能培训，专业技术比武，建立竞争上岗的激励机制，鼓励和调动了青年人积极向上的奋斗精神，更好地为企业发展做贡献。
　　2.积极应用新技术、新工艺
　　航空制造业是技术密集型行业，制造技术的发展更新是相当迅速的。企业除了继承传统的生产技术和诀窍外，应不断跟踪国际上先进的航空制造技术水平，同时结合本企业的实际情况，制订中长期技术发展规划，并根据企业的具体实情，逐步采用成熟的新技术、新工艺。
　　（1）随着现代化技术战术性能的不断提高，飞机的结构越来越复杂，对装配技术提出了更高的要求。譬如，现代飞机采用部分结构空间做为油箱，但要求有较高的装配和密封技术，可用干涉铆接和缝外密封先进技术解决泄露问题。现代先进飞机均为电传操纵，机内有大量导线、电缆，传统的导线标记技术完全是采用人工套导线标签的方法，此种方法效率低，质量不稳定，而且对人体有害，采用自动喷墨印字机可以大大提高导线印字质量和效率，且对人体无害。另外，国外早已采用柔性检测系统，使用该检测系统，只须改变软件程序，即可实现多机种和一机多型飞机的电缆检测，从而为机载系统装机后的检测工作创造有利条件。
　　（2）钣金制造技术在航空制造技术中占有重要位置，是飞机设计、制造及获得较高结构效率和优良性能的基础性技术之一。
　　20世纪80年代以前，沈飞公司钣金大型专用设备多是50年代从前苏联引进的，极少数是国内仿制或研制的，水平落后。80年代后，为了适应民机转包生产及新型高空高速歼击机生产的需要，陆续引进了一批先进的钣金大型专用设备，使复杂的钣金零件制造质量得到了严格的控制，保证了图纸技术条件规定的零件外形尺寸精度、边缘状况、表面完整性，以及成形过程中材料组织结构、力学性能变化等方面的要求，并大大减少了手工劳动量。对于成组下料、整体壁板、钛合金、镜面蒙皮、板弯框缘件、刚性较强的挤压型材以及各种导管的弯曲与测量等，都形成了具有世界水平的钣金制造技术。
　　（3）机械加工是飞机承力结构件和各类系统件制造的重要手段之一，不断提高机加技术是保证生产先进飞机和高精度产品的重要环节之一。
　　数控加工技术的出现，使机加零件的质量和生产效率成倍提高，而数控技术本身也在飞速发展，数控高速加工、数控精密加工、柔性制造技术、集成制造技术应用日益普及。
　　随着军、民用飞机性能的不断提高，整体结构件的应用逐渐增加，零件的结构形状复杂，外形协调要求严格、尺寸大、表面质量要求高，其加工过程已是传统普通机床和常规机加工艺难以胜任的。而数控加工技术则具有柔性强、加工精度高、质量稳定、自动化程度高等优点，所以数控加工技术是现代飞机制造业中的精良工艺，是衡量飞机制造技术水平的主要依据之一。
　　沈飞公司从20世纪70年代初开始数控技术的研究与应用，尤其通过民机工程技术改造，使数控技术应用初具规模，无论在品种、规格、数量及加工精度上都达到了国内先进水平，基本满足了公司军、民机生产的要求，既可以加工大型整体壁板、框、梁类零件，也可以加工形状特别复杂、形位精度高的飞机零件。
　　先进的数控机床需要有功能先进的应用软件与之匹配，这样才能更有效地发挥其加工潜力。目前沈飞公司采用CATIA应用软件，并且根据生产需要在不断地更新换代。由于数控加工技术的应用，明显提高了飞机零件的加工精度和协调精度，减少了大量工装，缩短了飞机研制周期，增加了竞争和快速应变的能力，在开发和扩大国际合作等方面都发挥了巨大的作用。
　　四、结束语
　　历史的经验已经证明，高性能高质量的产品必须依赖于先进的设计、新兴的材料和高超的制造技术，三者相辅相成，缺一不可。但是，由于种种原因，制造技术在产品研制生产中的重要作用和地位长期未被人们所认识，尤其是有关决策者。因此，要加强宣传，提高认识，首先是提高对制造技术重要性的认识。各级领导应把制造技术摆到应有的重要位置，制定政策和措施，调动各方面的积极性。广泛组织制造技术的交流活动，使先进的制造技术得以推广普及，把新产品开发与工艺技术的开发摆到同样重要的位置上来。要充分重视人才，在当前情况下要特别重视工艺技术队伍的建设和培养，采取积极措施，稳定工艺队伍，切实加强工艺和工艺管理工作。