2015年5月13日至14日，由中國航空學(xué)會主辦，中國商飛公司支持，上海廣堯商務(wù)咨詢有限公司承辦的民用航空工業(yè)論壇暨第六屆航空制造系列論壇以“工業(yè)4.0”、“智能制造”、“立足于航空制造領(lǐng)域的技術(shù)更新”等為主題，吸引了來自國內(nèi)外飛機(jī)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域150余位專家、學(xué)者和企業(yè)負(fù)責(zé)人共聚一堂。《大飛機(jī)報》記者應(yīng)邀參加論壇，現(xiàn)場采訪了多位專家，深入了解目前我國民用航空制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、難題和挑戰(zhàn)，分析全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)及趨勢，展望中國航空產(chǎn)業(yè)的未來。

當(dāng)航空制造業(yè)遇上“工業(yè)4.0”

“工業(yè)正再次成為全球經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定與發(fā)展的驅(qū)動力。”論壇伊始，來自國務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)部王忠宏研究員就“經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下的中國高端裝備制造業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)”發(fā)表主題演講。他指出，以高新技術(shù)為引領(lǐng)的高端裝備制造業(yè)處于價值鏈高端和產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，是推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的引擎。根據(jù)工信部2012年印發(fā)的《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，到2015年，高端裝備制造業(yè)銷售收入將超過6萬億，在裝備制造業(yè)中占比提高到15%；到2020年，這一占比將提高到25%，使之成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。

根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，航空裝備、衛(wèi)星及應(yīng)用、軌道交通裝備、海洋工程裝備、智能制造裝備等五大領(lǐng)域是現(xiàn)階段高端裝備制造業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向。

由德國政府提出的“工業(yè)4.0”概念，是指以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法，被學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)作一個高科技戰(zhàn)略計(jì)劃。

德國航空工業(yè)協(xié)會（BDLI）空中運(yùn)輸、裝備和材料部部長斯蒂芬．寶迪（StefanBerndes）博士在論壇上解讀“工業(yè)4.0”概念及其對航空制造業(yè)的影響時表示，航空航天行業(yè)將發(fā)展成為“工業(yè)4.0”的一種特定形態(tài)。對民航業(yè)而言，如何用智能方式做集成，用資本進(jìn)一步提高產(chǎn)效以及附加值，將成為尋求和獲得客戶的最終用途。過去幾年，很多歐洲領(lǐng)先的航空企業(yè)已經(jīng)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)，甚至適航方面，進(jìn)行了大量嘗試。未來需要進(jìn)一步協(xié)同，集成打造更加簡潔、透明的數(shù)字化供應(yīng)鏈平臺。

寶迪博士強(qiáng)調(diào)，在集成整個供應(yīng)鏈的同時，需要研發(fā)新的解決方案。在航空服務(wù)行業(yè)，智能服務(wù)可以通過智能4.0來提高。例如，通過增強(qiáng)零部件的可追蹤性，提高客戶與制造商之間的連接性；通過提升飛機(jī)上各種部件的傳感器，提高服務(wù)水平等等。另外，專注在航空行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的數(shù)據(jù)領(lǐng)域（這當(dāng)中牽扯很多相關(guān)方，比如說航空制造商、機(jī)場等等），可以幫助航空企業(yè)優(yōu)化業(yè)務(wù)模式。

中航工業(yè)發(fā)展研究中心的劉亞威研究員這樣談及“工業(yè)4.0”和與航空制造業(yè)碰撞出的火花：“航空是國家工業(yè)實(shí)力的體現(xiàn)，‘中國制造2025’未來一段主攻方向就是智能制造。國家出臺智能制造專項(xiàng)，航空作為離散業(yè)的代表，占有重要位置。”

劉亞威指出，“工業(yè)4.0”要體現(xiàn)在五個方面。第一個是供應(yīng)鏈集成。第二是全價值鏈端到端的集成。第三是縱向繼承和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，是指智能工廠內(nèi)部所有資源柔性調(diào)配。第四是工作場所中新的社會基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。當(dāng)大量工作不需要人工實(shí)現(xiàn)的時候，產(chǎn)業(yè)工人新的角色是什么？第五就是賽博物理技術(shù)。

“目前，歐洲、美國大部分實(shí)現(xiàn)了工業(yè)3.0。在我國，即使在數(shù)字化做得比較好的航空工業(yè)也存在工業(yè)2.0，有的還沒有進(jìn)行互聯(lián)互通，還沒有進(jìn)行數(shù)字化處理。我國航空工業(yè)在智能技術(shù)和行業(yè)發(fā)展要兼顧行業(yè)發(fā)展水平，設(shè)定不同層次的智能化目標(biāo)，優(yōu)化實(shí)踐智能制造理論，完成系統(tǒng)事先預(yù)應(yīng)用。針對智能決策和智能工藝過程進(jìn)行深入、系統(tǒng)地研究。”為此，劉亞威提出我國航空工業(yè)智能制造的5個路徑：首先實(shí)現(xiàn)智能機(jī)床，之后再把其連接成一個智能小的生產(chǎn)線。再之后數(shù)條生產(chǎn)線以及小供應(yīng)鏈融合內(nèi)部流動建成智能車間，接著在大工廠之間實(shí)現(xiàn)各個車間的動態(tài)集成，實(shí)現(xiàn)智能工廠，最后就是整個企業(yè)進(jìn)行互聯(lián)，包括供應(yīng)鏈集成智能物流服務(wù)，需求動態(tài)集成網(wǎng)絡(luò)等。

在主題為“飛行器設(shè)計(jì)和制造一體化”的小組討論上，當(dāng)談到如何看待工業(yè)4.0實(shí)施的第一步時，中航工業(yè)西飛項(xiàng)目總工藝師邱晞表示，工業(yè)4.0離不開兩大概念，一個是云，另一個是智能。談及“中國制造2025”時也會提及智能制造。其中，云制造一定是多供應(yīng)商協(xié)同的，全方位的，不僅只包括原材料的供應(yīng)商，還應(yīng)包括相應(yīng)的成品系統(tǒng)供應(yīng)商、機(jī)體結(jié)構(gòu)供應(yīng)商等。這些供應(yīng)商憑借各自能力和特色在網(wǎng)絡(luò)化的平臺上，共享一個資源。智能制造，其核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)是決策，要求生產(chǎn)線上有相應(yīng)的信息化手段。在智能制造過程中，也會涉及云制造過程。中國制造2025、德國4.0，這些概念都要具體落實(shí)到實(shí)際的工作，新舟MA700飛機(jī)項(xiàng)目可能會是好的實(shí)踐。

中國商飛公司ARJ21飛機(jī)總設(shè)計(jì)師陳勇進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，新的工業(yè)4.0應(yīng)該是改善互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。對于全球協(xié)作的ARJ21項(xiàng)目而言，要從大數(shù)據(jù)入口，通過搜集飛機(jī)在制造，交付、運(yùn)行中所出現(xiàn)的所有故障建立起有效的數(shù)據(jù)源及有效的數(shù)據(jù)分析手段，為飛機(jī)需求提供分析支撐。

民機(jī)適航取證與適航規(guī)章程序需要良性互動

會上，中國民航科技技術(shù)研究院航空器適航所所長路遙作了題為《民機(jī)適航取證與適航規(guī)章程序的良性互動》的主題演講。他指出，我國適航規(guī)章體系大致分為四個層級。最高是《民航法》，作為一部國家法律，由全國人大頒布，國家主席簽發(fā)。第二級是國務(wù)院管理?xiàng)l例，包括適航管理?xiàng)l例國籍登記管理?xiàng)l例，由國務(wù)院總理簽發(fā)。第三是民航規(guī)章或者是適航規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)，屬于部門和省一級政府頒布的規(guī)章，民航局頒布的規(guī)章叫中國民用航空規(guī)章，英文簡稱CCAR。由中國民用航空局頒發(fā)，由局長簽發(fā)。第四級是對規(guī)章支持解釋性的材料，主要包括適航管理程序和相關(guān)咨詢通告。這兩種文件是在民航局業(yè)務(wù)司一級頒發(fā)，和適航相關(guān)的管理程序和咨詢通告由中國民用航空局和適航審定司頒發(fā)。

路遙表示，去年年底取得中國民航局型號合格證的國產(chǎn)ARJ21-700飛機(jī)的審定基礎(chǔ)達(dá)到了美國聯(lián)邦航空局適航標(biāo)準(zhǔn)100號修正案的水平。憑借ARJ21這一型號的牽引，我國已經(jīng)具備了基本完整的一整套適航管理程序，對于航空器的適航審定已經(jīng)和美國、歐洲適航審定程序基本一致。

會上，來自中國商飛民用飛機(jī)試飛中心的副總工程師江卓遠(yuǎn)從“現(xiàn)代民機(jī)試飛風(fēng)險控制技術(shù)”等方面做了主題演講。他指出，現(xiàn)代民機(jī)試飛新形勢包括更多新技術(shù)的應(yīng)用，安全管理標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，試飛理念從“通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題”、“探索未知，完善理論”轉(zhuǎn)變?yōu)椤巴ㄟ^試驗(yàn)確認(rèn)性能”和“驗(yàn)證理論，優(yōu)化算法”。現(xiàn)代民機(jī)試飛三大突破方向?yàn)樵囷w全周期規(guī)劃、試飛風(fēng)險評估以及飛行中的實(shí)時支持。

針對我國適航標(biāo)準(zhǔn)和國際接軌是越緊密越好，還是保持一定距離，甚至保留一些中國特色哪種更好這一問題，路遙認(rèn)為，從技術(shù)上縮小差異應(yīng)該成為共識。我國適航規(guī)章程序的發(fā)展首先是要減少適航標(biāo)準(zhǔn)和國際的差異，這樣更有利于我國航空產(chǎn)品進(jìn)入國際市場。

3D打印：航空領(lǐng)域的金屬增材制造技術(shù)

在全球范圍內(nèi)，金屬增材制造亦即金屬3D打印是當(dāng)下非常熱的領(lǐng)域。事實(shí)上，早在1994年羅羅公司便開始探索航空發(fā)動機(jī)零件增材制造。

與會的西北工業(yè)大學(xué)教授林鑫指出，我國政府從2012年開始，逐漸規(guī)劃3D打印技術(shù)路線圖以及中長期發(fā)展戰(zhàn)略。在航空航天領(lǐng)域，金屬增材制造技術(shù)是應(yīng)對其追求極端輕質(zhì)化和可靠化材料挑戰(zhàn)的最佳新技術(shù)途徑。特別是針對鈦合金和高溫合金，這些材料使用傳統(tǒng)熱加工和機(jī)械加工非常困難。

中航工業(yè)航空材料研究所李臻熙表示，雖然我國鈦合金發(fā)展已經(jīng)歷50余年，但在航空領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是航空發(fā)動機(jī)鈦合金的應(yīng)用和發(fā)達(dá)國家相比存在很大差距。

林鑫介紹說，金屬高性能增材制造目前應(yīng)用最廣泛的兩項(xiàng)技術(shù)一是同步材料送進(jìn)成形，一是粉末選取熔化成形。前者效率高，多材料復(fù)合，無尺寸大小限制，高性能修復(fù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜性受限。其他的金屬增材制造比如說電子束增材制造，還有等離子增材制造，還有電弧增材制造。目前在航空航天使用還是激光和電子束的增材制造。

同時，增材制造在航空制造更多應(yīng)用于發(fā)動機(jī)，在真正航空上構(gòu)件應(yīng)用還是比較少的。不過最近，美國的FAA已經(jīng)批準(zhǔn)第一個應(yīng)用于商用航空發(fā)動機(jī)G90的3D打印零部件。盡管這個零件還是一個非重要關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，但它將對這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和后續(xù)的認(rèn)證起到一個重要的引領(lǐng)。

林鑫強(qiáng)調(diào)，正如美國國家航空航天局（NASA）提出的，現(xiàn)在對于3D打印不應(yīng)關(guān)注如何取代傳統(tǒng)技術(shù)，“而應(yīng)關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)如何使以往不能制造的全新結(jié)構(gòu)推向可能。”