陳順洪
作為中國航空事業的長子,中航工業洪都從仿制中起步,在自主創新中發展,迎著新工業化發展方向,不斷積累著自己的核心制造能力,洪都制造技術的發展歷程是中國航空制造業不斷升級發展的一個縮影。
“十二五”時期,是洪都產品制造能力實現完整的代際升級的時期,航空產品結構件需要大量采用先進的金屬材料及復合材料等,大量采用整體結構、隱身結構、復合結構等各種復雜結構;航空產品各系統需要大量采用先進的數字化、高度綜合集成、機電一體的新一代復雜系統。所有這些對航空產品整個制造工藝各專業——從工藝設計、工裝設計與制造、零組件制造到產品裝配、試驗檢測等,都提出了巨大挑戰。
洪都研發的新一代先進高級教練機及其他一系列先進航空產品,完全不同于之前的二代機傳統航空產品制造。過去的人工二維制圖模式、模擬量傳遞等無法真正改變人工手工操作為主的傳統工藝和制造方式,制造周期,生產效率,制造質量無法改變落后狀態。而洪都要達成的目標是:實現全面數字化、自動化、信息化和網絡化的敏捷制造與精益制造。
每一個洪都人都知道L15高級教練機的成功研制經歷了多少的艱辛和痛苦,暴露出落后的制造技術和工藝體系難以支撐它高飛的瓶頸。挑戰,換一個角度看就是機遇。洪都掀起了制造工藝技術絕處逢生、振興崛起的重大轉型戰役,以不懼艱難險阻、勇于直面挑戰的大無畏精神,走出了自己的特色升級之路。
在“十五”“十一五”期間,洪都積極開展一系列制造工藝技術研究、攻關及技術改造,在初步打通數字化制造流程的基礎上,適應數字化工程等新進展。“十二五”時期,洪都依托三代機、C919大飛機以及國內外轉包等一系列先進項目的研發與生產制造,果斷提出并組織實施了制造技術振興工程,對標國內先進,快速提升洪都整體的制造技術能力和水平,并顯著縮小與國內外先進航空制造企業的制造工藝技術水平差距,實現洪都制造工藝技術的再一次跨越發展。
在全體工藝技術人員的不懈努力下,基本打通了從航空產品數字化設計到數字化工藝設計、數字化工裝設計與制造、數字化零件制造、最終到數字化裝配等各專業數字化制造工藝流程,顯著提高了洪都整個制造工藝的數字化制造與信息化管理技術能力和水平,初步建立了基于數字化制造與信息化管理的制造工藝體系,使洪都基本具備了三代機批產的工藝保障能力、初步具備了世界先進戰機研制的工藝保障能力,保證了各型號科研生產的順利開展,顯著縮小了與國內外先進制造工藝技術水平的差距,有效促進了制造工藝技術的升級換代,改造了制造文化,提升了核心能力,為后續發展奠定了良好的基礎。
在振興工程實施過程中,洪都積極注重人的提升。學習對標中,讓廣大工程技術人員充分認識到企業制造能力的實際情況和自身不足;培訓實戰中,提升先進的工藝素養,掌握先進了制造理念、制造技術、制造方法,全面轉換了面向三維設計的數模工作方式,升華了制造技術升級的人力基礎。
通過實施制造技術振興工程,洪都在整個制造工藝的各主要專業技術領域均不同程度取得了可喜的成績。
在鈑金制造工藝方面,通過開展鈑金數字化課題研究及其成果的推廣應用,結合轉包波音747-8項目的生產以及C919大型客機的研制,引進了數控噴丸成形與強化機、縱向蒙皮拉伸機、數控蒙皮鏡像銑和數控型材滾彎機等一批先進關鍵工藝設備,并取得相關技術的應用突破,成功應用于其他產品的科研生產中,使洪都鈑金數字化制造工藝技術能力與水平得到顯著提升,工藝技術水平達到國內外先進水平。特別是在引進的國內第一臺數控蒙皮鏡像銑切設備的應用研究上,掌握了以數控機加代替傳統化銑工藝的綠色制造工藝技術,顯著提高了鈑金蒙皮零件加工效率、表面質量、使用壽命,實現了無余量制造交付,具有深遠的技術和經濟意義,在國內處于領先地位。
在機械加工制造工藝方面,增加了大量各類數控加工設備,設備的種類包括強力加工機床、高速加工機床、車銑復合加工中心等;一些先進機加工藝技術得到突破并掌握,如高效數控加工技術、數控成組加工技術、車銑復合切削加工技術等,基本實現了難加工材料、整體薄壁結構件、大型軸類結構件及系統附件等各種復雜結構件系統件的自主加工。鈦合金材料、大型薄壁鋁合金零件、整體座艙骨架、進氣道壁板等不再困擾生產進度。MES系統進入生產線上應用,數字化機加生產線已初步建立,洪都的整體機加制造工藝技術已經達到國內行業先進水平。
在工裝設計與制造方面,實現了數字化工裝設計、制造、安裝、檢測;研發了工裝的全壽命信息化管理——工裝快速生產準備系統,全面提升了工裝設計能力水平、質量和管理效率。在工裝制造方面,配置了五軸臥式加工中心、數控激光切割機、數控五軸刀具磨床和數控塑料模具加工設備等各種先進數控加工設備,顯著提升了工裝的數字化加工制造能力和水平,工裝制造效率和質量也得到顯著提高。
在復合材料制造工藝方面,立足公司國內最早研制利用復合材料的工程經驗,大力開展了數字化制造技術、大型復合材料整體成型技術、低成本成型技術等方面的相關技術研究與應用。已經具備了行業先進水平的較大復合材料工程化批量生產能力,具備了成熟的碳纖維、玻璃鋼、蜂窩夾層等復合材料結構件的工藝制造技術能力和飛機大型復雜曲面座艙玻璃成形及裝配制造技術,規劃建設了基于五坐標數控加工技術、柔性夾具技術和激光檢測系統技術等先進技術工藝設備的復合材料生產線。建立了完整的質量控制體系。
在熱表處理、焊接等特種工藝方面,建成了空氣循環爐、可控氣氛多用途爐、真空爐等滿足鋁合金、鈦合金及高強度鋼等各種常用航空材料的較先進的熱處理工藝生產線;在表面處理方面,洪都不僅建立了滿足各類尺寸、材料要求的氧化生成線,還建立了具有自主知識產權的混酸陽極氧化生產線和大尺寸鋁合金氧化生產線;在焊接技術方面,通過引進攪拌摩擦焊、真空電子束焊機等先進設備,具備了專業化導管、油箱等零件的先進焊接制造技術能力;在增材制造方面,針對部分復雜難加工零件,在逐步形成適用于航空制造需求的3D打印相關工藝技術及能力。
在航空產品裝配工藝方面,跟蹤國內外行業技術發展趨勢,積極開展了各種工藝攻關與課題研究,突破了一些數字化裝配關鍵技術,引進了一些重要的關鍵工藝設備,一些數字化裝配先進工藝技術在公司新型號科研生產中得到了推廣應用,建設了若干條數字化裝配生產線,初步建立數字化裝配工藝體系,縮短了與國內外行業先進企業之間的差距,在先進的數字化裝配工藝技術應用方面總體上顯著提升。
“十二五”期間,洪都完成了國防基礎科研項目《飛機數字化柔性裝配技術體系及應用研究》課題研究工作,突破了數字化裝配與協調等一些關鍵技術,指導了數字化柔性裝配先進技術的進一步推廣;開展了裝配工藝仿真技術應用研究,并已在C919、L15等型號中進行了成功應用;通過承擔C919大型客機機身部件的研制試制工作,開展了相關數字化裝配生產線關鍵技術的攻關與研究,引進了數字化自動定位、數字化檢測、機器人制孔、數控自動鉆鉚和爬行機器人制孔等先進關鍵工藝設備,自行規劃建設了C919大型客機機身部件數字化裝配生產線,成功實現了數字化柔性裝配技術的全面應用,整體上達到了國際先進技術水平;通過開展聯合攻關與研究,設計建設了高級教練機數字化總裝脈動生產線、高級教練機翼面類部件機器人自動鉆鉚數字化裝配生產線,均達到國內先進水平。
在特設專業測試工藝技術方面,根據先進機載設備測試技術及飛行器系統測試技術應用發展要求,開展了先進測試技術研究,強化了計量校準、環境試驗等基礎保障專業與通用試驗測試技術,建立了先進的試驗數據管理信息化平臺和管理規范,提高了飛行器系統測試技術水平及試驗保障能力。同時,逐步形成了一套完整的試飛保障技術體系,具備了第三代教練機的飛行技術保障能力,為各型飛機的飛行安全及性能測試提供可靠的技術支持保障。
在信息化網絡化應用技術方面,通過信息化與工業化的深度融合,對傳統的制造工藝進行脫胎換骨的變革,使整個航空制造工藝的技術基礎、工藝體系、制造工藝流程以致生產制造組織與管理模式、思想觀念等都發生了徹底的變化,初步建立了一個數字化、信息化和網絡化的工藝體系。以數字化、信息化平臺建設為依托,逐步建立了基于產品全生命周期的數據管理PDM系統、數字化工藝設計CAPP系統、質量管理IQS系統和面向生產過程的MES系統,以及采用企業級數據管理平臺等方式初步實現了對多型號、多狀態產品的MBOM的數據集成管理。積累了大量的制造工藝基礎數據,形成了企業級的工藝資源數據。另外,積極開展數字化虛擬制造、工藝仿真技術的研究與應用,與專業公司聯合成立了航空制造工藝仿真工程中心,同時成立了江西省航空制造數字化仿真工程研究中心,通過開展面向裝配、數控機加、鈑金成型、復合材料、鑄造成型等多專業的研究與應用工作,積累了一定的數字化仿真與工程驗證的經驗,建立了數字化仿真應用標準規范,培養鍛煉了一批工藝技術人員,為實現航空產品數字化集成制造打下了良好的基礎。
“既做新裝備,就得多辛苦”,隨著“中國制造2025”、“工業4.0”等概念的提出,在航空城的新格局中,矢志航空報國的洪都將不斷掌握新工業文化的核心要求,繼續深入開展信息化、工業化兩化融合,積極開展自動化、智能化先進生產制造工藝技術方面的研究與應用,加速實現制造向“質造”“智造”的再升級,為中國早日邁入航空制造強國行列、實現中國航空人的中國夢再作新貢獻。