高度發(fā)達的航空制造技術(shù)，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家綜合經(jīng)濟實(shí)力與科技發(fā)展水平的重要標志。上世紀中期以來(lái)，隨著(zhù)以機械工程技術(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)、設備和系統為基礎的先進(jìn)制造業(yè)（Advanced Manufacturing Technology）的空前發(fā)展；新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品競相問(wèn)世，航空工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展水平和規模，近年來(lái)處于整個(gè)制造業(yè)的前沿，起著(zhù)領(lǐng)航和導向的作用。

一、航空工業(yè)制造技術(shù)的特征

與傳統的制造業(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)域的數字化和信息化程度較高，包括設計開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)控制和品質(zhì)控制為中心的數字制造、信息傳遞、生產(chǎn)流程和客戶(hù)需求分析為中心的數字設計；多領(lǐng)域統一建模和多學(xué)科優(yōu)化設計技術(shù)、虛擬樣機技術(shù)、數字化工藝技術(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)對產(chǎn)品的精度及使用工況要求較高，航空產(chǎn)品一般需滿(mǎn)足其在高溫、高壓、高濕、強沖擊、強磁場(chǎng)和強腐蝕等工況條件下的使用，其形狀結構復雜，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)由現代技術(shù)、加工技術(shù)和企業(yè)管理等所構造的高度集成化系統；具有人機一體化、自組織和超柔性、學(xué)習能力與自我維護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)競爭中面臨著(zhù)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)的應用

航空先進(jìn)制造技術(shù)是傳統制造技術(shù)與微電子、計算機、自動(dòng)控制等高新技術(shù)相融合，集機械、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(cháng)壽命和低成本的方向發(fā)展和革新。

近年來(lái)，國內先進(jìn)航空制造技術(shù)的發(fā)展，主要體現在以下3 個(gè)領(lǐng)域：復合材料加工、電子元器件設計與安裝和新型金屬加工成型技術(shù)。

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

電子元器件設計與安裝領(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度鈦合金、高溫合金等的制造工藝技術(shù)。

現代精密電子元器件設計與機械加工中，對精度要求極高，如飛機陀螺儀中的精密軸承，其圓度、圓柱度、表面粗糙度等，均需達到納米級別。

要縮短航空產(chǎn)品的研制周期、提高產(chǎn)品的設計品質(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)濟可承受性，全過(guò)程信息化與數字化技術(shù)是一個(gè)有效的解決途徑。

航空產(chǎn)品十分復雜，存在著(zhù)機、電、液、氣、熱、控等多領(lǐng)域耦合，在設計時(shí)需要對其功能、結構、性能、裝配提供統一的建模機制；并在模型的基礎上，針對實(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?xún)r(jià)比的產(chǎn)品設計模型。

采用虛擬樣機技術(shù)、數字化工藝技術(shù)與虛擬和柔性裝配技術(shù)，對航空產(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)、使用與維護提供有效的保證。航空產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，離不開(kāi)先進(jìn)的航空制造技術(shù)，如在航空發(fā)動(dòng)機、飛機駕駛艙薄壁艙殼、機載相控布陣雷達天線(xiàn)等復雜儀表結構件的制造過(guò)程中所采用的超高速精密加工機床，其主軸轉速達到6 萬(wàn)r/m in 甚至更高，功率50 kW ，加工精度可達到納米級別。

航空材料構件的服役環(huán)境極端苛刻，對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(mén)、渦輪發(fā)動(dòng)機中的渦輪葉片與渦輪盤(pán)、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(mǎn)足使用要求。針對特殊材料（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)加工與復合加工等特種加工技術(shù)。

三、航空制造管理系統的應用

航空先進(jìn)制造技術(shù)的應用，已逐漸成為一種戰略行為，其戰略意義在于提升國家的創(chuàng )新能力。但國外研究發(fā)現，先進(jìn)航空制造技術(shù)的應用，必須要與實(shí)際的組織情境和管理實(shí)踐相結合，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)國家的綜合創(chuàng )新能力。

3.1 傳統航空制造系統存在的缺陷

傳統的航空制造產(chǎn)業(yè)管理系統，存在著(zhù)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，研究成果不能在第一時(shí)間直接轉化為生產(chǎn)力。

（2）管理導向缺乏先進(jìn)性與應用性：管理觀(guān)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，對技術(shù)發(fā)展形勢評估、國際行業(yè)競爭及整個(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）管理模式缺乏戰略性：只注重生產(chǎn)流程的成本管理，忽視了供應商與客戶(hù)的成本管理；只注重企業(yè)的微觀(guān)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)濟相統一的綜合發(fā)展思維。

3.2 航空產(chǎn)品虛擬制造管理系統

隨著(zhù)經(jīng)濟全球一體化進(jìn)程的加快，航空制造產(chǎn)品市場(chǎng)的進(jìn)一步擴大，以及客戶(hù)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)成為當今航空制造技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

虛擬制造以網(wǎng)絡(luò )結構組織為骨架，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)管理和成本計算控制，對產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行整體評估，同時(shí)包含了企業(yè)人員激勵與能力培訓。

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，其管理系統的流程示意圖如圖1所示。

圖1 航空制造管理系統示意圖

（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(hù)提供產(chǎn)品，并完成R＆D（虛擬研究與開(kāi)發(fā)） 成果價(jià)值認定，提升R＆D研究成果從科研部門(mén)向制造企業(yè)轉移的步伐。

（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(lài)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)科研團隊之間的信任為基石，以“雙贏(yíng)”戰略為發(fā)展的動(dòng)力。

（3）   人力資源管理。在航空制造系統中，技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，往往體現為先進(jìn)設備的制造與使用，因此人與機器的相互適應，就需要進(jìn)行協(xié)調管理，通過(guò)相應的知識教育和技能培訓，加深技術(shù)工人對新技術(shù)的理解，提高其認識和學(xué)習能力；通過(guò)細致的生產(chǎn)流程環(huán)節劃分，增進(jìn)工人認識、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

綜觀(guān)近年來(lái)國內航空，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，我國的航空制造技術(shù)已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)步，借鑒國外航空先進(jìn)制造技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展趨勢，國內航空先進(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(lài)于制造系統中集成技術(shù)、系統開(kāi)發(fā)、人機一體化制造單元技術(shù)、制造過(guò)程的計劃和調度、柔性制造技術(shù)等，其將航空產(chǎn)品的設計、論證、生產(chǎn)、調度、裝配以及品質(zhì)與安全檢驗等環(huán)節融為一體，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(zhù)我國未來(lái)國防戰略對戰機作戰性能要求的不斷提高，諸如隱身功能、超音速巡航、高機動(dòng)性等，納米制造技術(shù)作為納米技術(shù)開(kāi)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)機中的單晶高溫葉片、復合結構隱身材料的涂層以及機載微電子芯片等關(guān)鍵航空部件的生產(chǎn)過(guò)程。

仿生技術(shù)主要應用于飛機的整體結構設計，模仿生物形態(tài)、結構和飛行控制原理設計制造出功能更突出、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(zhù)資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)以及環(huán)境破壞程度的日益加劇，綠色制造技術(shù)開(kāi)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(kāi)發(fā)、設計、制造、裝配、運輸、銷(xiāo)售以及使用、維護的整個(gè)過(guò)程中，達到資源優(yōu)化、綠色生產(chǎn)和對環(huán)境污染的最小化。

4.4 產(chǎn)品的模塊化構造

產(chǎn)品的模塊化構造主要表現在：

（1）功能選擇性。允許用戶(hù)在產(chǎn)品基本功能的基礎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)標準制件的組配，獲得多樣化產(chǎn)品。

（3）產(chǎn)品升級改造。緊跟技術(shù)和用戶(hù)需求發(fā)展，對產(chǎn)品進(jìn)行適時(shí)升級改造，滿(mǎn)足用戶(hù)的最新需求。

（4）產(chǎn)品的適應性。產(chǎn)品需要滿(mǎn)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性。

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