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  • 参与航空制造国际工业合作在建设民航强国中的作用初探

    伍德海 编 辑:张薇 2021-10-28 20:47:00

      摘要: 

      建设民航强国是我国民航业的发展战略。民航强国不仅体现在高效的运营体系、在国家交通体系中的重要作用、完善的航线覆盖、广泛的服务领域、以及成熟的管控体系上,也体现在强大的民用航空器设计、制造、维修保障能力上。航空制造能力的提升可以立足于自主发展、自我提升,也可通过参与航空制造国际工业合作,快速学习国际上先进的产品设计、材料、制造工艺、质控体系、供应链管理以及生产体系,并应用于本国的航空制造业中,从而实现跨越式发展。本文论述了参与航空制造国际工业合作在建设民航强国战略中的必要性和重要意义,并得出民航业和航空制造国际工业合作应该相互加强和相互促进的结论。 

      关键词:民航强国、工业合作、航空制造 

      一、   民航发展的总体思路 

      近年来,为促进民航业又好又快发展,上至国务院,下至民航业自身都进行了深入研究并出台了相关政策。 

      2010年,中国民用航空局印发了《建设民航强国的战略构想》;2012年,国务院发布了《国务院关于促进民航业发展的若干意见》;20165月,国务院发布了《国务院办公厅关于促进通用航空业发展的指导意见》;20165月下旬,民航局出台了《关于进一步深化民航改革工作的意见》,提出了“一二三三四”的总体工作思路,明确要进一步深化民航改革,坚决破除束缚民航发展的各种瓶颈,不断解放和发展民航生产力,充分释放民航发展的活力,努力开创民航发展的新局面[[1]] 

      以上几个文件对我国民航业未来一段时间的发展指明了方向:深化民航改革,建设民航强国 

      面对建设民航强国这个战略方向,我们首先要问的两个问题是:什么是民航强国?我们怎样建设民航强国? 

      (一)   民航强国的概念 

      《建设民航强国的战略构想》对民航强国的概念有明确的定义: 

      民航强国,是指民航业综合实力位居世界前列的国家,表现为民航业在国家经济社会发展中发挥战略作用,具有很强的国际竞争力、影响力和创新能力。民航强国的核心是服务大众能力、国际竞争能力和创新发展能力。具体表现为航空公司强、机场强、空管强、技术支撑和服务保障系统强、政府对民航的发展引导和管理能力强、以及这五个方面的协同能力强。[[2]] 

      (二)   怎样建设民航强国 

      建设民航强国是一个涉及方方面面的系统工程,但是有一个显而易见的问题是: 

      没有强大的航空制造,是否算是民航强国? 

      要回答这个问题,可以先看一看完整的民用航空体系都包含什么因素。 

       

      1-1 民用航空体系 

      1是民用航空体系的示意简图,我们可以看到,民用航空体系总体上可以分为三个层次:航空制造、航空运营及航空服务。狭义上的民用航空常常是指航空运营和航空服务,而整体意义上的民用航空还包括民用航空器的制造。毕竟,没有航空器,航空运营和航空服务就成了空中楼阁,无从谈起。 

      由此,我们对第二个问题的答案可以这样回答:无论建设民航强国可以从多少个方面入手,这些工作都需要归结到航空制造、航空运营及航空服务三个层次上。成为航空制造强国,是建设民航强国不可或缺的一环。 

      那么,如何建设航空制造的强国呢? 

      二、   建设航空制造强国的途径 

      建设航空制造强国是建设民航强国的基石,发展强大的航空制造业、拥有具有自主知识产权的民用航空器是保证民航业健康发展、自主发展的基本条件之一。建设航空制造的强国通常有以下三种途径: 

      第一:独立自主发展航空制造业;第二:以市场促进技术引进,与国外飞机制造商如空客或波音在中国建立合资企业;第三:参与航空制造国际工业合作项目,培养和发展自己的航空制造能力。下面对这三种方式进行一些分析。 

      (一)   独立自主发展航空制造业 

      1.      独立自主发展航空制造业的有利条件 

      独立自主发展自己的航空制造业,对中国这样一个大国而言是一种非常自然而又合理的选择。选择这种发展道路的原因主要有以下两点: 

      第一:中国对民用飞机有巨大的市场需求,是全球飞机需求增长最快、绝对需求量领先的单一市场。根据波音公司的预测,未来20年,中国民航需要6810架新飞机,市场价值1万亿美元(如图2-1所示)。空中客车公司和中国商飞也有类似预测,比如中国商飞预计中国未来20年新飞机的需求为6865架,市场价值9293亿美元[[3]]。未来二十年高达万亿美元级别的国内市场需求是支撑我国航空制造业独立自主发展的最根本的动力。 

       

      2-1:波音对中国2016-2035间飞机需求的预测[[4]] 

      第二:我国拥有门类齐全的航空制造业体系,这是航空制造业独立自主发展的现实基础。我国的航空制造业从业人员50万人左右,涉及的领域包括基础研究、材料、锻铸造、机械加工、航空电子、部件制造、装备生产、航空发动机、内饰、装配及总装、飞机/发动机设计、维修等各个方面。门类齐全的工业制造基础和庞大的从业队伍使得自主发展航空制造业成为可能。 

      2. 独立自主发展航空制造业的困难与挑战 

      自主发展航空制造业虽然具备市场需求和现实基础,但是具体实施上却难度非常大,主要体现在以下三个方面: 

      第一:我国民用航空器设计制造缺乏足够的经验。我国历史上设计或生产过的民用航空器包括:运10、运7、运12、新舟60、新舟600ARJ21。因各种原因,这些飞机均未大量投入过民航业的运营[i],其设计、制造、售后支援体系和西方同类型飞机相比尚有明显差距。 

      第二:我国的航空材料、加工工艺、制造装备、质量控制及生产管理和国际先进水平还有较大差距。 

      第三:我国在设计制造民航飞机使用的涡扇发动机方面尚无先例和经验。我国现役的民用运输飞机新舟60使用了普惠涡桨发动机,ARJ21则使用了GE公司CF34-10涡扇发动机。 

      以上分析表明,在坚持自主发展航空制造产业的同时,为了实现跨越式发展,还需要借助其它形式和手段来助推产业提升。 

      (二)   以市场促进技术引进 

      在我国工业界,谈到以市场促进技术引进,最容易想到的例子是高铁。事实上,民用航空制造业方面以购机促进技术引进的例子也不鲜见。 

      1. 航空制造业以市场促进技术引进的历史 

    项目名称 

    年份 

    合作内容 

    项目状态 

    MD-82 

    合作生产 

    1985 

    上飞、麦道合作生产MD-82 

    生产35架份后,项目结束 

    MPC-75 

    联合研制 

    1987 

    中航技、德国MBB公司联合研制70-80座级支线机 

    未达成合作协议 

    MD-90 

    合作生产 

    1992 

    上飞、麦道合作生产MD-90 

    生产两架后,项目中止 

    AE-100 

    联合研制 

    1996 

    中航工业、新加坡科技、欧洲AIA联合研制AE-100 

    1998年项目取消 

    A320 

    合作总装 

    2006 

    中航工业一、二集团、空客、天津保税区合作总装A320飞机,合作模式采用外来大部件总装,除大翼由西飞供应外,其它大部件全部进口。 

    项目执行中,月产4架份 

    A330 

    完成中心 

    2015 

    中方联合体、空客合作建立A330轻量版完成及交付中心,本地化工作量仅为内饰。 

    尚未建成 

    B737 

    完成中心 

    2015 

    中国商飞、波音合作建立B737完成中心,本地化工作量仅为内饰和喷漆。 

    尚未建成 

      2-1:中国对外合作飞机项目 

      2. 以市场促进技术引进的效果分析 

      30多年来我国利用民机市场促进技术引进的历史来看,这些项目要么无疾而终,要么半途下马,要么缺乏实质性制造内容,对我国的航空制造产业没有带来太多益处。从综合效果上来看,甚至影响了我们独立研发自主知识产权飞机的计划和进程。 

      (三)   航空制造国际工业合作 

      1. 航空制造国际工业合作的定义 

      航空制造国际工业合作是指国内航空制造厂成为国际航空制造业供应链的一部分,向国外OEM厂商(原设备制造商)或上一级供应商供应航空产品,以安装或集成在非特定最终用户使用的航空器上,从而形成的一种供应合作关系。 

      2. 航空制造国际工业合作与以市场促进技术引进的异同 

      航空制造国际工业合作和以市场促进技术引进的方式有着本质的区别。其主要差别如下: 

    类别 

    条目 

    航空制造国际工业合作 

    以市场促进技术引进 

    合作内容 

    零部件制造,大部件组装,两者并重 

    飞机总装为主,少量制造为辅,且多限于内饰、喷漆等非核心制造工序 

    最终用户 

    全球客户 

    中国客户 

    附加值 

    经济增加值高,技术引进实际效果好 

    由于合作内容的限制,除了在总装和对接技术方面有一些益处外,更多的时候是以劳动力和厂房土地获取经济收益,对项目所在地的地方经济有贡献,而对整个航空制造业的贡献则不大 

      2-2:工业合作与市场换技术的比较 

      三、   航空制造国际工业合作对国内航空制造业的提升作用 

      航空制造国际工业合作对于在民用飞机制造这个层次上建设民航强国具有十分重要的作用,有助于提升国内航空制造业水平,其作用主要体现在以下几个方面: 

      (一)   技术提升 

      航空制造国际工业合作可以帮助国内企业实现技术提升。80年代我国航空制造厂和西方航空制造企业开始工业合作之后,逐渐认识了西方航空制造体系,并在许多方面取得了长足的进步。通过国际工业合作获得的技术提升主要体现在以下几个方面: 

      1. 掌握国际上先进的规范体系 

      国际工业合作可以帮助国内企业掌握国际上先进的规范体系,包括材料规范、制造规范、设计规范等。例如:增材制造技术(俗称3D打印)是近年来工业制造领域出现的颠覆性技术,国内某机构通过中国航材集团公司牵线,和空中客车公司达成了合作关系。该机构不仅了解了西方3D打印的技术规范,亲历了规范的演进,并且在规范演进过程中贡献了自己的优化建议,实现了共同成长。 

      2. 获得对航空新材料的认知和经验。 

      参与国际航空工业合作可以同步了解国外厂商在新型航空器或发动机上使用的新材料以及对这些新材料进行加工处理的详细信息。这些知识不仅能够使用在国际合作项目上,也能在国内项目上获得应用。比如新一代单通道飞机使用的LEAP发动机在涡轮盘上使用了Rene65这种新型材料,国内某单位因参与LEAP发动机工业合作,所以和国外厂商同步获得了该材料的信息,并针对此材料的机械加工进行了同步研发。 

      3. 其它方面的技术提升 

      国际工业合作还有助于机械加工技术、特种工艺等方面获得快速提升。例如,通过国际工业合作,国内航空制造企业学习了柔性加工的理念和技术,并在国内逐步推广了该项技术。又比如,通过国际工业合作,我国航空制造业的特种工艺十多年前开始接受NDCAP认证,逐渐融入了国际特种工艺认证体系。 

      (二)   管理提升 

      国际工业合作对于航空制造行业生产管理体系的提升时常被忽视;事实上,管理提升和技术提升同样重要。通过参与国际工业合作,我国航空制造行业充分感受到了先进的生产管理在提高生产效率、降低物料库存、优化供应链管理、保证产品质量、确保生产交付以及控制生产成本等多个方面所具有的巨大作用。 

      我国航空制造业在对外工业合作中学习了以下先进的生产组织和管理理念: 

      1. 敏捷生产与罗罗公司的“40天发动车”生产体系 

      以罗罗公司为代表的公司提出的“及时生产”(Just-in-time Production),又称为“敏捷生产”、“零库存生产”等。罗罗公司的生产体系在15年前被称为“40天发动机”,其标志性的特点是以市场需求来拉动生产的组织管理,在生产过程中保持极低的物料库存水平(“零库存”);从获得航空公司的发动机订单开始,将需求传递到它的整个供应链,到最后发动机交付给客户,只需要40天的生产周期[[5]]。罗罗公司的供应链遍布全球,其生产管理体系具有极高的严密性、供应链成熟度和较强的控制力。国内多个航空发动机主机厂均和罗罗公司开展了合作,也学习了罗罗公司“40天发动机”生产体系的理念;其它开展国际工业合作的工厂也从各自的客户那里吸收了类似的理念。这对提高我国航空制造业生产组织和供应链管理具有十分积极的意义。 

      2. 对标和精益制造 

      以波音公司为代表的公司提出了“对标”(Benchmarking)和“精益制造”(Lean Manufacturing)的理念。波音公司在与国内工厂合作的过程中,始终坚持灌输“对标国际最佳实践,提高精益制造水平”的理念;通过对供应商反复审核、评估及反馈,将航空制造业内先进的生产组织管理理念带给了合作工厂,一方面提高了产品质量和交付准时性并降低了产品成本,另一方面也帮助国内供应商提升了生产组织的管理水平。 

      3. 5M生产体系和GRAMS 

      以空客公司为代表的公司则先后提出了“5M生产体系”及“航空材料供应商通用要求”(GRAMS)。空客公司通过专项培训向供应商灌输这些生产组织理念,同时通过每年一次的“工业过程控制审核”(IPCA Industrial Process Control Audit)来评估供应商的生产管理是否符合要求。 

      4. 其它生产组织和管理理念 

      其它引领航空制造业的企业还提出了另一些名称虽然不同,但是本质上较为接近的生产组织管理理念,如GE公司(通用电气)提出的“六西格玛管理”(6-sigma),普惠公司提出的“ACE”(获得竞争优势)等。 

      中国航空工业集团公司在吸收国外生产组织管理理念的基础上形成了自己的6S管理体系,并在全行业推广,对提高全行业的生产组织管理水平起到了积极作用。 

      (三)   质量控制体系的提升 

      在开展国际工业合作项目之前,我国航空制造企业的质量控制体系和国际上成熟的质量控制体系相比较而言,还存在以下问题:质控体系不够完备,质控意识不足,质控标准执行不到位,过度依赖产品终检,忽视过程控制等等。 

      1. 我国航空制造行业典型的质量失控事件 

      2005年,国内某主机厂在向波音提供的某大型部件出现了未经授权的打磨,导致波音对其质控体系亮红牌,产品检验只能委托第三方。 

      2008年,国内某发动机主机厂向斯奈克玛公司供应的某零件反复出现质量超差,且无法确定产生超差的根本原因,导致质检体系被取消,只能委托第三方进行质检。 

      2015年,国内某厂在向空客提供的一类关键件上发现裂纹,导致空客启动了为期一年多的根本原因分析和问题再现模拟,耗费了大量的人力和物力。 

      以上事例表明,尽管我们的航空制造业已经建立了质控体系,但是在很多方面还不够完善,质量失控事件时有发生。 

      2. 国际工业合作提升了国内质量控制体系 

      和国外OEM厂商开展国际工业合作极大提高了我们的质控体系,主要体现在以下几个方面: 

      第一:通过学习、消化和吸收合作项目中采用的外方质控体系,国内航空制造企业完善了自己的质控体系,在体系化和覆盖面上均获得了较大的提高。 

      第二:引进了国际上先进的失效分析工具和风险控制工具,比如空客用于质量缺陷分析的8D模型和用于风险防范的PFEMA风险分析工具等。 

      第三:强化了质控体系执行的重要性,扭转了许多生产单位质控体系成为摆设的无效局面。 

      第四:树立了质控体系中过程控制重于产品终检、风险防范优于事后补救的思想。 

      (四)   人才培养和人才储备 

      开展大部件国际工业合作项目的主机厂往往有上千人参与了项目的设计、工程、生产、质控及项目管理等工作;规模小一点的专业厂从事国际工业合作项目的人员也往往有数百之多。在多年的对外合作和人员轮换过程中,这些国际合作项目为国内项目培养了大批人才,有力地促进了国际航空制造先进技术和知识向国内项目的转移。 

      (五)   工业合作对国内飞机研制的促进实例 

      参与国际工业合作项目也为我国研制自己的飞机型号打下了坚实的基础。以C919飞机的研制为例,下图是C919飞机国内主要供应商: 

       

      3-1 C919飞机国内主要供应商[[6]] 

      其中,西飞、沈飞、成飞、上飞、哈飞参与的主要国际合作项目以及它们为C919供应的大部件对应关系如表3-1所示。 

    公司 

    主要转包项目 

    C919供应部件 

    西飞 

    A320机翼大翼、中央翼盒、检修门、B737-NG/MAX垂直尾翼、内襟翼、B747-8垂直尾翼、内襟翼、B767客改货底板梁、意航ATR16/18段机身、B787扭力盒 

    中机身-中央翼、外翼盒段、前缘缝翼、襟翼、副翼 

    沈飞 

    B737NG/MAX 48段后机身、B777 扭力盒复材壁板、复材平尾/垂尾翼尖、B787垂尾前缘、翼尖、Dash-8货舱门、Q400中机身、CS100总装、SSJ-100配套零件、A320机翼前缘、应急舱门、ATP方向舵 

    后机身、吊挂、APU舱门、垂尾 

    成飞 

    A320机头1#框、前起落架舱、A330机头 1#框、MD80机头(历史项目)、B737-NG/MAX方向舵、B787方向舵、B747-8副翼、扰流片、平尾、B737前登机门、A320后登机门、A380前起落架舱门、A350XWB扰流板、下垂板等 

    机头 

    上飞 

    B737NG/MAX平尾、A320货舱门门框、MD80(历史项目)主起落架舱门、前起落架舱门、货舱门、后服务门、平尾等 

    平尾、ART舱门、中机身-中央翼 

    哈飞 

    B787翼身整流罩、垂尾复材件、A350XWB复材方向舵、机腹整流罩、19段检修舱门、升降舵、A320复材件、GKN发动机短舱复合材料件、ERJ145总装 

    翼身整流罩、前起落架舱门、主起落架舱门 

      3-1:典型主机厂的国际工业合作项目与C919供应部件 

      对比这几个主机厂参与过或正在参与的国际工业合作项目和为C919提供的大部件,可以发现C919的结构件供应商选择基本和各主机厂对外开展的工业合作项目是相对应的,充分利用了各主机厂多年来对外工业合作中形成的专业能力。国际工业合作对国产民航飞机研制所起到的推动作用非常明显。 

      四、   航空制造国际工业合作和建设民航强国的相互促进及政策建议 

      1. 航空制造国际工业合作和建设民航强国的辩证关系 

      航空制造国际工业合作和建设民航强国之间可以相互促进。一方面参与航空制造国际工业合作可以提升国内航空制造业的综合水平,助推我国研制开发自主知识产权的民用飞机,从而在航空制造这个层面促进建设民航强国。另一方面,建设民航强国必将提高航空运输对民航飞机的需求,从而通过购机影响力扩大国外OEM厂商与国内航空制造企业之间的工业合作范围和规模。 

      2. 政策建议:利用民航业发展促进国际工业合作 

      建设民航强国离不开建设强大的航空制造业,民航业要充分利用中国民航市场未来对飞机的巨大需求,在购机谈判中积极推动国外OEM厂商加强和中国航空制造产业在飞机大部件和发动机单元体制造方面的工业合作,带动我国航空制造业在材料、制造加工、工程、装备制造、航空设计、质量控制及生产管理等各方面取得实质性的进步,最终推动我国开发自主知识产权民用飞机的进程。 (伍德海   中国航材集团 )

       

      参考文献: 

     

     

      


      [i] 历史上曾有50架运7 投入民航运营,现已全部退出;运12共生产200余架,大部分销往第三世界国家;新舟60共生产100余架,大都销往或援外给第三世界国家;ARJ目前共有两架投入运营。 

     

     

      


      [[1]] 中国民用航空局.关于进一步深化民航改革工作的意见[Z].(2016-05-25)[2016-12-26]. http://www.caac.gov.cn/XWZX/MHYW/201605/t20160525_37549.html 

      [[2]] 中国民用航空局. 建设民航强国的战略构想[Z].2010 

      [[3]] 中国商用飞机有限责任公司.中国商飞2016-2035年民用飞机市场预测年报[EB/OL].(2016-11-01)[2016-12-26]. http://www.comac.cc/xwzx/gsxw/201611/01/t20161101_4450747.shtml 

      [[4]] The Boeing Company. Current Market Outlook 2016[R/OL].[2016-12-26]. http://www.boeing.com/resources/boeingdotcom/commercial/about-our-market/assets/downloads/cmo_print_2016_final_v6.pdf 

      [[5]] Rolls Royce.Rolls Royce Production System[Z].2002 

      [[6]] 千龙网. 国产大飞机C919将于今年下半年首飞 最快2017年开始正式交付(2[EB/OL].(2016-06-14)[2016-12-26]. http://mil.qianlong.com/2016/0614/675697_2.shtml?t=1465893951803