通用飞机项目研制中的创新与应用

文/查浩宇 黄彦 雍明培



通用飞机项目研制中的创新与应用

文/查浩宇 黄彦 雍明培

0　引言

我国航空制造业经历了60多年的发展历程，而通用飞机的发展却始于上世纪80年代。由于种种原因，通用飞机长期得不到重视和发展。近年来，通用飞机研发正得到业界和学术界的关注，国家在“十二五”发展规划中将通用飞机的发展作为下一个经济增长点，各地雨后春笋般地成立了多家通用飞机制造企业和运营基地，把通航产业的发展推到了一个新的历史时期。通用飞机的研制正在向“探索一代、预研一代、研制一代、生产一代”的格局发展，经历了测绘仿制、改进改型、参考样机设计、初步自主研发的过程，通过国际合作，以引进消化吸收再创新为突破口、重点加强集成创新，逐步走上自主创新发展的新阶段。

通用飞机产业发展关键是看产品的竞争力，我国通用飞机的研发沿用了军用飞机的研发理念，国产通用飞机型号少，与国外先进的通用飞机相比，存在销售价格高、成品可靠性低、使用维护不便、运营成本高、售后体系缺失等诸多问题。结合中航通飞研制领世300（AG300）项目过程中遇到的设计流程、项目管理及质量控制等方面的问题，通过西锐SF50合作研制项目，对通用飞机研制流程、项目组织形式、供应商管控、风险控制等方面开展项目研制创新，并在AG300研制中实施，理顺了研制流程。

1　我国通用飞机产品研制的现状与不足

中航通飞公司在2010年收购了美国Epic公司的资产，获得了四款先进的超轻型公务机的全部无形资产。其中试验类飞机Escape是一款全碳纤维复合材料机体结构的5座轻型单发涡桨飞机，经过充分的论证，公司决定选择该型飞机作为率先研制发展的轻型公务机。在原型机的基础上采取“引进－消化－吸收－再创新”的产品研制策略，开展进一步优化升级，使其从试验类飞机转化为满足适航要求的通用飞机，该机型命名为领世300飞机（简称AG300）。

中航通飞公司立项开展AG300飞机的研制，希望尽快完成从军用飞机到通用飞机的项目研制转换，通过AG300项目的研制及与西锐公司SF50项目合作的对比，发现我们在通用飞机研制方面的差距，重点在设计整体理念上，缺乏与市场需求的关联性。而国外公司注重顶层策划和跟踪落实，注重细节控制，注重实效。

1.1设计理念滞后

我们依旧按照军机模式开展项目研制，没有建立全面以“客户和市场”为中心的设计理念和商业模式。缺乏顶层的用户、市场、产品的需求分析，个别项目甚至没有开展任何的需求分析工作。尤其缺乏产品商业模型和国内售后体系，对飞机产品的维护缺乏经验，难以找出产品研制的盈亏平衡点，全寿命周期内的盈亏不确定，难以实现商业成功的目标。

1.2按公司组织形式管理项目研制

项目之初就开始要求按照项目制进行管控，但是实施过程中项目组织形式与当前的公司组织形式相矛盾，集成项目团队（IPT）流于形式，信息沟通困难，对市场、用户反应慢。项目组织形式难以落实，项目经理没有得到真正的授权，对参与项目的人、财、物控制力太弱。

1.3缺乏协同研发数字化平台

信息化建设有待升级，虽然在数字化方面有一定的基础，但是重点还是在PDM上，没有实现贯穿整个产品研制的全寿命周期的数字化工作流程。软件信息化工作基本沿用军机研制思路，投入大，周期长，更改反应慢，难以满足快速产品研制的信息化要求和成本要求。

1.4供应商管理体系落后

缺乏满足民机研制需求的供应商管理体系，按国内军机模式管理国外供应商，不了解国外成品的研制模式，控制不到位，影响产品研发的进度和质量。缺乏构型控制体系，尤其是通用飞机型号研制构型多、改型多，研发数据管控复杂，给项目构型状态、过程控制带来很多困难。

2　国外先进通用飞机研发模式分析

西锐飞机公司是当前全球通用飞机方面最具竞争力的公司之一，其活塞类飞机的销售一直处于领先地位。该公司的先进研发理念主要体现为：以客户需求为中心，以商业运作为核心；强调IPT（集成产品团队）的重要作用；重视产品全寿命周期的“五性”设计。2.1项目制的组织架构及管理模式

西锐公司在确定新的研发项目后，立即成立临时性的项目管理组织，并根据项目进展的人力需求曲线合理的进行人员补充和调配。公司在项目上设置了一名项目负责人，由公司负责开发的副总裁担任，下设一名项目经理。项目经理之下设有设计经理、制造经理、质量经理、市场经理、财务经理和采购经理。在设计经理之下还设有各专业工程师，由此组成整个项目的组织架构。

为保证项目的顺利进行，按照项目研制的不同阶段和工作内容形成各级研制工作，包括设计、试制、试验等。项目总体按里程碑节点进行细化，编制工程项目研制计划，落实研制各阶段的主要工作和相互配套关系。同时，西锐公司的联合项目在各合作方之间实施定期管理例会制度和每周例会制度，还有专题会议以解决研制中出现的突发问题。

2.2 独特的设计流程和专业团队

西锐公司虽然飞机型号不多，但经过多年的型号优化，积累了丰富的研制经验，逐步形成了独有的通用飞机设计流程，并应用到SF50项目的研制中。该机型的研制充分展现了美国试验类飞机研制的特点。优先设计制造了理论样机，在基本确定布局及初步总体气动性能后又研制了测试样机，用于空测载荷等数据的获得和外形修改，同步验证各系统的可靠性、工业路线准备及适航基线。最终按适航状态研制取证量批产品，保证取证进度的同时完成生产规划。取证完成后，立刻开展批量制造工作。

同时，其团队建设注重专业技术。首先，西锐公司聚集通用飞机领域专家，并提供良好的专业人才成长环境，让具有通才潜质的人员在多专业领域交流进步；其次，注重设计模式的开放性，在适航允许的范围内，主动开展多项适航验证试验和特有的科研试验；更重要的是其独有特色的试飞测试团队，多年从事通用飞机试飞的专业飞行员团队和专用的实时试飞数据传输及监控系统，保证能够在一个飞行架次上获取多个试飞数据；最后，与适航审定部门FAA保持良好的信任及合作关系，在项目遇到困难或瓶颈时，能够得到FAA强有力的支持。

2.3高度并行的研发模式

西锐公司在SF50研制期间，充分利用数字化设计手段及互联网优势，构建了与各供应商之间的快速协调平台，同时实现了基于全数字样机的设计信息交互平台。

基于PTC公司的windchill系统实施全项目构型管控，构建了设计、文档和产品模式，分别对不同的数据进行管理。系统可以通过远程调用，快速得到构型、标准件、重量等BOM表，确保研制过程数据的正确性、完整性、唯一性、及可追朔性。如在起落架设计过程中，设计充分利用数字化样机（DMU）的设计手段，与起落架、发动机等设计供应商一起开展并进行设计工作，明确并冻结所有物理、电气、管路接口，控制清晰、明确、可检查，在此基础上利用数字样机运动协调开展干涉分析。这样不但提高了设计质量，减少了试制反复，还可以检查产品的维修性。

2.4深入细节的质量控制

在质量管理方面，国内外都建立了符合或等同与ISO9001的质量管理体系，但是在实际的操作过程中，还是有很大的差别。西锐公司不仅重视现场试验，更重视设计评审，评审前必须将待评审文件提交评审人员，评审人员以书面形式将更改意见和建议反馈，文件修改后，再集中各专业专家和相关管理人员进行一次评审。在飞机制造过程的质控中，西锐公司只在关键工序上设置QA，上一道工序的检查工作由下一道工序承担，既保证了工艺上的层层递进，也保证了对前一道工序的质量，对整个工艺策划提出了很高的要求。

3　国内通用飞机产品项目研制的创新应用

在新型单发涡桨通用飞机AG300的研制中，抛开以往的组织框架，针对新机型的特点，提出并实践了一些新的项目研制方法。

3.1改变设计理念

在AG300的项目启动和研制中，我们进行了数次市场调研，与专业的调研公司合作，确定了型号的市场定位，同时，赴北美地区与潜在客户开展面对面的访谈调研工作。其次要重视需求管理工作，依据科学理论合理制定落实各阶段相关工作。最后，充分重视“六性”工作，将安全性、可靠性、维修性、测试性、经济性和综合后勤保障要求贯彻在整个研制过程中，赋予“六性”人员一票否决的权利。

3.2按项目制开展研发工作

按照项目制进行管控，首先加强项目顶层策划，达到策划完整、操作性好。其次，学习国外先进经验，在项目管理中开展规范管理，日常管控到位。同时，在质量管理方面，确保产品全寿命周期的质量管理。

3.3建立民机研制的供应商管理体系

不局限于国内厂商，从全球范围内进行成品采购管控。尽可能去了解国外成品的研制模式，以尽可能避免影响产品研发的进度和质量。针对通用飞机型号研制构型多、改型多的特点，构建构型控制体系，控制研发过程。

3.4信息化流程管控工具

打造通用飞机集成协同的数字化研发平台，实现数字化定义方式由设计、制造等分散定义向并行集成方式转变。因此，即实现产品数据由多数据源向单一数据源转变，协调方式由模拟量与数字量并存向全数字量转变，管理模式由行政职能机制向并行协同机制转变。并基于型号的研发建立技术数据库，对数据实时规范管理，形成企业的技术数据基础。

4　结语

欧美等发达国家通用飞机发展经历了百年的时间，已经形成了较为成熟的研发模式，我国通用飞机的发展正处于初级发展阶段，需要向国外先进通用飞机企业学习。综合分析国外先进通用飞机企业（西锐公司）研发的优点，从我国通用飞机研发的实践，对照剖析差距，针对我国通用飞机研发中的弱项，在新型通用飞机研制项目中应用国外较为先进的项目管理方法。

作者简介：查浩宇（1979-），男，高级工程师，本科，从事飞机项目管理工作；黄彦（1986-），男，工程师，硕士研究生，从事飞机总体设计工作；雍明培（1967-），女，研究员，博士研究生，从事飞机总体设计工作。查浩宇、黄彦、雍明培任职于中航通飞研究院有限公司。