高度发达的航空制造技术，已经成为衡量一个国家综合经济实力与科技发展水平的重要标志。上世纪中期以来，随着以机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统为基础的先进制造业（Advanced Manufacturing Technology）的空前发展；新技术、新工艺、新产品竞相问世，航空工业制造技术的发展水平和规模，近年来处于整个制造业的前沿，起着领航和导向的作用。

一、航空工业制造技术的特征

与传统的制造业相比，航空工业的先进制造技术主要有以下几个重要特征：

（1）航空制造领域的数字化和信息化程度较高，包括设计开发、生产控制和品质控制为中心的数字制造、信息传递、生产流程和客户需求分析为中心的数字设计；多领域统一建模和多学科优化设计技术、虚拟样机技术、数字化工艺技术、虚拟装配和柔性装配技术、品质保证技术和资源管理技术为核心的全程信息化管理。

（2）航空制造行业对产品的精度及使用工况要求较高，航空产品一般需满足其在高温、高压、高湿、强冲击、强磁场和强腐蚀等工况条件下的使用，其形状结构复杂，加工制造难度较大。

（3）航空产品的自动化生产要求较高，航空产品制造技术本身就是一个由现代技术、加工技术和企业管理等所构造的高度集成化系统；具有人机一体化、自组织和超柔性、学习能力与自我维护能力等高度智能化能力。

（4）航空制造业发展的网络化进程加快。航空产品在市场竞争中面临着多方压力，不断变化的市场需求需要航空制造产业在生产和管理中运用网络虚拟制造技术与网络虚拟管理技术进行内部体制改革，集中力量发展核心业务。

二、先进航空制造技术的应用

航空先进制造技术是传统制造技术与微电子、计算机、自动控制等高新技术相融合，集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、管理学等新成就于一身的新兴制造技术，产品主要向高性能、高轻型、高可靠性、高舒适型、高安全性以及长寿命和低成本的方向发展和革新。

近年来，国内先进航空制造技术的发展，主要体现在以下3 个领域：复合材料加工、电子元器件设计与安装和新型金属加工成型技术。

复合材料领域，如可大幅度降低涡轮发动机净质量和燃料消耗的高温陶瓷基复合材料，轻型航空结构复合材料，具有弹道防护功能的复杂几何形状的制造加工技术。

电子元器件设计与安装领域，诸如宽禁带与碳化硅装置、锂电池、MEMS的先进封装与加工技术。

金属加工成型领域，诸如材料的加工、铸造、锻造以及连接技术，包括飞行器的轻质薄壁件的加工成型与高强度钛合金、高温合金等的制造工艺技术。

现代精密电子元器件设计与机械加工中，对精度要求极高，如飞机陀螺仪中的精密轴承，其圆度、圆柱度、表面粗糙度等，均需达到纳米级别。

要缩短航空产品的研制周期、提高产品的设计品质、降低产品装备的全生命周期成本和提高产品研制的经济可承受性，全过程信息化与数字化技术是一个有效的解决途径。

航空产品十分复杂，存在着机、电、液、气、热、控等多领域耦合，在设计时需要对其功能、结构、性能、装配提供统一的建模机制；并在模型的基础上，针对实际产品的特征和需求，用多学科解耦体系和优化技术，获得高精度、高性能和高性价比的产品设计模型。

采用虚拟样机技术、数字化工艺技术与虚拟和柔性装配技术，对航空产品进行虚拟环境下的装配生产和品质评估，不仅可以缩短产品的研制周期，而且还能为航空产品的高品质装配、批量化生产、使用与维护提供有效的保证。航空产业的快速发展，离不开先进的航空制造技术，如在航空发动机、飞机驾驶舱薄壁舱壳、机载相控布阵雷达天线等复杂仪表结构件的制造过程中所采用的超高速精密加工机床，其主轴转速达到6 万r/m in 甚至更高，功率50 kW ，加工精度可达到纳米级别。

航空材料构件的服役环境极端苛刻，对材料性能的要求极高，如输油管道中的精微齿轮轴承及钛合金阀门、涡轮发动机中的涡轮叶片与涡轮盘、飞行员座椅弹射器中的弹触器等关键部件，要保证其高性能及高稳定性，必须经过先进的精密化学热处理工艺或精密真空热处理工艺，才能满足使用要求。针对特殊材料（如特软、特硬、脆、耐磨、难切削）、特殊形状尺寸（特大、特小、特薄、特复杂）或其它特殊条件约束下使用的工件，航空制造业先后发展了电火花加工、电化学加工、高能束加工、超声波加工、液体喷射加工、化学加工与复合加工等特种加工技术。

三、航空制造管理系统的应用

航空先进制造技术的应用，已逐渐成为一种战略行为，其战略意义在于提升国家的创新能力。但国外研究发现，先进航空制造技术的应用，必须要与实际的组织情境和管理实践相结合，要与人力资源管理相匹配，特别是要与组织行为相融合，才能从根本上提升一个国家的综合创新能力。

3.1 传统航空制造系统存在的缺陷

传统的航空制造产业管理系统，存在着以下缺陷：

（1）理论研究缺乏学科交叉性和推广性：容易造成技术与管理脱节，研究成果不能在第一时间直接转化为生产力。

（2）管理导向缺乏先进性与应用性：管理观念陈旧，管理技术落后，管理视角过于偏重生产流程管理，对技术发展形势评估、国际行业竞争及整个生产流程的成本控制重视不足。

（3）管理方法缺乏融合性：偏重于单个流程模块的控制，割裂了各流程模块的整体功能联系。

（4）管理模式缺乏战略性：只注重生产流程的成本管理，忽视了供应商与客户的成本管理；只注重企业的微观成本和效益管理，忽视了社会效益和社会成本管理。

（5）管理理念缺乏技术与经济相统一的综合发展思维。

3.2 航空产品虚拟制造管理系统

随着经济全球一体化进程的加快，航空制造产品市场的进一步扩大，以及客户多样化和个性化需求的日益发展，建立航空产品的整体虚拟研制V M（Virtual Manufacturing）与生产，已经成为当今航空制造技术发展的必然趋势。

虚拟制造以网络结构组织为骨架，以信息技术为依托，综合了制造过程中的生产作业管理和成本计算控制，对产品的市场价值进行整体评估，同时包含了企业人员激励与能力培训。

虚拟制造技术主要包括虚拟中心创建、虚拟中心管理与人力资源管理3 个中心模块，其管理系统的流程示意图如图1所示。

图1 航空制造管理系统示意图

（1）   虚拟中心创建。虚拟中心兼有企业与市场双重模式，以先进信息技术为依托，以企业与市场双重模式的信任与合作为基石，以生产任务的需求为组织形式，快速、高效、低成本地向客户提供产品，并完成R＆D（虚拟研究与开发） 成果价值认定，提升R＆D研究成果从科研部门向制造企业转移的步伐。

（2）   虚拟中心管理。虚拟中心是一种全新的组织模式，它不仅依赖于信息网络的建立，而且还与企业员工素质、生产管理水平和企业组织方式有高度密切的联系。虚拟中心管理以生产流程中各个科研团队之间的信任为基石，以“双赢”战略为发展的动力。

（3）   人力资源管理。在航空制造系统中，技术的发展与进步，往往体现为先进设备的制造与使用，因此人与机器的相互适应，就需要进行协调管理，通过相应的知识教育和技能培训，加深技术工人对新技术的理解，提高其认识和学习能力；通过细致的生产流程环节划分，增进工人认识、接纳新技术的能力，并促进其与企业之间的凝聚力。

四、航空制造技术的未来发展趋势

综观近年来国内航空，航天事业的飞速发展，航空制造产业的不断发展壮大，我国的航空制造技术已经取得了明显的进步，借鉴国外航空先进制造技术近年来的发展趋势，国内航空先进制造技术，未来将需在以下方面进行技术改造和提升。

4.1 制造过程自动化

主要依赖于制造系统中集成技术、系统开发、人机一体化制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术等，其将航空产品的设计、论证、生产、调度、装配以及品质与安全检验等环节融为一体，简化了生产流程，提高了生产效率，并缩短了产品从试制到量化生产的时间。

4.2 纳米制造及仿生制造技术

随着我国未来国防战略对战机作战性能要求的不断提高，诸如隐身功能、超音速巡航、高机动性等，纳米制造技术作为纳米技术开发的重点之一，融合了其它各种“学科”的关键技术，可用于发动机中的单晶高温叶片、复合结构隐身材料的涂层以及机载微电子芯片等关键航空部件的生产过程。

仿生技术主要应用于飞机的整体结构设计，模仿生物形态、结构和飞行控制原理设计制造出功能更突出、效率更集中，并具有高度仿生形貌特征的航空飞行器。

4.3 绿色制造技术

随着资源的过度开发以及环境破坏程度的日益加剧，绿色制造技术开始逐渐被人们所关注并重视起来。其目的是使产品在开发、设计、制造、装配、运输、销售以及使用、维护的整个过程中，达到资源优化、绿色生产和对环境污染的最小化。

4.4 产品的模块化构造

产品的模块化构造主要表现在：

（1）功能选择性。允许用户在产品基本功能的基础上添加一些特定的功能要求。

（2）产品形式多样化。在保证制造过程最简化的条件下，通过标准制件的组配，获得多样化产品。

（3）产品升级改造。紧跟技术和用户需求发展，对产品进行适时升级改造，满足用户的最新需求。

（4）产品的适应性。产品需要满足在不同使用环境下工作的要求，需要产品本身具有很高的适应性。

（5）可更换性。产品在使用过程中可以满足更换替代的使用要求。