鉴于模块化大型飞机技术创新路径研究鉴于模块化的大型飞机技术创新路径研究谢光亚，林丽华 2021-03-04摘 本文运用模块化思想对大型飞机的技术创新路径进行商讨， 沿着“设计模块化－－生产要： 模块化－－供应模块化〞的剖析思路， 试试性的对大飞机家产的模块化应用实践进行分析，并进一步剖析大型飞机模块化生产的动因和经济效益， 进而指导中国的大飞机家产要点大飞机，模块化，技术创新，创新路径词：20 世纪 60 年月模块化作为一种解决复杂问题的有效方法开始应用于计算机家产中，今后在其余好多复杂产品领域中获取应用模块化的产品生产和设计催生了模块化的公司组织为了达成最后的产品，不一样的模块组织需重要密的合作，这样既降低了本钱，又提高了效率同时社会分工更为细化，不单促使了社会资源的合理分派和利用，并且提高了家产的竞争力本文试图运用模块化理论对大型飞机的技术创新路径问题进行研究一、模块化理论概括及应用范围〔一〕模块化理论概括模块化思想从广义上来说产生于 19 世纪末 20 世纪初，IBM 公司 1964 年生产的第一台模块型计算机 360 正是鉴于模块化原理，它的产生创始了信息家产的模块化时代而“模块化〞（ Modulari.ty 〕作为一个观点出此刻大家眼前是 1997 年卡利斯·鲍德温与吉姆·克拉克联名在哈佛商业议论发布了一篇名为?模块化时代的管理?的文章，该文初步提出了模块化理论。
今后，全世界的经济管理学家中浮现了研究模块化的高潮，研究内容主假如怎样将模块化理论和方法应用于复杂产品的生产设计， 此中包含新产品的开发、 产品设计、产品生产、 供应链管理、竞争策略等1990 年月中后期，日本学者国领二郎、 藤本隆宏等人从比较家产论的角度独立睁开了模块化理论他们把模块化理论引入到传统制造业－－以汽车家产为例，进而为模块化的研究供应了一个新的剖析视角 最近几年来以克里默和青木昌彦为代表的学者也从组织构造、 信息系统效率、外面投资环境的视角对模块化理论进行了研究，并从组织的信息效率比较论角度剖析了模块化理论我国学者对模块化理论的研究始于上世纪 90 年月，好多学者开始试试剖析怎样在公司生产中实行模块化方法以及模块化对公司生产组织、管理的影响浙江大学陈劲教授在?复杂产品系统创新管理?中运用模块化思想对高速缉私艇工程、城市地铁交通控制系统、车辆调动、大型计算机和电站控制系统等大型复杂工程运用模块化思想进行研究，并得出了鉴于模块化思想的大型复杂产品创新管理模式〔二〕模块化理论的应用范围从以上概括中能够看出，模块化最先是作为产品设计方法提出的，随后应用于产品的生产制造过程、公司构造的组织、公司之间的分工协作、直至家产构造等层面。
当前模块化理论的重要作用在一些较显然能够应用模块化的行业也被揭露出来，比如大型电信通信系统、航空航天系统、智能大厦、高速列车、大型船只、电力网络通信系统等这些家产有显着的共同特点，它们都是构造复杂、研发投入大、技术含量高、单件或小批量定制生产的大型产品、 系统或根基设备， 也被称为复杂产品 复杂产品系统因为综合程度高，由众多子系统和零零件构成，其开发的成功能够带动其余家产的睁开，既而带动其余一般大规模制造产品的睁开大型飞机素有“工业之花〞之称，是当前生界上最为复杂、技术含量最高的产品一架大型飞机拥有零零件 300～600 万之多，仅航空发动机就有 22000 多个零件，是集技术密集、资本密集与劳动密集于一体的家产，波及资料冶金、电子、机械仪表以及能源、金融、保险等行业因而可知大型飞机是典型的复杂产品系统的代表，对其进行模块化创新研究势在必行二、模块化理论在大飞机家产的应用大型飞体制造业是典型的合作型工业，一架大型飞机从设计、生产到最后的组装需要众多部门的合作， 其复杂性可想而知 到当前为止， 没有一项大飞机工程是由一家公司独立达成的，就连发动机的制造也是需要几家公司的合作以大型飞机家产的两大巨头为例，空客有 1500 多家供应商，散布在 27 个国家和地域。
而波音 60%以上的零零件也都转包给其余供应国际合作和转包生产，能够提高效率，降低风险各供应商直接供应各样零零件和子系统的外包化供应模式，是大飞机家产供应链睁开的一个重要特点下边用模块化思想对大型飞机的制造过程进行剖析从大型飞机开发早期的设计阶段开始，整机厂要达成整个界面规那么的设计，而后运用模块化思想对整机构造和功能进行分解同时整机厂要成立一系列的标准，用于判断转包商供应的模块构造、界面等能否切合质量要求模块供应商进一步细化工作，对每一个转包零零件进行独立设计，他们负责自己模块的开发、制造以及售后效力最后将模块供应给整机厂，由整机厂达成模块在整机上的组装不论是整机厂仍是转包商在生产的过程中，都需要全世界采买，与其余公司亲密的合作，都要波及供应链的问题所以本文就从设计的模块化、 生产的模块化以及供应链管理的模块化三方面进行剖析〔一〕设计的模块化模块化的设计原理是以某一类产品系统或许有相像功能的相邻产品系统为开发对象，依据标准化的设计方法抵达零件级的通用性； 在设计方法上，它着眼于产品系统的功能分解与组合，并依据自上而下的路径；在设计过程中，这类设计原理还一定依据一系列重要原那么，包含设计规那么、独立的任务块、清楚的界面、嵌套型层级构造以及隐蔽信息与可见信息的区分。
模块化设计法在大飞机上的应用使得大飞机产品的开发设计表现出简略型、低本钱和高效性的特点整机厂设计好整个界面规那么， 区分模块，而后各转包商严格依据整机厂供应的图纸、 工艺、质量以及交托进度要求，进行独立的设计和生产这类转包的模块化设计有两种状况，一种是整机厂供应技术，转包商严格依据标准进行生产，这类状况常有于技术强盛的整机厂把零件转包给没有形成自己核心技术的公司像我国建国以来民用飞机的睁开历程上，大部分的转包都是采纳的这类形式，经过给大型飞机工程供应零件的转包生产来学习他们的先进技术此外一种是转包商有自己的核心技术，依据整机厂提出的要求进行独立的设计生产在我国大型飞机ARJ21和 0919 生产中，因为好多技术仍不完美，发动机、燃油、液压等系统都是转包给外国供应商来设计生产的 全世界比较大的几家国际航空公司公司， 如美国的波音·麦道公司、 GE公司，英国的罗一罗公司，法国的航宇公司和斯奈克玛公司等，对转包生产中新上马、有风险的一些零零件，同意转包商参加研制或改正设计，要求他们担当一局部投资，也允许他们分享利润，以成立更亲密的伙伴关系当前大飞机设计的核心技术仍是主要被国际大飞体制造商所垄断，如发动机技术，其技术复杂性和难度很可能是我们没法想象的，正因为这样，国际大飞体制造商将制造航空发动机技术进行严格“封杀〞，大飞机发动机技术根本被美国通用电气、惠普公司和英国罗尔斯罗伊斯公司 3 家公司垄断，这就对好多想自行研发生产大飞机的国家提出了挑战，我国经过多年来与大飞体制造商的合作，已慢慢掌握了发动机的一些技术，中国自主研制的第一款大飞机发动机方案于 2021 年达成研制并开始适航取证。
此外机身设计因为表达着整机的风格，属于核心技术，也有垄断性，它包含外形塑造、外覆盖件设计、内部布局和装修等，机身采纳复合资料能够显然减少飞机的重量，提高飞机性能欧美政府对复合资料加工技术实行了严格的管束，要求波音和空中客车不可以将复合资料加工技术供应给转包生产商总之，从技术上看，大飞机研发环节囊括了大飞机家产链中最尖端、最核心的技术，国际大飞体制造商不停增强这一环节的生产集中和技术垄断，严格封闭这一环节的技术而一些国家因为本国市场的限制，固然没有自主研发大飞机生产，却为很多大飞机供应零零件模块的研发与生产，如日本航空制造业固然在大型客机的整机生产方面没有大的建树，却拥有很高的节能技术和发动机生产技术他们把要点放在：降低航空机设计、制造本钱；提高航空机安全性能的技术；降低航空机噪音和废气排放的技术；提高航空机运输效率的技术；进一步睁开下一代超音速航空机的研发事业，在世界航空的零零件研发技术领域据有一席之地〔二〕整机生产的模块化此环节是依据设计要求制造飞机的过程从模块化的角度把大飞机产品系统分解为一系列相对独立的拥有特定功能价值的模块一般来说，大型民用飞机可分为机体、发动机和机载设备 3 个局部。
所谓机体指大型飞机中主要用以装载游客和货物、控制飞机姿态以及在地面支撑飞机的局部，它又可详细分为：机身及零件；机身尾段、尾翼及其零件；机翼及其零件；起落架而发动机依据机型配置的不一样能够分为双发、三发和四发机载设备包含航空电子系统、电源系统、空气管理系统、飞翔控制系统、液压能源系统、防火系统、供水／水办理系统以及客舱设备、装修件等此中，局部机载设备往常又分为两类：〔 1〕由特定机型所必需安装的由特定供应商制造的机载设备， 并且经常因不一样机型而异， 如导航与控制、 飞翔管理等等〔 2〕由不一样制造商供应并且能够由航空公司选择的机载设备，如卫星警报系统、通信系统等，可安装可不安装的机载设备，如局部客舱设备、机上收视设备等大飞体制造一般指飞机机体零构件制造、零件装置和整机总装等此外如航空发动机、仪表、机载设备、液压系统和附件等由特意工厂制造，它们作为成品在飞机上的安装和整个系统的联络、电缆和导管的敷设，以及各系统的功能调试都是总装的工作，是飞体制造的一个构成局部当前来看，大型民用飞体制造商都是把主要零件和设备交由零零件供应商来进行生产，比如空中客车公司开发的 A380 飞机就有 39 个零零件供应商，负责主要零件和设备的生产。
而日本多年来向来在波音飞机工程中担当重要角色：作为波音 767 客机工程的风险合作伙伴，三菱重工、川崎重工、富士重工三大飞机公司负责研制和生产机身零件，担当了 15%的工作份额；三菱重工业公司向来为波音公司开发和生产“波音 777〞客机前部和后部等约 21%的机体，川崎重工业公司负责开发和生产中部机体；在“波音 787〞的合作中，日本公司担当的局部约占“波音 787〞整机的 35%，日本无疑成为 787 梦想飞机转包生产供应链中最重要的一环除了波音飞机工程外，日本还担当着世界各大客机、喷气公事机公司的飞机产品机翼、机身等大零件的研制生产工作， 如日本航空制造公司还担当着空中客车 A-380 客机 3%的研究开发和生产任务。