如今數(shù)字化研制新技術(shù)滲透到飛機(jī)研制的各個(gè)層次,、環(huán)節(jié)和方面。但是,，尚無完整的數(shù)字化裝配技術(shù)和管理規(guī)范體系及其應(yīng)用模式可遵循,，各公司在硬件設(shè)備上投入大量資金研制數(shù)字化鉆鉚裝備以及機(jī)體對接裝配中利用激光跟蹤儀等先進(jìn)技術(shù)，在一定程度上忽略了對完整的數(shù)字化裝配體系的建立,，且對數(shù)字化裝配協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)管理未予以足夠的重視,。這是一個(gè)重大的決策性失誤。

波音和空客公司在研制新機(jī)中,，無不在研制的最后階段（即飛機(jī)的總裝配和全機(jī)測試階段）出現(xiàn)嚴(yán)重影響飛機(jī)的研制質(zhì)量和進(jìn)度的帶“顛覆性”的重大問題,。如本世紀(jì)研制的空客A380、A400M和波音787,、747-8的研制進(jìn)度無不推遲1~3年,。 

現(xiàn)代社會(huì)對大型民用運(yùn)輸機(jī)的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性等要求越來越高,，導(dǎo)致大型民用運(yùn)輸機(jī)產(chǎn)品越來越復(fù)雜,。波音747有600萬個(gè)零部件，波音777有300萬個(gè)零部件,，空客A380有400萬個(gè)零部件,。A380的250萬個(gè)零部件由遍布全球30個(gè)國家的1500個(gè)公司生產(chǎn)（其中來自美國的供應(yīng)商800個(gè)，日本的供應(yīng)商21個(gè)）,。且A380客機(jī)3個(gè)機(jī)身段在對接裝配連接時(shí)就需要10000個(gè)螺釘,，A380的外部所用涂漆（底漆加外層漆）的重量為531kg。為此,，負(fù)責(zé)A380計(jì)劃的主管查爾斯·錢皮恩（Charles Champion）說,，A380的裝配過程堪稱一個(gè)耗費(fèi)腦力、極其復(fù)雜的技術(shù)奇跡,。這個(gè)過程涉及4個(gè)國家的工程中心以及無數(shù)難以想象的繁瑣復(fù)雜的后勤工作,。怎樣把如此多的零部件用數(shù)字化方法準(zhǔn)確無誤地裝配到一起，順利地把飛機(jī)送上藍(lán)天是一項(xiàng)技術(shù)難度大,、工程艱巨,、協(xié)作面廣、管理困難,，并且需要投入巨額資金的綜合性課題,。 

空客A380客機(jī)首飛

空客公司研制的A380超大型客機(jī)于2005年4月首飛成功，比原計(jì)劃推遲近2年,；歐洲大型軍用運(yùn)輸機(jī)A400M于2009年12月在西班牙成功完成首飛 ,，比原計(jì)劃推遲3年；空客公司已宣布目前正在研制中的A350客機(jī)將推遲3年投入航線服務(wù),；波音公司研制的大型客機(jī)787于2009年12月首飛成功,，比原計(jì)劃推遲了2年半；在波音747-400基礎(chǔ)上改型設(shè)計(jì)的波音747-8F大型貨機(jī)于2010年2月首飛成功,，比原計(jì)劃晚了1年多,。這些大型飛機(jī)的研制都采用了先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，它們推遲研制進(jìn)度的原因是多方面的,，但公司尚未有完整的數(shù)字化裝配技術(shù)體系是其中的重要原因,。 

空客A380客機(jī)的一組電纜

空客公司在研制A380飛機(jī)的過程中有嚴(yán)格的進(jìn)度計(jì)劃（從1999年確定A380飛機(jī)的構(gòu)型開始到2006年交付使用的進(jìn)度計(jì)劃）。由于空客公司本身是由多國公司組成的松散式聯(lián)邦集團(tuán),，雖然數(shù)字化技術(shù)在各公司內(nèi)的應(yīng)用也很廣泛和深入,，但是整個(gè)空客公司內(nèi)的數(shù)字化工作缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃,、控制和管理,，各國的分公司用著相同軟件的不同版本。如特別重要的設(shè)計(jì)軟件CATIA系統(tǒng)，德國在A380部件的設(shè)計(jì)制造中使用的是CATIA的4版本,；法國負(fù)責(zé)A380客機(jī)總裝的單位在設(shè)計(jì)制造中使用是CATIA的5版本,。他們并沒有注意到4版本和5版本的CATIA系統(tǒng)之間有著很大的差異，因?yàn)?版本的CATIA是重新設(shè)計(jì)過的軟件,，其系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與原有的是不一樣的,。另外，在A380客機(jī)研制過程中,，由于當(dāng)時(shí)條件的限制,，也未構(gòu)建單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源（SSPD），且A380的數(shù)字樣機(jī)也是后來逐步建立起來的,。這樣,，在協(xié)同設(shè)計(jì)、制造不同單位之間的數(shù)據(jù)傳輸和交換時(shí)造成了很大的麻煩,，形成了A380產(chǎn)品數(shù)據(jù)不一致性的致命傷,。遺憾的是這一看來簡單的問題，由于空客高層領(lǐng)導(dǎo)的疏忽,，事先未意識(shí)到它存在的嚴(yán)重后果,，直到在德國制造和裝配的A380前機(jī)身和后機(jī)身18段，運(yùn)到法國與中機(jī)身和其他部件對接總裝時(shí),，才發(fā)現(xiàn)在德國安裝的機(jī)身段上的電纜與在法國裝配中的機(jī)身段的結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào),、對接不上等一系列問題。問題的嚴(yán)重性是顯而易見的,，技術(shù)人員在現(xiàn)場無法弄清,，必須把德國制造的巨大機(jī)身段運(yùn)回到原來工廠重新裝配。最后空客公司不得不把A380飛機(jī)的交貨時(shí)間推遲近兩年,。這一重大失誤釀成空客50億歐元的損失,。 

正如國外評論說的那樣，基于PLM的數(shù)字化是波音的夢想,、空客的噩夢（Boeing’s Dream, Airbus’Nightmare）,。當(dāng)然話說回來，研制如此超大型客機(jī)的難度和復(fù)雜性是前所未有的,，公司在技術(shù)或管理上出現(xiàn)一些問題也是難免的,。空客公司正在研制的A350客機(jī),，為了避免在A380總裝配中出現(xiàn)的重大問題,，為正在研制的A350客機(jī)的機(jī)身段做了實(shí)物樣機(jī)（physical mock up），這在技術(shù)上是一個(gè)倒退,。 

波音公司在總裝配787客機(jī)過程中的日子很不好過,。在總裝配787時(shí)出現(xiàn)了預(yù)想不到的困難，先后5次宣布推遲787客機(jī)首飛和交付時(shí)間，耗時(shí)達(dá)2年半之久,。為此波音公司的股票大幅縮水,，公司收益降低一半。各相關(guān)航空公司紛紛要求經(jīng)濟(jì)賠償,，致使波音公司的處境極其困難,。但是后來的全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)，航空公司又紛紛要求波音推遲交貨,，才暫緩了這一矛盾,。波音787客機(jī)因總裝配困難而推遲交付時(shí)間共有4個(gè)原因，除一個(gè)經(jīng)濟(jì)原因外,，其余全是技術(shù)和管理問題： 

（1）長壽命螺栓供應(yīng)不上及其裝配質(zhì)量問題,； 

（2）前機(jī)身對接裝配中，兩機(jī)身段（分別為美國造41段與日本造43段）外形對接不協(xié)調(diào),； 

（3）787全機(jī)靜力試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)翼根處出現(xiàn)裂紋,； 

（4）2008年9月波音27000人相繼罷工。 

波音787機(jī)體各段總裝配階段要使用的四種不同類型的螺栓情況,，這些螺栓就是我們通常所說的長壽命螺栓,，其在787總裝配時(shí)未能及時(shí)到位。更嚴(yán)重問題是,，這些螺栓安裝在機(jī)身上后,，螺栓和蒙皮間存在較大間隙，即螺栓與蒙皮未貼合,。產(chǎn)生這個(gè)問題的原因是在機(jī)體的蒙皮上劃窩的深度和寬度不夠,，裝配管理和裝配件數(shù)字化定義或裝配工藝不當(dāng)。 

下圖顯示出美國Spirit公司造的前機(jī)身（41段）與日本造的中機(jī)身段（43段）在對接裝配時(shí),，機(jī)身的前左側(cè)出現(xiàn)的機(jī)身外形嚴(yán)重不協(xié)調(diào)問題,，前后兩段機(jī)身外形的階差達(dá)0.762cm。這與數(shù)據(jù)傳輸或部件的成形,、裝配或變形有關(guān),，后來波音公司在機(jī)身內(nèi)側(cè)加墊板臨時(shí)解決了這一問題。

美國造的前機(jī)身與日本造的中機(jī)身段對接處的嚴(yán)重問題

波音787客機(jī)準(zhǔn)備做全機(jī)疲勞試驗(yàn)

波音787客機(jī)的機(jī)翼與機(jī)身對接處出現(xiàn)裂紋是在2008年7月8日經(jīng)全機(jī)靜力試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的,。787飛機(jī)在作全機(jī)靜力試驗(yàn)時(shí),，可以聽到“嘎嘎”作響的聲音，這是由于機(jī)翼左,、右翼根處與中央翼盒連接的地方產(chǎn)生裂紋的原因,，是機(jī)翼和中央翼盒的上部長桁與上蒙皮的內(nèi)側(cè)有應(yīng)力集中現(xiàn)象，促使復(fù)合材料的蒙皮層間產(chǎn)生剝離現(xiàn)象,，導(dǎo)致翼根處的強(qiáng)度不夠,。為此波音公司不得不進(jìn)行十分昂貴和極其費(fèi)時(shí)的修補(bǔ)工作,，在翼根處加上U型加強(qiáng)件并用鈦合金螺栓連接件來連接，來解決這一問題,。下圖具體指出了需加強(qiáng)的位置區(qū)域。這一問題產(chǎn)生與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配件數(shù)字化定義不當(dāng)有關(guān),。 

對波音787的機(jī)身與機(jī)翼對接處進(jìn)行修補(bǔ)

上述總裝配中出現(xiàn)的問題若不在首飛前及時(shí)解決,，將會(huì)帶來不堪設(shè)想的嚴(yán)重后果。由此也可看出,，飛機(jī)裝配是一個(gè)極其復(fù)雜而困難的工作,。即使像波音公司那樣有著相應(yīng)的數(shù)字化信息系統(tǒng)的支持，也難免出現(xiàn)上述嚴(yán)重的問題,。 

大型飛機(jī)的總裝配無論從管理還是從技術(shù)角度看都是一個(gè)極其復(fù)雜的難題,，也是世界飛機(jī)制造業(yè)共同面臨的重大問題。為此,，應(yīng)從飛機(jī)制造的全局角度,，從系統(tǒng)地研究波音和空客現(xiàn)有的先進(jìn)裝配技術(shù)入手，清楚地掌握波音和空客在大型飛機(jī)裝配方面的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),，總結(jié)出現(xiàn)代先進(jìn)的飛機(jī)裝配技術(shù)體系及其數(shù)據(jù)的管理方法,，提煉出適合我國的研制大型飛機(jī)裝配方面的技術(shù)。這不僅對我國的大型民機(jī)研制具有重要意義,，對大型軍用運(yùn)輸機(jī),、重型直升機(jī)以及其他軍機(jī)的研制具有同樣重要的作用。