或许是缘于搞“运八”出身，对发展大飞机有着一种难以释怀的情结，所以虽身在机载，却依然牵挂着中国大飞机的进程。如今大飞机项目真的上马了，欣喜之际更多的是思考：信息时代造大飞机，数字技术是必然手段，在IT领域二十余载的摸爬滚打使我深刻的认识到：数字化一个零件、一个部件、一个产品乃至整架飞机并不是最难的，而且随着信息技术与数字化工具的日新月异，使得产品数字化过程变得越来越快捷。真正的冲击来自于数字化引发的飞机研制模式的巨变：技术上——从飞机理论外形、模线样板、实物样机协调变成数字样机协调与协同：管理上——从人工的串行流程协调变成数字化的并行流程协同，彻底地改变了传统的工程研制过程及其技术管理体系，协同是航空工业研发与制造的固有行业特性，所以研制大飞机真正的难点在于数字化协同。
数字化协同是现代航空制造业的共同选择
上世纪九十年代，波音777客机首开全数字化设计与制造的先河，把人类对无纸化生产的憧憬变成了现实，在这个巨大成功背后的是前所未有的数字化协同工作环境，使8000多人组成的238个独立团队高效率、并行协调的工作，完成对10万余个零部件的数字化定义，实现整机的数字化预装配。数字化协同不仅获得了技术上的进步，更重要的是为波音公司带来了丰厚的回报：研发周期缩短40%，工程返工减少50%，使设计更改减少93％，设计费用减少94％，装配出现的问题减少了50％～80％，使B777提前投入市场，创造了航空制造史上的奇迹。
波音数字化协同模式的成功推动了世界航空制造业的新一轮较量，欧洲空客的A380飞机采用了过程更复杂、代价更昂贵且更富有成效的数字化协同，在法德英西4国的5座城市里按数字化模式设计和制造，数以千计被不同系统、不同过程和不同语言隔离且分布在欧洲不同地域的项目工程师协同共事，使这个空中巨无霸顺利地在2005年4月27日首飞成功。在去年九月的香港航展上，A380成为了最夺目的亮点。
作为数字化技术领先的波音公司当然不甘落后， B787项目在波音广域开发环境中实现了135个工作地点、180个供应商的更有效地协同作业。在产品的所有阶段使用同一3D产品定义模型，通过统一的数字化平台、统一的方法和统一的流程，全球的协作与合作伙伴开展数字化方式设计、制造和测试零部件与飞机装配过程。2007年7月8日以复合材料为主结构的B787梦想飞机精彩下线、正式亮相。
代表当今数字化协同的典范当属美国空军F-35战斗机的JSF研制体系，JSF项目面临航空制造前所未有的挑战：面向四个军兵种的三种飞机的快速变形设计，三种变形飞机在同一生产线上的生产与装配，在全球协同平台上进行技术、系统、过程、人员与信息的全面集成。洛克希德·马丁公司以基于协同平台的全球化虚拟企业和覆盖飞机全生命周期的数字化技术，赢得了新一代联合攻击战斗机的研制任务。JSF飞机研制联合体通过构建跨越17个时区的协同网络，把全球30多个国家的50多家公司的5万名工程技术人员协同在同一信息化的平台上，使F-35战斗机设计时间减少50%，工装减少90%，零部件数量减少50%，制造周期缩短67%，制造成本降低50%，使用维护成本降低50%，使新一代联合攻击战斗机总装一次完成，研制周期从原来的42个月缩短至24个月，创造了航空史上的奇迹，成为一个更值得学习借鉴的数字化协同典范。
现代航空制造业颠覆了以模拟量传递的产品研制模式，通过构建数字化的协同工作平台，不仅实现产品数字化定义、数字化制造与数字化管理，而且实现异地协同设计与异地协同制造，从而大大缩短了研制周期、降低了成本、提高了质量，最终赢得了市场。上述案例不仅证明了数字化技术的成功，更体现了大规模协同的成功，即数字化协同的成功，充分证明数字化协同已经成为研制飞机最重要的技术手段，成为现代航空制造业的共同选择，中国要参与国际航空制造业的竞争，要在大飞机市场上占领一席之地，必须紧紧抓住数字化协同这一立身之本。
中国航空制造业的数字化成长
世界航空工业在发展，中国航空制造业也在技术进步中成长，特别是近三十年，在全面提升工业化研发制造能力的同时，努力提升航空工业的数字化水平，为在数字化协同下开展大飞机研制打下了坚实的基础。
* 装备的数字化——数控能力的成长
航空制造是国内最早应用数控技术的工业领域，三十几年来，主机厂所大都经历过这样的变迁：从仅有几台宝贝数控机床，发展到拥有十几台NC设备的数控车间，发展到拥有庞大NC设备群的数控分厂，发展到由数控设备组成的数字化生产线……如今在高大、宽敞的数控厂房内，各种大型、超大型的高端数控设备不胜枚举，而且在工装、模具、钣金等方面也都广泛采用了数控制造。
精良的数控装备是大飞机研制必须具备的生产条件，是数字化协同制造与管理中不可或缺的信息节点，用一流数控设备武装起来的中国航空制造业正严阵以待，迎接大飞机型号任务的涌来。
* 手段的数字化——数字化应用从CAM起步
航空工业是国内最早开展CAM应用与研究的尖端行业。APT语言是早期CAM软件的表现形态，从平面编程到雕塑曲面编程都在航空结构件的加工中得到了广泛深入的应用。与此同时，一批航空界专家自主研发了SKC-2、SKC-3平面编程系统和CAM251曲面五坐标编程系统，以及能够编制复杂航空零件加工程序的MAPT微机自动编程系统，这些CAM软件在型号生产中发挥了重要作用，也造就了一批对数字化技术有着前瞻见解的专家，他们成为航空工业数字化初期建设的拓荒者，执著地推进航空制造业的数字化建设进程。
* 方法的数字化——数字化工艺主动攻关
工艺历来是飞机加工制造中最重要的技术环节，数字化推动了新工艺层出不穷，在钣金、装配、复合材料等制造工艺领域都取得了质的飞跃，以航空工业特有的壁板铣、高速铣为例：
机翼整体壁板的加工历来是飞机制造的特有需求，空客公司为了加工A380的机翼专门选择了加拿大造的两台特大高速龙门铣床，足见壁板加工能力对于大飞机生产的特殊意义。我国在80年代就涉足这一特定加工领域，在国内最大的数控龙门铣床上成功加工出大型整体壁板。现在众多主机厂都拥有了壁板加工能力，并积累了丰富的工艺经验，完全有能力承接大型机翼的加工任务。
高速加工是当今数控技术发展最重要的技术之一，高速切削最适合超硬、超薄零件的加工，其中超硬材料的加工对象以模具制造加工为主，而大型轻合金超薄零件的高速铣削则非航空工业莫属。早在九五期间就开展了高速加工参数、高速切削工艺、高速加工编程的课题研究，积累了丰富的高速加工与编程经验，总结出适合企业特点的高速切削参数和切削工艺。随着高速数控设备的不断引进，高速加工在航空企业迅速得到普及，可以预见，高速切削的加工优势一定会在大飞机生产中得以淋漓尽致的发挥。
正是主动出击闯过了数字化工艺的一道道难关，才为大飞机的数字化制造铺平了道路。
* 单元的数字化——数字化车间在成长
主机厂是飞机制造的核心单元，通过不断提升数字化制造能力和数字化协同水平，建立起适应全数字量传递的零件数字化工艺设计、数字化加工和检测综合自动化集成应用环境。纵向——从接收零部件生产定单与产品三维模型数据开始，贯穿经数字化制造工艺设计、生产计划编制、制造数据发布、作业调度管理、加工过程控制和质量监控，直到现场生产数据采集处理；横向——实现从车间生产经营管理，制造技术准备、生产计划管理、制造资源准备与配送、现场管理、质量保证和后勤保障等职能部门间的管理集成；达到缩短产品制造周期、提高数控综合应用效率，提高航空结构件制造的快速响应能力，实现高动态性、高生产率、高质量和低成本的产品数字化制造。
* 基准的数字化——整机数字化样机的建立
数字化建模与产品数据管理在航空工业的普及催生了整机的数字化设计，航空第一设计院全机DMU的建立，意味着航空数字化步入了一个全新的层面，实现了与国际飞机设计手段的接轨。可全面应用于生产的数字样机，将原依赖模线样板传递的数据转变到数字量的传递与协作，实现从飞机外形数模定义到飞机结构100%的数字化产品定义和100%的数字化预装配，实现分布式、异地飞机产品的数字化构型控制，数字化产品定义的审批、发放和更改流程控制。采用数字样机缩短60%的设计周期，提高了设计质量，为我国航空工业由传统的飞机研制模式向飞机数字化设计制造的现代化研制模式的转变奠定了坚实的基础，为大飞机研制的数字化工程铺平了道路。
* 型号的数字化——新支线客机ARJ21推动航空制造数字化进程
一航商飞公司组织第一飞机设计研究院、西飞公司、沈飞公司、成飞公司、上飞公司开展ARJ21项目的研制工作，在大型工程项目中首先采用异地协同设计、国内四个地区的协同制造、国外19家供应商的协同研制模式，实现了分散在国内外不同地域的分包商和配套商的协同工作。ARJ21项目的贡献是在于建立起基于广域网的数字化协同商务（CPC）集成平台，实现项目公司对研产单位的项目研制计划、进度、经费、质量和过程的管理与监控；具有异地产品数据的检索、查询、传递和管理的能力，实现异地、异构环境下的虚拟装配、浏览和协同工作；以ARJ21数据中心为核心，实现产品设计BOM和制造BOM的管理与控制；实现型号数据的分布式管理。
ARJ21项目立足国内自主研发，为大飞机工程的上马进行了一次非常有价值的实战演练。
迎接数字化协同的挑战
中国的航空制造业在数字化建设与应用中稳步成长，但研制大飞机毕竟是前所未有的庞大而复杂的工程，在实施过程中必将会遭遇来自数字化协同的各种挑战。下面从大飞机项目的设计、制造、管理与支援等四个工程层面解析数字化协同必须攻克的难题。
* 设计的数字化协同
选择适应大飞机数字化工程的CAD数字化工具和PDM管理软件是数字化协同的重要基础，以支持整机的DMU、超大规模用户协作、大规模虚拟装配仿真、工程优化协同设计、异地协同设计、多版本协同管理、产品配置协同管理、高效率设计变更管理等。
* 制造的数字化协同
在大飞机制造过程中要全面实现数字量传递，以支撑设计BOM与制造BOM的协同、CAD/CAPP/PDM的协同、CAD/CAM一体化协同、工装模具设计制造与产品主模型协同、MES生产执行与现场过程协同管理、MPM制造过程仿真管理协同，以及异地协同制造等。
* 管理的数字化协同
大飞机工程的协同规模将大大超过迄今为止的所有型号任务，不仅需要多厂所的联合研制，还将融入众多的国际合作，因此协同管理致关重要，必须搭建一个覆盖型号管理、项目管理、技术管理、商务管理、外包管理、制造现场管理的协同管理数字化平台：PLM系统承担大飞机工程的技术协同管理、项目协同管理与型号协同管理；CPC系统承担大飞机工程的商务协同管理、外包协同管理与供应商协同管理；MPM系统承担大飞机工程的生产现场协同管理与制造执行协同管理。
* 支援的数字化协同
现代航空业的竞争已不局限于飞机功能与性能的较量，而是延伸到保障飞机的高效率运营，波音、空客、洛克希德·马丁等行业巨头无一例外的把数字化体系拓展到维修服务，空客公司在设计之初就对A380可维修性给予高度重视，采用统一的设计BOM、工艺BOM、制造BOM、维修BOM，实现维修成本最低，使维修支持时间减少50%，维修成本是常规的33%。因此，大飞机工程应把后勤支援与可维护性作为重要指标纳入数字化协同体系。值得欣慰的是我国专家很早就进行了这方面的探索，不断推进CALS体系的研究，并开展了CITIS应用环境的试点实践。有了这样的预先研究，可帮助大飞机项目在构建数字化体系过程中同步建设维修服务系统，通过与设计体系、制造体系的数字化协同，为大飞机运营提供高效、快捷的后勤支援能力。
