刚结束完媒体招待会的中国商飞公司制造总师姜丽萍，正匆匆赶往下一个会议现场。记者的目光随着她紧凑利落的脚步延展开去，思绪却沉浸在她铿锵有力的话语里：要想柔性化机体装配生产线建设不受制于人，关键工艺技术的自主攻关是必由之路！
    飞机的制造是一个系统性的工程，需要设计、制造以及装配等多个环节协同工作确保飞机的质量。装配技术作为飞机制造过程中的最后一个环节，也是最重要的环节之一。3月23日，由上海飞机制造有限公司（以下简称“上飞”）姜丽萍等完成的项目《大型客机机体数字化装配关键技术及集成应用》荣获上海市科技进步一等奖。项目研制完成中央翼、平尾、中机身及全机对接的四条数字化装配线，为C919首架机首飞保驾护航。

▲姜丽萍（左）在上飞装配车间  

全线自动化 装配宛若拼“积木”
    从自主研发运-10的下马，到与国外合作生产及总装，乃至一次次联合设计的无果而终，为实现“大飞机梦”，中国一次次地尝试、探索，几番沉浮。半个多世纪以来，中国制造业行走在从低端向中高端进军的路上，而航空航天工业的滞后之痛已经使航天人刻骨铭心：自主攻关，打破国外垄断，才是中国大型民机产业取得长足发展的必由之路。
    2014年9月19日，机体结构总装打下第一铆。
    2014年11月30日，机身成龙。
    2015年11月2日，C919首架机总装下线。
    翱翔蓝天穿梭云层的C919稳稳撑起了中国的“大飞机梦”。然而，飞机的机体结构并非想当然的“金刚不坏之身”，在飞机制造过程中，装配工作极为重要。飞机机体结构刚性弱，易变形。多数疲劳裂纹发生在装配连接处，机体装配是确保飞机安全的前提和基础。
    如何才能保障安全飞行？姜丽萍和万千一线科研工作者通过自主创新，从机身装配上确定了答案。
    据了解，2009年底，中国商飞在浦东机场以南新建总装基地，占地4000亩，将满足ARJ21新支线系列飞机、150座级单通道大客机和250座级双通道大客机的总装、试飞、交付任务。从一片滩涂到一座座厂房拔地而起，如今，为中国民机打造的浦东高级“产房”已经初具规模。“我们这里有‘四大金刚’——总装厂房、部装厂房、交付中心和复合材料中心，采取钢格构柱网架或者桁架设计；还有‘四小天鹅’——钣金制造中心、物流中心、数控中心以及工装设计和制造中心，采用实腹式钢架或门式钢架设计。”浦东基地现场指挥部负责人王绍杰介绍，其中，部装厂房、总装厂房的首位主人便是我国第一架大型客机——C919。
    C919的各个部段来自五湖四海。机头来自成都，前机身、中后机身来自南昌，中央翼副翼来自西安，后机身主要来自沈阳，起落架舱门来自哈尔滨……各部段运抵上海后，就要被陆续送往部装车间。“这是总装的第一步，相当于先在这里把壳子、骨架搭好，再送到总装厂房填充‘血肉’。”
    各个部段像一块块巨型积木，如何把它们“严丝合缝”对接起来，技术要求很高。部装厂房有4条自动化生产线，分别是中央翼、中机身、水平尾翼装配和全机对接。比如，全机对接(机身和翼身)生产线设计了5个工位。先是“填充脑袋”：机头里先放驾驶舱设备等；安装机翼活动面以及相关系统；再装配后机身段，把一块“积木”的后端和另一块的前端连接成一个大筒体。最后，整体机身与机翼对接、平垂尾装配。“这个过程是环环相扣，一层套一层。”
    为实现C919大型客机技术和商业的双成功，必须要有高效稳定的生产线！

“每一项创新都很难”
    飞机数字化装配技术集成了工业界各领域最先进的科技成果，兴起于20世纪80年代后期，并在西方航空工业发达国家获得了迅速发展。“通用设备可以进口，但装配工艺与集成技术无法引进，柔性化机体装配生产线建设受制于人，关键工艺技术只能自主攻关！”
    较之ARJ21新支线飞机，C919大型客机平尾部件整个结构形式都有所不同，基本为复合材料，只有少数受力件为金属材质，其连接关系更复杂。为此，上飞公司于2012年启动平尾部件制造论证工作，着手进行相关工艺、技术方案准备。
    上飞公司承担全部零件工装制造、全部金属零件生产和大部分复材零件生产工作；哈飞公司负责平尾外伸段涉及许用值试验的复材零件生产工作；成飞民机实施平尾升降舵涉及许用值试验、前缘涉及磷酸阳极化胶接复材零件的生产，借用供应商设备、快速推进项目。按照平尾层压板、蜂窝等结构特点，通过现场跟产团队，进行技术牵头、指导。
    “每一项创新都很难，最难的要属C919 大量采用复合材料和铝锂合金等新型轻质材料。”姜丽萍介绍道，“飞机装配需制百万个孔，复材易产生劈裂、毛刺、分层等质量问题。铝锂合金易产生微裂纹，导致疲劳寿命低。”据了解，中国商用飞机有限责任公司制造的C919大飞机主结构材料中，大量采用第三代铝锂合金和复合材料，同时需组装数万多个零件，零件制造偏差向部件、全机累积，最终会导致产品质量问题。如何进行公差合理分配、偏差控制，都非常困难。
    此外，C919 机体尺寸大，全机长38.9 米，其大部件对接过程十分困难。一方面，跨尺度测量精度难保证，另一方面，蒙皮厚度薄，弱刚性结构装配易变形。
    成果达到国际先进水平
    现代飞机数字化装配技术以自动化、数字化、柔性化与信息化为特点，显著提高了飞机装配质量和效率，同时也提高了飞机的疲劳寿命。为了在机体装配生产线建设上不受制于人，上海飞机制造有限公司牵头，与上海交通大学、南京航空航天大学合作完成了《大型客机机体数字化装配关键技术及集成应用》这一项目。“‘数字化’主要体现在飞机装配过程中姿态的调整、自动钻铆、检验测量过程等方面，也可以说是‘数字化’贯通了装配全过程。”姜丽萍解释道。
    过去，机体组装时，判断孔有没有对准，全靠工人用手摇、眼睛测量。现在，根据各地供应商传来的数据，生产线的数字化模拟系统能提前算出对接数据，传送到安装传感器的定位器，自动去寻找“卡口”，精度控制在毫米级。对接过程中，也有机器能自动调整，让部件微微“伸伸胳膊动动腿”，达到最“舒服”的位置。
    我国有了首套民航总局适航部门认可的民机工艺规范！详细规定了装配过程所采用的设备、工艺参数、过程控制方法、质量检测方法、人员资质等要求，已成为我国民机机体装配的制造依据。中国航空学会鉴定组一致认为，该项目成果总体上达到国际先进水平，部分达国际领先水平。
    项目研制完成了中央翼、平尾、中机身及全机对接的四条装配线，保障了C919 飞机首架机首飞。同时，项目所发明的柔性化、模块化工装设计方法，成功应用于ARJ21-700 新支线飞机批量生产，使生产线具备了后续改型的混线生产能力，目前已推广到ARJ21生产线，大大减少装配时间与装配误差。