民用飞机复合材料结构产品研制的项目管理策划思路探讨

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　　摘  要：民用飞机复合材料结构产品研制与金属结构产品研制差异很大，为了使复合材料结构的飞机能安全运营，从技术上需要实现各专业的协同一体化研发，从管理上需要实施全过程控制。该文通过民用飞机复合材料结构研制项目管理实践，对复合材料结构产品研制的项目管理策划思路进行了总结和思考。
　　关键词：复合材料结构  项目管理规划  一体化研制
　　中图分类号：V267    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）12（a）-0108-02
　　飞机结构设计的研究和发展一直与采用性能优越的新材料密切相关。20世纪30年代铝合金的问世，取代了帆布和木材，曾给飞机结构设计带来了一次革命性的飞跃。今天，先进复合材料的应用，同样引起了一场飞机结构设计上的重大技术变革。先进复合材料具有较高的比强度、比模量外，还具有质量轻、延展性好、抗腐蚀、导热、隔热、隔音、减振、耐高（低）温、可设计性强、便于大面积整体成型等优点。在飞机上采用先进复合材料可以大幅度减轻机体结构质量、改善气动弹性，提高飞机的综合性能，因此先进复合材料在军用和民用飞机上的应用不断得到扩大[1]。在民用飞机上采用先进复合材料以及用量多少目前已成为衡量民用飞机是否具有技术先进性的重要标志之一[2]。
　　1  “积木式”研制规划
　　飞机金属结构通过研制达到一定成熟度后，就能够直接来料加工开展结构制造，而复合材料结构的研制由于材料各向异性的特征及工艺稳定性，以及按AC20-107B建议的复合材料结构研制符合性验证方法[3]，区别于金属结构研制，无论采用的技术成熟度有多高，在开展新结构的研制时，必然存在设计、工艺、制造、检测、装配、试验、维修等专业一体化的研发过程。应面向产品全生命周期，全面捕获需求，包括材料性能建立、工艺参数确定、结构形式选择、强度分析方法验证、损伤容限、动力学、电通路、可制造性、检测、装配、修理、成本、适航等各方面的需求。
　　复合材料的性能是在工艺过程中形成的，如果机体结构采用大量的新结构、新工艺，在项目研制启动初期，各专业需要统筹规划提高技术成熟度的研发工作，包括材料、工艺及设计、修理、适坠性、闪电防护等的分析、制造、试验等内容。要实现复合材料结构设计—工艺—分析—制造—维修—成本—验证一体化研发，必须将各专业需求有机地、协调地融入到试验的设计中，使得各专业设计参数能够真正协调，实现产品的构型一致性。
　　“积木式”研制层级一般包括：（1）试片级，如材料试验、工艺试验、许用值试验等;（2）元件级，如长桁试验、蒙皮试验;（3）典型结构件级，如窗框试验;（4）组合件级，如曲板组合件试验;（5）全尺寸级，产品全尺寸件试验。
　　同时，在规划试验件时，需视情考虑备用件。
　　2  进度与资源管理规划
　　基于复合材料结构研制“积木式”规划，在研制时间允许的情况下需按层级开展相关工作，但民用飞机项目研制有市场窗口期的限制，项目需要用最短的时间完成产品研制工作，在这种情况下，就需要并行开展一部分工作，对于并行开展带来的风险需同步做好评估。因此，复合材料结构研制的计划和资源管控需要做更周密的规划。
　　复合材料结构研制任务主要包含设计发图和分析、材料及紧固件采购、模具采购/制造、装配工装设计制造、零件制造、零件机加、试验件装配、检测、试验方案、试验夹具设计制造、试验、数据分析等，主要资源包含人力资源、制造设备（如铺丝机、热压罐等）、试验设备等。其中材料、紧固件采购以及模具的设计制造均需要较长的固定周期，并且材料有保存要求及有效期，加之复材研制特点，静力和疲劳试验需一起做，因此试验周期较长。在制定计划时必须考虑这些因素，并按照人力及制造设备资源进行试验件生产及试验计划的制定。
　　3  零件制造质量控制
　　借鉴型号复合材料零件制造暴露的问题，以及局方的要求，复合材料结构的研制并不是有了工艺规范就代表能制造出各种合格的零件。复合材料产品研制重在过程控制，需要做到过程清楚、记录可查及具有可追溯性，因此必须按照主制造商对复合材料结构研制的质量管理流程进行每个环节的过程控制，这样对于复材的工艺稳定性提升有很大的好处。对于复合材料结构制造外包给供应商，在供应商选择前，需要明确提出供应商应具备的复材研制能力和质量管理体系要求，飞机主制造商必须审核供应商的质量管理体系，以确保能够对复合材料的研制过程进行控制。
　　4  溝通管理规划
　　结合复合材料结构的一体化研发特点，需要成立一个涵盖所有专业的联合研制团队，而且在技术和管理上具有综合管理和决策能力，同时，各专业需要技术带头人对本专业相关技术进行把关，定期开展项目进展及技术协调会。还可以通过技术协调单模式、会议决策模式，将经各专业协调的结果融入到试验的设计中，使得各专业设计需求参数能够相互协调，实现产品的构型一致性，避免遗漏考虑导致的重新设计。所以需要在整个复合材料研制管理中做好有效的沟通规划，如会议规划、技术协调规划、问题上报及处理机制、决策机制等。
　　5  结语
　　该文结合民机复合材料结构研制项目管理实践，对相关项目管理工作进行了总结综述，摸索和探讨适应复合材料研制的项目管理方法和程序。
　　参考文献
　　[1] 赵稼祥.民用航空和先进复合材料[J].高科技纤维与应用，2007（2）：6-10.
　　[2] 王山根.复合材料在民用飞机上的应用[J].材料工程，1992（5）：4-5.
　　[3] 王爱军.民用飞机复合材料主结构适航符合性研究[J].民用飞机设计与研究，2011（4）：24-27，61.
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