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中航上电所承担C919关键系统 掌握设计主导权

 

中航上电所承担C919关键系统 掌握设计主导权

 

资料图:C919大飞机模型

在今年4月的民用飞机航电论坛上,来自中航工业无线电电子研究所(以下简称“上电所”)的消息称,由该所承担研制的国产大飞机C919航电系统中的一个关键组成部分——显控系统将于今年8月完成原理件的设计制造,并进行测试和修改,12月底将交付地面试验件,也就是最终的装机件。届时,C919飞机的航电系统也将按照预定节点完成综合试验。净化新风机

C919航电研制中的那个“唯一”

众所周知,航电系统是现代民用客机上最为关键,也最为复杂的机载系统之一,C919飞机的航电系统就包括了通信、导航、显控、记录等多个模块化系统包。然而,很少为外人所知的是,在C919的航电系统中,其他系统包都是由国外企业负责主要的设计工作,国内企业只是部分参与设计以及生产,而显控系统包是由上电所独立研制的系统包,也是C919首飞关键航电分系统。北京机房加湿

谈及独自承担显控系统包的研制工作,作为上电所的领导者以及系统研制的技术领军人,王国庆承受着巨大的压力。“C919航电系统的各个系统包从一开始都是由国外公司负责设计,包括飞控、通信、显控等都是如此。国内企业在研制过程中只承担很少一部分工作,而不参与整个设计过程。”作为国家的重大科技专项,C919大飞机项目在系统和设备招标时,鼓励和促进国外企业与国内企业进行合作成立合资公司,并优先选择合资公司的产品,旨在借机推动国内相关领域的技术进步。2013年底,随着C919研制进度愈加紧迫,C919飞机显控系统包转回国内研制,并最终确定由上电所独立承担研制任务。机房新风机

事实证明,这对上电所来讲是一次难得的机遇,当然也伴随着巨大的挑战。“最开始,商飞公司对由我们来承担显控系统包的设计研制工作非常顾虑,主要担心上电所的技术能力与国际水平的差距影响到将来C919飞机的销售,这让我心里很难受。”数月之后谈到当时的情形,王国庆仍显得有些无奈。民机项目不同于军机项目之处,就在于将来要适航取证并获得市场的认可,所以单纯从市场的角度而言,作为客户的商飞公司无可厚非,而这也更坚定了王国庆要独立研制显控系统包的决心。“商飞公司提出利用国外先进技术,希望我们将显控系统包转交给国外著名航电系统供应商负责,上电所参与其中。针对商飞的建议,我们提出不同意见。如果由国外供应商负责,上电所只能参与一些局部和低层次设计,无法参与系统整体分析、设计和综合。系统分析、设计和综合技术恰恰是我们最大的不足和短板,也无法在后期给商飞提供支持和服务。所以,为了提升我国航电显控系统自主创新能力,以达到国际水平,我们决定自主独立承担C919航电显控包的研制任务。同时,为了保证研制工作的顺利进行,我们招聘了大批国外和国内专家参与到显控系统包的设计中,并与8个国外公司进行合作,建立了开放式的平台,但是设计的主导权掌握在我们自己手中。这样也提升了客户对我们产品的信心。”

正视差距是为了更快地进步

作为一个在机载航电领域奋力开拓30年的技术专家,王国庆对该领域的专业技术之复杂,设备精细化程度要求之高,以及国外企业的技术封锁之严有着深刻的认识,也因此对国内外在该领域存在的差距有着更为理性的分析。

根据对航电系统发展的深刻认识,以及航电系统自身的技术集成度和功能的关系,王国庆将机载航电系统的发展应用划分为五个台阶。“第一个台阶,我们称作航电的组成和范围,即航电系统大概有哪些部分组成,比如探测、雷达、通信、导航等。在这一台阶上,我们与国外的水平相当,只是系统能力稍有差距。第二个台阶,我们称作作用与关系,即系统的各个组成部分之间是什么样的关系,他们的作用是什么,各个组成部分功能的能力和性能等。在这个台阶上,我们与国外的差距就显现出来。第三个台阶,我们称作能力和组织,既然各个组成部分之间是有关联的,那究竟该如何将他们组织起来才能使系统的整体功能组织能力达到设计需求,这方面我们就涉及的更少了。第四个台阶,即航电系统的活动、协同和集成,形成系统一体化组织的系统效能、品质和有效性,这方面我们几乎没有涉及。第五个台阶是系统的性能优化层面,我们称作系统的综合和融合,形成系统目标、信息、能力综合优化组织,我们也没有涉及。所以总的来说,我们的航电系统还处在一个相对低级的层面,与国外先进水平相比差距明显。”

然而,与发动机等系统相比,航电系统有其自身的特殊性。“发动机是一个紧耦合系统,即发动机的任何部件的任何能力和活动都是紧密相关,一个部件不标准不到位,发动机的整体性能就会受影响。但是航电系统是一个松散耦合系统,大多数功能都是独立的,即每个功能运行一般不依赖其他功能能力和组织,仅体现自身的能力和品质,对其他功能影响也较小。”而航电系统能力是系统整体功能组织实现满足飞机应用的系统优化组织能力。由于航电系统松散耦合特性,很多人经常用航电系统一项功能实现的指标代表航电系统整体水平,没有认清我国航电系统技术能力与世界先进水平存在的差距,这也是我国存在的主要认知差距之一。

正如王国庆所提到的,航电系统的发展趋势是通过最优化满足飞机应用需求。即以需求为目标,以最高的效率、最高的品质、最少的资源实现系统的构成。我国在航电系统认知上存在的主要差距是开发一个什么样的航电系统。“我们传统航电系统研制模式是:定义系统构成,确定系统功能,完成工程开发,实现系统验证,最终提供一个可用的系统。而民机航电开发模式是:①根据飞机的应用模式,确定航电系统的目标、活动和能力,形成系统运行结果需求;②根据系统组织模式,定义航电系统任务、功能和资源组织,形成系统组织过程需求;③根据系统开发模式,定义航电系统要求、环境和条件,形成系统操作过程性能需求。适航认证首先是认证需求组织的合理性和完备性,然后再认证实现需求的完整性和有效性。民机航电系统研制模式最终提供一个满足应用的优化系统。民机这种需求组织的合理性和完备性与需求实现的完整性和有效性过程,在工作任务、工作量、技术难度、开发时间和人力资源需求方面都远远超过传统航电系统研制模式。例如,上电所在某军机项目交换机开发投入研发人员9人,而在C919项目交换机投入研发人员57人。”

在王国庆看来,“如果说军机项目是全运会,来自全国的单位参与研制和竞争,那民机项目就是奥运会,是来自全世界的企业参与竞争。也正是参与竞争者更多,使我们能够认识到自身存在的差距,我们要更好地抓住和利用机会,加快自身的发展。从中学到的经验和理念,也可以为我国军机项目服务。”

“高科技的创新型企业,而不是一个生产型的企业”

采访过程中,王国庆多次提到“差距”一词,对于这样一个我国航电系统领域的学科带头人,国家“973项目”首席专家来讲,这很难让人想象。随着采访的深入,记者对此有了更多的理解,之所以屡屡提及中外在航电领域的差距,一是现实使然,二是王国庆对我国航空航电技术的进步,对上电所的长远发展有着更为迫切的心情。2008年调往上电所之后,王国庆带着所领导班子进行了大刀阔斧的改革,所有的改革都围绕着“技术创新和技术进步”这个核心展开,并将发展目标确定为“高科技的创新型企业,而不是一个生产型的企业。”在王国庆的战略中,上电所当前最重要的工作就是“实现技术的进步,没有技术进步就没有一切”。

采访中,王国庆告诉记者,“存在差距其实并不可怕,只要我们找到了造成差距的原因,就能制订针对性的措施,就有追赶和超越的希望。”与国外相比,在民机产业领域,我国缺乏长期连续性的研究和开发以及生产、制造、维护等全过程,并且在人员的投入和资金的投入方面也大大低于国外企业。以同样的项目为例,国外投入的研发人员数量几乎是国内的4~5倍。其次,现代高新技术的一个重要特征,就是产品本身的知识和技术,与后台支撑性的知识和技术之比越来越小,也就是说,一项技术和成果的取得,其背后所需要的技术支撑体系越来越庞大。第三方面,与国外相比,我们对基础理论研究的重视程度远远不够,而没有理论的支持,根本就谈不上技术创新和技术进步。

针对上述原因,围绕“人与环境”这两个与科技创新关系最为密切的因素,王国庆带领上电所开始了追赶与超越。

王国庆知道,在这条追赶与超越的道路上,要想提高速度就必须有所舍弃,所以他要求所里的科研人员一定要有所为,有所不为。“无论是对于一个人,还是对于一个企业来讲,他的能力都是有限的,不可能将所有的事都做好。在这种情况下,我们就要围绕自身的战略目标,有所为有所不为,舍弃那些我们不擅长做的事情。因为我们的目标是成为高科技创新型企业,而不是一个生产企业。”除此之外,中航工业上电所还积极利用社会资源,从而避免让一些项目占用和牵扯过多的所内资源。以其承担的C919相关研制工作为例,由于不存在像军机项目那样严格的保密要求,王国庆果断决定采用社会资源,租用成熟的社会商用网络,构建上电所C919研发商用网络环境,有效地缩短了时间,降低了费用,提升了效率。。

在为科研人员和所里卸掉不必要的“负担”的同时,王国庆通过改革考核与分配制度,激发科研人员和整个科研团队的科技创新热情。“这里所讲到的科技创新,不是企业自身层面的技术改进与技术革新,而是必须与国家层面的技术创新挂钩。而鼓励他们参与国家层面的科技创新,就是鼓励他们要积极参与国家层面的预研项目,使产品走在型号之前,走在用户之前。”为了配合这项政策,上电所在技术成果的评选和激励方面,一改以往“以工程项目为主出成果,改成以技术开发为主出成果,使技术的开发者优先享有成果。”在这项政策的激励下,上电所在2014年共拿到28个预研项目,但是在王国庆看来这还不够,他的要求是科研人员“要吃着碗里的,看着锅里的,同时盯着地里的”。

在技术领域流传着这样一句话,即“眼界决定思维,思维决定行动,行动决定效果。”为了开阔科研人员的眼界,王国庆还鼓励科研人员走出去,到国际舞台上展示自己。“我们每一年都会派人去参加国际上一些大型的航空技术大会,比如美国的航空航天大会(AIAA)和世界航电系统大会(DSAC)等,并且去的人都要提交论文,与国际同行进行交流。这样不但可以开阔眼界,也是科研人员在思考问题的时候能够站在更高的起点上。”

在解决了“人”这个问题之后,王国庆的另一个目标是为科研人员创造一个高起点的科研环境。“近年来,根据技术发展趋势和我们自身的能力建设,所里确定了包括系统综合、显控、任务系统与数据管理、通信导航、遥测遥控、机载总线等共计9个专业,作为未来技术研究与产品开发的主要方向。”而为了让上述9个专业的发展落到实处,王国庆积极倡导和推动与国外知名公司开展技术合作,瞄准世界先进水平建设了一批专业技术实验室,从而建成了完善的开发、综合、测试、验证环境,成为中航工业上电所科研环境的核心组成部分。“在科技创新方面,我们不排斥对外合作,因为每个人能做的事情都是有限的,所以我们要积极向国外先进企业学习,不学,大的概率是没有收获,学了,大的概率就是有收获。”


未来,上电所的目标是建设覆盖9大专业的24个专业实验室,包括航空系统体系架构研究技术、信息融合技术、新一代航电系统体系架构研究技术、通用地面控制站应用评估、通用地面控制站集成验证等专业实验室。“目前已经建成的17个全部采用国外先进设备和流程建设,基本达到了国外同类先进水平。这些实验室的建成,使我们的科研人员与国外科研人员站在了同样的起跑线上。”

采访结束之时,记者才真正明白,顶着巨大的压力承接了C919客机航电系统的显控系统包的设计研制工作,对于快速发展中的上电所而言是一项大挑战,但也是牛刀初试。在完成了理念的转变与科研环境的建设之后,这支科研队伍将会迸发出巨大的创新能量,他们的目标不只是“全运会”,更是“奥运会”。奥特思普科技新风

Tags: 中航上电所C919关键系统设计主导权加湿除湿一体机电子净化器蒸发式加湿器机房新风机基站节能空调
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