航空零部件、航空工艺装备行业技术特征及发展趋势
思瀚产业研究院    2024-08-07

（1）行业技术特征

①产品定制化程度高

航空零部件及航空工艺装备产品的定制化程度较高，需要针对不同型号的飞机所使用的不同部位单独进行研发，如整机制造中价值量最高的机体制造，其生产涉及机翼、机身、尾翼等多个部件，而各部分设计与制造在材料选择、技术实现等层面所提出的要求也各有不同。因此，航空零部件研发难度较高、周期较长、投入较大。

此外，任何在航空器上使用和安装的材料、仪表、机械、设备、零件、部件、组件、附件、通信器材等均依据飞机机体结构设计进行定制化生产制作，以达到军用、民用航空器在特性方面的特异性要求。

②加工工序繁杂

航空零部件及航空工艺装备制造具有加工工序繁杂、大环节套小环节的特点，部分环节甚至有上百个工序，如整体大型壁板的制造就需要经过毛坯生产、切削、铣切、矫正、成型等大环节，每一环节中又有近百个加工工步，需要几十种加工装备。同时，航空零部件附加值高，一旦加工失误就会导致几十甚至上百万个零件报废。由于工序繁多、容错率低，因此生产效率和成本控制是体现航空零部件加工企业竞争力的两大核心指标。

③涉及多学科技术

航空零部件及航空工艺装备制造是综合多种学科的技术密集行业，涉及热成型、特种焊接、数控加工等多种先进制造技术，需要融合机械加工、材料科学、结构力学、数控技术、信息技术等多门类专业学科的理论知识与实践经验，是最能代表航空航天制造水平的技术领域之一。在具体的工艺设计、仿真加工、数控编程、参数设置、设备调试等制造环节中，需调控的工艺参数多达百余种，不仅需要深厚而全面的专业知识，还需要长期而大量的实验测试与数据采集作为基础。

（2）行业技术发展趋势

①航空零部件复合材料技术先进

复合材料具有质量轻、比强度、比模量高、耐腐蚀、抗疲劳、隔热、隔音、减震等特点，是制造航空航天飞行器的理想材料。根据中国复合材料学会发布的《军工复合材料深度研究报告》，在四代机之前的军机上，复合材料的应用范围限于尾翼、鸭翼等次承力结构上，用量占结构重量的比例在 10%以下；在新一代军机上，复合材料主要应用在机翼、鸭翼、尾翼、垂尾、中机身壁板、腹鳍、武器舱门等处，用量达到结构重量的约 19%。

预计随着相关复合材料和结构材料技术的突破，未来国产军机将在机翼、机身等主承力结构上更多地采用复合材料，用量占比将提高到 25%左右。随着飞机对结构轻量化、高性能化、结构功能一体化的要求日益提升，复合材料在飞机的应用占比将持续增加，部分先进型号民用飞机（如波音 B787、空客 A350 等机型）已经达到 50%以上，航空复材零部件制造业将迎来更大的发展机遇。

为实现复合材料用量的突破，必须在机身、机翼等大型部件上实现复合材料的应用，并向大型化、整体化、结构功能一体化进行发展，但与此同时也对复合材料在航空零部件上的应用在技术上提出了更高的要求。由于基础薄弱、技术积累缺乏，我国航空复材零部件制造业与欧美国家相比存在较大的差距，我国的航空复材零部件制造企业仍有较大的发展空间。

②柔性化发展

柔性化发展趋势包括生产制造的柔性化以及航空工艺装备自身的柔性化两个方面。对于生产制造的柔性化，航空零部件及航空工艺装备制造企业出于持续进行技术创新和研发的需求，通过整体打造软硬件系统逐步向柔性制造发展，以提升运行效率和竞争力。

柔性化产线的建立使企业的研发和生产过程易于扩展和调整，有助于根据新的技术和工艺进行升级和改造，从而支持更密集的研发活动，有效提高研发创新能力，保持企业的技术领先地位。对于航空工艺装备自身的柔性化，由于柔性化具备灵活性、高效率、低成本、高质量和可扩展性等优点，是航空工艺装备的主要发展方向。

而传统采用刚性结构的航空工艺装备设计制造周期长、研制成本高、应用单一，难以满足飞机多品种、小批量生产模式下的研制及生产需求。柔性航空工艺装备技术基于产品数字量尺寸的协调体系，利用可重组的模块化、数字化、自动化工装系统，可以免除或减少设计和制造各种零部件装配的专用固定型架、夹具。

因此，通过应用柔性航空工艺装备可以缩短飞机装配的制造时间、提高质量，实现“一型多用”的制造模式。

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