图1 沈飞总经理袁立先生

2012年，中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司（以下简称“沈飞”）在其发展史上落下了浓重的一笔——如果说，中国首艘航母舰载机的成功起降，标志着沈飞已与共和国的航母事业紧密相连，那么，国产高档数控系统在沈飞的首试成功，则彰显了这家航空企业对推动中国数控机床事业发展的一份担当，正是这份担当，结束了国产高档数控系统在中国航空企业无应用的历史。

航空安全，呼唤国产数控系统

作为中国重要的歼击机制造基地，60多年来，沈飞默默地承担了多项国家航空装备的重大制造任务，创造了中国航空史上多个“第一”，为国防现代化和我国航空事业的发展作出了重大贡献，并在此过程中逐渐形成了军品、民品并举的发展格局。

毫无疑问，作为航空企业，沈飞的第一要务是要在规定期限内制造出安全、快速而可靠的飞机，这是国家赋予航空企业的光荣使命和重大责任。当然，为确保制造任务的圆满完成，国家在资金投入上也始终不遗余力，全力支持航空企业购买世界最先进的加工装备，这已成为惯例。

尽管有国家的支持，但多年来，航空企业却总是遭遇尴尬：国产加工设备、尤其是国产高档数控系统技术的缺失，发达国家对我国的技术封锁，再加上航空企业本身的保密性需求，导致在加工装备的采购、维修和技术升级等方面总是处于被动地位。

因此，2009年，国家重点围绕航空航天、船舶、汽车和电力能源等行业的应用需求，实施启动了“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（以下简称“04专项”），重点支持研发难以从国外进口或者国外不向我国出口的关键高精密数控机床与基础装备，从而首次将发展高档数控机床和基础制造装备提升到了国家层面的战略高度。

图2 从左至右：沈飞副总工程师杜宝瑞，沈飞数控加工厂厂长张辉及副厂长房志亮

04专项的启动，得到了包括沈飞在内的许多重点航空企业的欢迎和响应。尤其是04专项将发展国产高档数控系统作为当前最紧迫任务之一的战略举措，更是顺应了航空企业的心声。

担当，是一种境界、胆识和魄力

作为机床的“大脑”，数控系统历来是制约我国机床行业向高端发展的技术瓶颈。由于技术落后，因此一个有趣的现象是，即使国内的机床制造厂家，多数情况下也都不愿采纳国产的数控系统，当然，终端用户，特别是航空企业就更不敢轻易“越雷池一步”。

近年来，虽然国内几家重要的数控系统制造厂家在技术上已有了很大的进步，而且也都积极参与或承担了04专项的一些重要课题，并取得了重大突破，但在航空领域的关键生产中却始终没有应用。以武汉华中数控股份有限公司（以下简称“华中数控”）为例，尽管该公司通过其承担的04专项课题而研制成功了“华中8型全数字高档数控系统”（以下简称“华中8型”），并自2011年年底正式投产以来，已与04专项课题研制的一些高档数控机床配套使用，但要想跨入航空企业的门槛，却难度很大。

为支持04专项“需求导向”的实施原则以及“首台首套应用示范工程”的构思，2012年4月，沈飞领导层欣然表示：“沈飞愿意做航空企业中第一个吃螃蟹的人！我们愿意给国家或行业搭这个平台，将公司作为国产高档数控系统的试验基地，今后有什么新的系统、新的功能，首先在我们这里应用和验证。我们全程跟踪，有问题马上反馈，与数控系统厂家一起想办法改进。”

简短的几句话，体现了企业的一种境界和姿态，以及企业领导人的胆识和魄力，毕竟，确保航空生产的万无一失才是沈飞首当其冲的重任。在这份担当的背后，不仅是可能延误工期的重大责任以及产品报废的巨额损失，而且可能是国家技术资金投入这一“福利待遇”的减少或丧失。

毫无疑问，沈飞的表态立刻引起了包括一些行业专家在内的各方面的担忧，人们不仅质疑：用国产高档数控系统加工关键航空部件，行吗？出了问题谁来负责？即便在沈飞内部，也普遍信心不足，特别是用惯了进口高档数控系统的基层车间和一线工人，更是对国产高档数控系统表现出了抵触情绪。

“没有应用，发展国产高档数控系统就无从谈起，航空企业就永远摆脱不了发达国家的制约。再好的东西，刚开始在我们这里应用时也时常出现问题，也并非十分完善，但不用，永远完善不了。只要方向对，我们就可以做。困难和问题总是存在的，但一定会得到解决。”沈飞领导层的一席话，有力地回应了外界的质疑，再次表达了沈飞义无返顾的决心。现任沈飞总经理、时任总工程师的袁立也表示：“零件报废的风险绝不能让车间和工人承担，而由公司来承担。沈飞既然要吃这个螃蟹，就得付出代价。”一句话，打消了基层车间的顾虑。

图3 沈飞课题研发团队

时不我待，没有课题也要干

随着话音的落下，2012年4月，时任沈飞总工程师的袁立随即召集沈阳高精数控技术有限公司（以下简称“沈阳高精”）董事长林浒和华中数控董事长陈吉红以及北京航空航天大学的老师开会，共同研究联合开发事宜，最终以会议纪要形式达成合作意向：由沈飞牵头，通过成立一个非正式联盟组织，就国产高档数控系统在航空领域的示范应用展开全面而深入的联合开发。

作为04专项的积极支持者，此时的沈飞不仅已牵头承担了04专项的2个课题，而且还参与了另外6个课题的研究工作，再申报牵头一项与国产数控系统有关的课题，能否得到上级主管部门的批复还是个未知数。在结果尚无着落的情况下，沈飞领导层再次欣然表态：“不管课题批不批，我们先干起来。”这一表态得到了沈阳高精和华中数控的积极响应，3家公司一致同意，科研经费暂时由3家共担。

很快，一系列与此联合开发项目有关的组织协调工作在沈飞副总工程师、04专项专家组成员杜宝瑞的策划下迅速铺开。

作为沈飞数控加工厂前任技术厂长，杜宝瑞曾策划实施了数控加工厂的信息化建设工作，组建了一个具有开发能力的研究室，因而对航空企业从事应用技术开发有着自己独到的认识和见解。按照他的观点，航空企业的应用技术研究必须密切联系实际、紧密围绕生产需求而展开。因此，组建一个分工明确、配合默契且管理有序的高效率专业开发团队非常必要。

为此，沈飞大胆地将承担飞机关键复杂结构件加工任务的数控加工厂指定为国产高档数控系统的应用示范基地。这里拥有百余台进口高档数控机床，所用数控系统更是全部为国外品牌，加工的航空关键结构件普遍价格不菲，仅材料费用就高达几万乃至几十万。将如此重要的数控加工厂作为国产高档数控系统的试验场所，沈飞的决心及其承担的风险和压力由此可见一斑。

作为数控加工厂副厂长，房志亮被任命为该课题组组长、项目负责人，全面负责项目的组织和实施。为彻底落实联合开发的概念，沈飞打破了与数控系统厂家之间甲、乙方的观念，安排一线操作和维修工人与两个数控系统厂家的研发人员组成联合开发团队，全力配合他们的现场实施工作，并对改造后的设备进行密切跟踪，发现问题及时反馈，共同协商解决。与此同时，一个由年轻博士和硕士组成的30人技术管理团队迅速在沈飞技术中心组建而成，他们主要围绕课题管理、项目申报、经费和专利申请、成果总结、研究报告、论文发表、实验数据积累以及新技术的推广和应用等开展工作，以确保04专项课题的圆满完成。

图4 采用国产高档数控系统升级改造的机床

唯有应用，方能获得真知

在沈飞数控加工厂，拥有3台已连续使用了14年，精度基本丧失、电气系统完全老化的进口三坐标大型立式加工中心，按计划，本已决定采用进口数控系统进行改造，但联合开发协议的达成，促使沈飞改变了初衷，果断地将其中两台机床分别交由沈阳高精和华中数控采用国产高档数控系统和电气系统进行改造。

2012年9月，经过历时一个月的现场施工，华中数控采用04专项支持的华中8型，率先完成了对设备的全面升级改造，包括：更换了机床原有的数控装置、伺服驱动和伺服电动机、主轴驱动和主轴电动机；对电气控制柜进行了元器件更新和优化布线；解决了国产数控系统与机床原光栅尺的信号接口问题，实现了全闭环控制。改造完成后，实测机床的定位精度达到5μm，经NAS试件试切，验证了机床的加工精度达到要求。随后，机床正式交付数控加工厂用以加工钛合金结构件。由沈阳高精改造的机床也于2013年1月交付沈飞投入生产检验。

经过连续数月的实际使用和密切跟踪，沈飞作出了客观评价：两台改造机床的定位精度、加工精度以及稳定性和可靠性等性能指标均满足了加工航空结构件的技术要求。虽然与国外相比在功能完善性和适用性方面还存在差距，且伺服驱动和电动机的稳定性尚有待考验，但初期使用结果令人满意。

作为国产高档数控系统在航空主机厂结构件上的首台应用，这一联合开发行动的初战告捷令3家公司都备受鼓舞，它在一定程度上改变了“国产高档数控系统根本不行”的传统偏见。尤其是采用国产数控系统对这种完全老化的进口设备进行改造在国内尚属首次，其难度之大可想而知，这对于华中数控和沈阳高精而言，无疑是一次严峻的考验。但，正因为有了这次难得的“高难度”应用机遇，才使两家公司从中获益匪浅，毕竟，旧设备暴露出来的问题远比实验室模拟工况以及新设备要多得多、也更为复杂，从而更有利于他们发现不足并加以完善。例如，针对一次因设备原光栅尺老化引发机床误操作而导致一个零件报废的问题，双方在找到症结后，在沈飞的建议下，华中数控在伺服驱动器上开发了光栅尺信号异常智能诊断功能。

“但无论如何，只要系统运行稳定，在早期应用开发阶段出现上述问题也是不可避免的、可以接受的。正因为有了这样、那样的问题，才有必要继续在不同的机床、不同的工况及不同的产品上进行大量的应用验证，否则就发现不了问题，或者问题发现不全，系统因此也就得不到完善。有了问题，立刻反馈回去，迅速拿出解决方案，然后现场解决问题，这就是04专项课题带给制造商和用户双方的好处。”沈飞04专项研发团队如是说，“改造项目能够进展得如此顺利，响应机制如此快速，执行力如此到位，离不开沈飞基层车间的密切配合，离不开华中数控和沈阳高精两家公司董事长的高度重视，更离不开沈飞高层领导的大力支持。尤其值得一提的是，在数控系统改造和使用过程中，工信部装备司王富昌巡视员、王建宇处长、苏铮副调研员以及总体组组长卢秉恒院士等领导和专家亲临现场参观指导，了解改造进度和实际使用情况，协调解决存在的问题和困难，更增强了我们使用国产高档数控系统的信心和决心。”

2012年底，在沈飞公司内部评价会上，数控加工厂因其在此次联合开发行动中的出色表现而得到了重点表扬，全体研发团队还荣获了2012年度总经理特别奖。

实现规模化应用的示范效应

毫无疑问，联合开发行动的初战告捷，为沈飞乃至国内其他企业探索了一条对进口数控加工设备进行维修和改造，以及深度应用开发的新途径，增强了沈飞继续使用国产高档数控系统的决心，并得到了04专项上级主管部门的肯定和认可。

作为04专项2013年启动的项目，目前，由沈飞联合华中数控、沈阳高精和北京航空航天大学申报的“国产高档数控系统在航空领域的示范应用”课题正在紧锣密鼓地开展起来。沈飞数控加工厂将提供30台不同品牌、不同类型的进口数控加工机床，分别供华中数控和沈阳高精采用国产高档数控系统进行改造和升级，并将在为时一年的实际生产应用中加以验证，以全面提高国产高档数控系统的可靠性、稳定性和功能完善性，使其真正接近或达到国际主流高档数控系统的技术水平，以完全满足航空企业的应用需求。

除此之外，沈飞还将额外提供一台进口五坐标加工中心，以及除数控加工厂以外其他车间的进口设备，供华中数控采用华中8型进行技术改造，以对华中8型作进一步的检验和完善。

2012年11月28～30日，由工信部装备司、国防科技工业局发展计划司主办，中国机床工具工业协会、中国和平利用军工技术协会承办，沈飞协办的“飞机结构件制造工艺技术培训班”在沈飞举行，近百名行业专家现场参观并考察了设备的使用情况，从而进一步增强了用户对国产数控系统的了解和使用的信心。

不可否认，“国产高档数控系统在航空领域的示范应用”课题的实施，将为提升我国高档数控系统的自主创新和产业化应用能力起到良好的示范作用。为进一步支持04专项实现更多相对独立的技术成果的集成化、规模化应用，沈飞还计划开展国产高档数控机床与技术在航空领域的综合应用及用户工艺研究，利用专项支持研发的国产数控机床、数控系统、功能部件、国产刀具和共性技术等成果，优化前期国产机床和数控系统应用示范类项目方案，建立国产高档数控装备及其关键技术的应用示范基地，形成规模效应，从而成为04专项研发成果在航空制造领域规模化应用的综合示范窗口。