提升綜合技術(shù)和管理能力，研發(fā)高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)
——訪國(guó)家“千人計(jì)劃”專家，南京航空航天大學(xué)教授胡忠志

本刊記者 玲 犀

胡忠志：在GE工作的這些年，我非常榮幸地從一個(gè)一線工程師成長(zhǎng)為項(xiàng)目經(jīng)理和部門經(jīng)理，有機(jī)會(huì)與來(lái)自全球的才華橫溢的科學(xué)家和工程師們一起開發(fā)技術(shù)和研制產(chǎn)品。

多年的工作，GE在技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)管理宏觀方面的一些做法，給我留下了深刻的印象。

（1）堅(jiān)持長(zhǎng)期持續(xù)的技術(shù)投入。即使遇到經(jīng)濟(jì)危機(jī)或經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)緩慢期，公司對(duì)技術(shù)的投入從未減少，因而GE的技術(shù)繼承性好、積累廣范而深厚，創(chuàng)新技術(shù)層出不窮，形成了一個(gè)全公司的技術(shù)“倉(cāng)庫(kù)”。研發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，根據(jù)客戶的要求，除了繼承老產(chǎn)品的技術(shù)外，新技術(shù)就取自于GE“倉(cāng)庫(kù)”。

（2）系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)和強(qiáng)有力的組織實(shí)施。GE公司每年第3個(gè)季度舉行各個(gè)層面的技術(shù)研討會(huì)，根據(jù)市場(chǎng)、自身和競(jìng)爭(zhēng)者的情況，分析公司的優(yōu)劣勢(shì)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，分享最佳實(shí)踐，制定和修訂公司短期和長(zhǎng)期的技術(shù)規(guī)劃和實(shí)施路徑。因此，技術(shù)規(guī)劃聚焦需求，具有很強(qiáng)的連續(xù)性，各層相關(guān)組織及個(gè)人的工作目標(biāo)明確，具有很好的執(zhí)行力，能得到預(yù)期結(jié)果。

（3）規(guī)范化、結(jié)構(gòu)化的研發(fā)流程。自成立以來(lái)，GE航空一直遵循科技創(chuàng)新規(guī)律，根據(jù)過(guò)去40年研制發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)在20世紀(jì)80年代總結(jié)出并開始使用規(guī)范化和結(jié)構(gòu)化的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研發(fā)流程，即新產(chǎn)品引入（New Product Introduction，NPI），并在后續(xù)的產(chǎn)品研發(fā)中嚴(yán)格遵照此流程執(zhí)行，并對(duì)其持續(xù)更新優(yōu)化，不斷加入和使用新的方法和工具（如精益六西格瑪、快速工作等）。

（4）研發(fā)共享，服務(wù)共享。在全球范圍交流知識(shí)、技術(shù)和工具，實(shí)現(xiàn)研發(fā)共享、服務(wù)共享。在GE內(nèi)部，GE“倉(cāng)庫(kù)”的設(shè)立其實(shí)是站在“一個(gè)GE”的角度，先進(jìn)技術(shù)、材料、軟件及分析可以在各個(gè)業(yè)務(wù)集團(tuán)內(nèi)共享，服務(wù)模式可以在不同的業(yè)務(wù)集團(tuán)共享。給客戶直觀、全面的逛店似感受，告訴客戶有哪些技術(shù)，可以解決哪些問(wèn)題。客戶只需面對(duì)一個(gè)入口，背后是整合而成的30萬(wàn)員工和各業(yè)務(wù)集團(tuán)的產(chǎn)品，形成完整而系統(tǒng)的解決方案。

（5）團(tuán)隊(duì)協(xié)同，共創(chuàng)共贏。這一點(diǎn)對(duì)于研發(fā)交聯(lián)復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)尤其重要。所有項(xiàng)目相關(guān)者，包括政府部門、適航當(dāng)局、航空公司、飛機(jī)制造商、各級(jí)供應(yīng)商，以及公司內(nèi)部相關(guān)團(tuán)隊(duì)，雖然身處異地、異國(guó)，具有不同的語(yǔ)言和文化，但是執(zhí)行項(xiàng)目時(shí)是一個(gè)無(wú)邊界的團(tuán)隊(duì)。各自的知識(shí)產(chǎn)權(quán)得到保護(hù)，具有強(qiáng)烈的共贏愿望，溝通交流暢通，相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)提前告知，出了問(wèn)題很少推諉扯皮，共同想辦法解決問(wèn)題。

（6）積極使用全球資源，尤其是科技人力資源。GE不僅在美國(guó)本土吸收了大量來(lái)自國(guó)外的頂尖科技人才，而且在中國(guó)、印度和巴西等全球新興市場(chǎng)，建立科技園和研發(fā)中心以聚集當(dāng)?shù)厝瞬拧Ｍㄟ^(guò)招攬國(guó)際人才，不僅對(duì)進(jìn)入當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)有利，也有利于降低技術(shù)創(chuàng)新的成本。

（7）善于培養(yǎng)未來(lái)的領(lǐng)軍人才。定期到社會(huì)和高校宣傳公司的理念和成果，積極招募在校大學(xué)生、研究生到公司實(shí)習(xí)，從中錄取一批符合GE價(jià)值觀的優(yōu)秀畢業(yè)生，安排到愛(ài)迪生工程發(fā)展項(xiàng)目（EEDP）。EEDP是一個(gè)擁有多年歷史的領(lǐng)軍人才培養(yǎng)計(jì)劃，旨在將那些最具發(fā)展?jié)撡|(zhì)的年輕工程技術(shù)人才培養(yǎng)成為未來(lái)的技術(shù)專家及技術(shù)管理的領(lǐng)導(dǎo)者。現(xiàn)任GE航空集團(tuán)總裁David Joyce，曾經(jīng)的控制系統(tǒng)專家，就是EEDP的畢業(yè)生之一。

在具體的科研過(guò)程中，從對(duì)GE價(jià)值觀的遵循到GE研發(fā)活動(dòng)的執(zhí)行，我觀察和體會(huì)到GE的科研人員具有很多優(yōu)秀品質(zhì)值得我們學(xué)習(xí)。

（1）恪守誠(chéng)信，剛直不阿。在GE，發(fā)動(dòng)機(jī)工程師經(jīng)常說(shuō)的一句口頭禪就是“Engines never lie”（發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)撒謊），做任何事情都要以誠(chéng)信為基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)面前，人人平等，敢于直抒己見(jiàn)，實(shí)事求是地對(duì)待任何問(wèn)題。這種價(jià)值觀在項(xiàng)目的技術(shù)評(píng)審和階段評(píng)審中體現(xiàn)得尤為突出，隱瞞不報(bào)的質(zhì)量或造假等問(wèn)題都是公司的紅線，決不可逾越。

（2）客戶至上，結(jié)果導(dǎo)向。通過(guò)培訓(xùn)、激勵(lì)和考核，這種文化深深地植根在GE員工心中并落實(shí)在行動(dòng)上。

（3）態(tài)度積極，敢做敢當(dāng)。新技術(shù)和新產(chǎn)品的研發(fā)往往是要求高、時(shí)間緊、任務(wù)重且資源不夠。在遵循科學(xué)規(guī)律的前提下，通過(guò)積極識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，制定降低風(fēng)險(xiǎn)措施，提前溝通相關(guān)者，努力爭(zhēng)取資源，群策群力，往往困難都能解決。

（4）愛(ài)崗敬業(yè)，精益求精。在我曾經(jīng)工作過(guò)的團(tuán)隊(duì)中有許多優(yōu)秀員工，他們大都熱愛(ài)自己的工作，技術(shù)能力和學(xué)習(xí)能力都很強(qiáng)，對(duì)技術(shù)方案，不僅滿足于知其然，還追求對(duì)物理本質(zhì)的透徹了悟，追求全面系統(tǒng)地解決問(wèn)題。

胡忠志：很慚愧，到目前為止我們還談不上獲得稱得上為“創(chuàng)新性”的成果，因?yàn)樵谶^(guò)去的七、八年，我們大部分工作是在補(bǔ)短板，特別是在建體系和搭平臺(tái)方面，花了很多時(shí)間。在體系建設(shè)方面，我們分析和識(shí)別了現(xiàn)有技術(shù)與產(chǎn)品研制需求的差距，并制定了相應(yīng)的技術(shù)路線圖；開發(fā)了初步的設(shè)計(jì)研發(fā)所需流程、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；建立了包括項(xiàng)目管理、需求管理和構(gòu)型管理的初步技術(shù)管理平臺(tái)并在一些項(xiàng)目中得到了使用。在平臺(tái)建設(shè)方面，初步搭建了全數(shù)字化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)、子系統(tǒng)/相關(guān)部件的仿真分析和測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)、控制系統(tǒng)/健康管理系統(tǒng)硬件在回路集成驗(yàn)證等平臺(tái)，并已應(yīng)用于項(xiàng)目的仿真分析、正向設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成和測(cè)試驗(yàn)證。在技術(shù)研究和應(yīng)用方面，雖然初步建立了基于模型的軟件研發(fā)（MBD）流程、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、方法和工具鏈，但還需通過(guò)項(xiàng)目做大量的工作才可滿足DO-178的適航要求；另外，雖然我們的團(tuán)隊(duì)和合作伙伴在國(guó)內(nèi)第一次正向研制成功燃油分配器和高壓力燃油泵兩個(gè)燃油系統(tǒng)部件，但無(wú)論從性能上還是可靠性上，與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的要求還有很大差距，需要在設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)過(guò)程中不斷優(yōu)化和提升。當(dāng)前，我們團(tuán)隊(duì)在控制系統(tǒng)協(xié)同仿真、全電推進(jìn)系統(tǒng)，以及燃?xì)夥植际侥茉闯商紫到y(tǒng)等方面開展一些新技術(shù)的研究和應(yīng)用。

胡忠志：研發(fā)一款在市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力、被客戶接受并能給所有利益相關(guān)者都帶來(lái)回報(bào)的商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜和具有極大挑戰(zhàn)的系統(tǒng)工程。由于我在國(guó)內(nèi)工作經(jīng)歷有限，對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的理解肯定不到位，提出以下觀點(diǎn)供批判：

（1）行業(yè)壟斷，企業(yè)對(duì)市場(chǎng)、客戶和成本的意識(shí)欠缺，國(guó)家必須投入，但國(guó)家或客戶卻很難控制產(chǎn)出的結(jié)果；

（2）開放程度不夠，與西方甚至國(guó)內(nèi)行業(yè)外的合作很少，尤其是整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)關(guān)系沒(méi)有理順，行業(yè)內(nèi)的廠所間相互封鎖，沒(méi)有形成競(jìng)爭(zhēng)局面，但也沒(méi)有形成合力，造成了人才、資源和經(jīng)驗(yàn)的浪費(fèi)；

（3）是由于得到大量的投入，目標(biāo)定得高、任務(wù)量大且急，現(xiàn)有人才、資源及積累不夠，再加上技術(shù)和管理等體系不完善，按時(shí)、按質(zhì)、按量完成產(chǎn)品交付將面臨極大的挑戰(zhàn)。

為改變這種狀態(tài)，在體制和機(jī)制方面，我們需要進(jìn)一步解放思想，大膽改革創(chuàng)新，充分發(fā)揮社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的優(yōu)越性，制定規(guī)章和辦法，加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)協(xié)同合作，建立共享的資源和知識(shí)平臺(tái)，同時(shí)引入競(jìng)爭(zhēng)和獎(jiǎng)懲，激發(fā)企業(yè)和研發(fā)人員的積極性。另外，從長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看，從資金投入到政策，也需要長(zhǎng)期堅(jiān)定地扶持民營(yíng)企業(yè)，特別是中小型企業(yè)的成長(zhǎng)，集全國(guó)之智，才能打牢國(guó)家航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制基礎(chǔ)。

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的材料、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)等技術(shù)方面和管理層面，需要勇敢和誠(chéng)實(shí)地分析我們的優(yōu)勢(shì)和不足，對(duì)目前的狀態(tài)要有清醒的認(rèn)識(shí)，借鑒中國(guó)航天成功做事的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，虛心學(xué)習(xí)西方3大航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳實(shí)踐，遵循科學(xué)規(guī)律，用系統(tǒng)工程的方法，做好頂層規(guī)劃，聚焦問(wèn)題，制定切實(shí)可行的實(shí)施路徑，一步一個(gè)臺(tái)階，苦干實(shí)干，持續(xù)不斷地提升綜合技術(shù)能力和管理水平。在技術(shù)上，采用結(jié)構(gòu)化的方法將復(fù)雜技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行條目化分解，然后用技術(shù)成熟度（TRL）和制造成熟度（MRL）方法來(lái)評(píng)估每項(xiàng)技術(shù)的成熟度狀態(tài)。對(duì)于成熟度低的技術(shù)，要用開放的態(tài)度，調(diào)動(dòng)全社會(huì)的力量并吸引匯集全球的智慧，按照新技術(shù)開發(fā)流程（NTI）和新產(chǎn)品研發(fā)流程（NPI）逐項(xiàng)進(jìn)行攻關(guān)，TRL和MRL成熟度不夠的技術(shù)不可引入到發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制；在管理層面上，學(xué)習(xí)并借鑒西方國(guó)家經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)管理和項(xiàng)目管理思路與方法，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)之間的合作與執(zhí)行力，不斷激勵(lì)研發(fā)人員和團(tuán)隊(duì)的積極性，實(shí)施嚴(yán)格的過(guò)程管控，并堅(jiān)持結(jié)果導(dǎo)向的考核機(jī)制。只有將研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的材料、設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)方面的每項(xiàng)技術(shù)成熟度，以及項(xiàng)目、質(zhì)量、供應(yīng)鏈管理等方面的管理成熟度提升到相應(yīng)的水平，建立好工程技術(shù)體系和管理體系，才有可能真正開展自主研發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，并最終得到滿足適航要求和商業(yè)成功的產(chǎn)品。

胡忠志：航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，涉及電子、電氣、機(jī)械、液壓、控制、軟件等學(xué)科，約占50%的發(fā)動(dòng)機(jī)航線可更換部件（LRU）大于10%的整機(jī)重量和研制成本，常被比喻為發(fā)動(dòng)機(jī)的“大腦”，對(duì)于滿足飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能、安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性等方面的要求至關(guān)重要，一直以來(lái)各國(guó)都圍繞著這些方面開展關(guān)鍵技術(shù)研究。

西方從20世紀(jì)90年代起研制的航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品大都采用全權(quán)限數(shù)字電子控制（FADEC）系統(tǒng)，目前為止，控制系統(tǒng)的構(gòu)架和部件構(gòu)型變化不大，除了持續(xù)提升部件性能和可靠性、減少部件體積和重量、降低研制成本外，就是不斷改善和增強(qiáng)控制系統(tǒng)軟件的功能。隨著對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累和其機(jī)理的更多理解，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的安全性限制更加清晰，對(duì)控制部件的特性和故障模式更加了解，因此通過(guò)開發(fā)更加對(duì)標(biāo)和精確的控制算法、控制邏輯、故障診斷、故障容錯(cuò)和處理邏輯來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性和性能。而這些新算法和新邏輯，通過(guò)控制軟件就可以實(shí)現(xiàn)，據(jù)初步估算，控制軟件的復(fù)雜度不到5年就要翻一番。

另外，為降低航空公司的維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用和提高發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性，由機(jī)載和地面綜合形成的發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)的功能也在不斷完善和增加。隨著技術(shù)的進(jìn)步及客戶對(duì)飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的要求越來(lái)越高，迫使下一代飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)及其部件朝著電氣化和智能化方向發(fā)展，近年相關(guān)的研究熱點(diǎn)集中在基于模型的發(fā)動(dòng)機(jī)控制、分布式發(fā)動(dòng)機(jī)控制、綜合推進(jìn)和功率管理，以及物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵技術(shù)。需要指出的是，我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的研究，在攻克關(guān)鍵技術(shù)的同時(shí)，重點(diǎn)還應(yīng)該根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況，不斷提升技術(shù)成熟度和制造成熟度，滿足客戶的基本要求和為將來(lái)的發(fā)展打好一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。