航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究與產(chǎn)品研制互鎖機(jī)制研究

■ 談夢(mèng)妮 邱明星 谷艷萍 隋巖峰/中國(guó)航發(fā)動(dòng)力所

航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究固有的不確定性會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品研制“拖、降、漲”風(fēng)險(xiǎn)增高。為了降低這些風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)研究必須在技術(shù)規(guī)劃制定、研究過(guò)程分層開發(fā)、審視對(duì)齊、技術(shù)成果遷移的全過(guò)程與產(chǎn)品研制互鎖，為產(chǎn)品研制保駕護(hù)航并提供支持。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制過(guò)程中，時(shí)常伴隨著大量的技術(shù)研究攻關(guān)，而技術(shù)研究所固有的不確定性，可能導(dǎo)致支持產(chǎn)品研制的關(guān)鍵技術(shù)成熟度（TRL）無(wú)法按節(jié)點(diǎn)達(dá)到應(yīng)用要求，從而帶來(lái)產(chǎn)品研制進(jìn)度拖延、指標(biāo)不達(dá)標(biāo)以及項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)證費(fèi)用激增的風(fēng)險(xiǎn)。此外，現(xiàn)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究項(xiàng)目的申報(bào)多數(shù)為被動(dòng)牽引，資助方向與實(shí)際產(chǎn)品研發(fā)需求契合度不高，從而導(dǎo)致技術(shù)研究與產(chǎn)品研制的節(jié)奏不匹配，技術(shù)成果的應(yīng)用效果不佳，使得有限的人力、試驗(yàn)資源未能產(chǎn)生最大的效能。為保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究對(duì)產(chǎn)品研制的支撐作用最大化，本文引入航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究與產(chǎn)品研制互鎖的理念，從技術(shù)規(guī)劃拉通、研究過(guò)程分層開發(fā)、審視對(duì)齊、成果遷移等方面闡述具體舉措，力求使技術(shù)研究成果發(fā)揮最大效能，為產(chǎn)品研制提供充足可用的貨架技術(shù)。

互鎖機(jī)制的內(nèi)涵

技術(shù)研究與產(chǎn)品研制清晰的業(yè)務(wù)分層，使各層次業(yè)務(wù)能夠獨(dú)立運(yùn)作，并基于不同業(yè)務(wù)的本質(zhì)各自擁有明確的管理模式，從而降低技術(shù)研究與產(chǎn)品研制之間的影響，有效提升企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理效率?；ユi機(jī)制建立在技術(shù)研究和產(chǎn)品研制的異步開發(fā)基礎(chǔ)之上，通過(guò)在規(guī)劃、開發(fā)過(guò)程中的互鎖，使兩者發(fā)生關(guān)聯(lián)性作用，確定好異步層的相互配合關(guān)系，以確保提前做好準(zhǔn)備，滿足技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的支撐關(guān)系。

技術(shù)研究和產(chǎn)品研制的互鎖機(jī)制主要體現(xiàn)在各自規(guī)劃和開發(fā)過(guò)程中的信息傳遞、分層開發(fā)和過(guò)程評(píng)審中，如圖1所示，從產(chǎn)品規(guī)劃中分解出的技術(shù)需求落實(shí)到技術(shù)規(guī)劃中，從源頭上保證二者的強(qiáng)相關(guān)，確定將要開展的技術(shù)研究是正確的和及時(shí)的，技術(shù)規(guī)劃輔助產(chǎn)品規(guī)劃的確定；在技術(shù)研究過(guò)程中，產(chǎn)品研制需要適時(shí)參與到技術(shù)開發(fā)的階段過(guò)程評(píng)審審查中，從產(chǎn)品的視角對(duì)技術(shù)開發(fā)進(jìn)展進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)調(diào)整、補(bǔ)充產(chǎn)品規(guī)劃及開發(fā)策略；按照TRL對(duì)技術(shù)研究進(jìn)行分層開發(fā) ，開發(fā)成果通過(guò)技術(shù)遷移應(yīng)用到產(chǎn)品研制之中，全面支撐產(chǎn)品研制，確保其有成熟的技術(shù)可以使用，緩釋產(chǎn)品研制“拖、降、漲”的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 技術(shù)研究與產(chǎn)品研制的互鎖示意

技術(shù)規(guī)劃確立

技術(shù)規(guī)劃對(duì)于開展技術(shù)研究具有重要意義，對(duì)于產(chǎn)品研制也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)極其復(fù)雜的技術(shù)綜合體，隨著性能的不斷提高，涉及的技術(shù)門類越來(lái)越多，耦合關(guān)系也越來(lái)越復(fù)雜，所需投入的人力、物力等資源也極其浩大，為此選準(zhǔn)技術(shù)方向非常重要，如果技術(shù)規(guī)劃中的技術(shù)需求確定不好，不但浪費(fèi)有限資源，而且會(huì)限制航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制的發(fā)展腳步。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)規(guī)劃中，常會(huì)出現(xiàn)由于規(guī)劃內(nèi)容基于經(jīng)驗(yàn)，缺少前瞻性和準(zhǔn)確性，并與立項(xiàng)指南脫節(jié)，導(dǎo)致實(shí)際的技術(shù)立項(xiàng)、技術(shù)研究與技術(shù)規(guī)劃無(wú)法對(duì)應(yīng)，落地實(shí)施效果不好；現(xiàn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究部分是由產(chǎn)品研制項(xiàng)目需求牽引，技術(shù)研究的不確定性，造成產(chǎn)品研制存在無(wú)技術(shù)可用的現(xiàn)象，即技術(shù)研究與產(chǎn)品發(fā)展路線脫節(jié)，導(dǎo)致開發(fā)的技術(shù)成果不能充分滿足型號(hào)研制的需要。這就要求在技術(shù)規(guī)劃制定時(shí)權(quán)衡產(chǎn)品研制需求和資方需求，從而確保技術(shù)規(guī)劃的落地實(shí)施和技術(shù)研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

與產(chǎn)品規(guī)劃的互鎖

技術(shù)規(guī)劃應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品以及市場(chǎng)對(duì)技術(shù)發(fā)展和技術(shù)研究的需求，根據(jù)產(chǎn)品研制目標(biāo)進(jìn)行技術(shù)的識(shí)別和分析，并給出相應(yīng)的研究策略。技術(shù)規(guī)劃包含識(shí)別當(dāng)前的關(guān)鍵/核心技術(shù)、分析技術(shù)對(duì)產(chǎn)品研制目標(biāo)達(dá)成的影響、搜集/分析行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、識(shí)別技術(shù)研究短板及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)、判斷技術(shù)的遷移節(jié)點(diǎn)、分析技術(shù)的獲取方法、評(píng)估技術(shù)獲取的投入等多項(xiàng)內(nèi)容。

確保產(chǎn)品研制前技術(shù)就緒的先決條件包括：在航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制之前，各項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證，各相關(guān)技術(shù)之間的耦合關(guān)系明確，技術(shù)成熟度達(dá)到要求，技術(shù)準(zhǔn)備就緒；產(chǎn)品研制啟動(dòng)時(shí)只需對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行選擇，匹配最佳組合，重點(diǎn)解決技術(shù)集成驗(yàn)證中出現(xiàn)的問(wèn)題；技術(shù)規(guī)劃中確定的技術(shù)需求，產(chǎn)品規(guī)劃中確定的產(chǎn)品研制戰(zhàn)略，外部客戶的投資方向應(yīng)是一致的，是相互拉通、對(duì)齊的。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)規(guī)劃中出現(xiàn)的可執(zhí)行性差、作用有限的主要原因是規(guī)劃的技術(shù)研究項(xiàng)目與產(chǎn)品研制的需求不相符，成果應(yīng)用率不高，從而導(dǎo)致了惡性循環(huán)。這就要求技術(shù)規(guī)劃一方面嚴(yán)格對(duì)齊裝備研發(fā)需求，另一方面還要有前瞻性。將產(chǎn)品規(guī)劃作為技術(shù)規(guī)劃的主導(dǎo)輸入，牽引技術(shù)需求，并嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)劃開展技術(shù)立項(xiàng)與技術(shù)研究。

與客戶精準(zhǔn)對(duì)接需求

分析各類外部基金項(xiàng)目的研究，綜合技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展需求，精準(zhǔn)契合項(xiàng)目指南的研究?jī)?nèi)容要求。建立與基金主管機(jī)構(gòu)常態(tài)的溝通途徑，通過(guò)拜訪、專題交流、聯(lián)合創(chuàng)新等方式與用戶進(jìn)行互動(dòng)交流，保證戰(zhàn)略方向、客戶需求捕獲的及時(shí)性與精準(zhǔn)性，保證技術(shù)項(xiàng)目申報(bào)與客戶需求節(jié)奏的匹配，有計(jì)劃地導(dǎo)出技術(shù)發(fā)展方向，及時(shí)獲得確認(rèn)，并納入項(xiàng)目研究規(guī)劃。只有與客戶充分地溝通、交流，并分步展示實(shí)施結(jié)果，才能逐步獲得認(rèn)可和信任度，提升影響力。

技術(shù)識(shí)別能力的積累

有的技術(shù)規(guī)劃長(zhǎng)期處于被動(dòng)狀態(tài)，前瞻性的技術(shù)洞察不夠。技術(shù)項(xiàng)目主要解決在研產(chǎn)品的技術(shù)問(wèn)題，面向未來(lái)技術(shù)儲(chǔ)備的技術(shù)項(xiàng)目占比太低，未形成對(duì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及其節(jié)奏的精準(zhǔn)把握。應(yīng)通過(guò)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的洞察分析，持續(xù)積累建立技術(shù)發(fā)展路線圖，確定關(guān)鍵/核心技術(shù)，體現(xiàn)當(dāng)前的技術(shù)水平、業(yè)界最高水平、領(lǐng)先方向、未來(lái)一段時(shí)間的預(yù)期水平，以及技術(shù)的溯源、技術(shù)特征、技術(shù)結(jié)構(gòu)、技術(shù)難點(diǎn)等信息，呈現(xiàn)領(lǐng)域的技術(shù)全貌。分析產(chǎn)品規(guī)劃中產(chǎn)品需求的變化、指標(biāo)的提升情況，評(píng)估現(xiàn)有技術(shù)儲(chǔ)備，尋求可行的技術(shù)途徑。

技術(shù)研究過(guò)程

延續(xù)技術(shù)規(guī)劃中對(duì)技術(shù)研究項(xiàng)目的分梯次原則，將技術(shù)研究分為基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、先期技術(shù)研究3個(gè)層級(jí)，分別驗(yàn)證單點(diǎn)技術(shù)、多技術(shù)集成在零組件、部件/子系統(tǒng)、核心機(jī)/技術(shù)驗(yàn)證機(jī)上的功能、性能實(shí)現(xiàn)情況，逐層收斂技術(shù)方案，多梯次、分層達(dá)成目標(biāo)支撐（見圖2），降低對(duì)產(chǎn)品研制支撐的風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 技術(shù)研究的分層支撐示意

根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研究特點(diǎn)，明確3個(gè)技術(shù)研究層級(jí)的目標(biāo)和載體，在分類定義過(guò)程中，其技術(shù)成熟度如表1所示。

表1 技術(shù)研究項(xiàng)目分類

在技術(shù)研究中，根據(jù)各類研究項(xiàng)目的特點(diǎn)，確定顯性化的研究流程，尤其是應(yīng)用研究和先期技術(shù)開發(fā)類技術(shù)研究項(xiàng)目，與產(chǎn)品研制策略的直接關(guān)聯(lián)性強(qiáng)、影響較大，在流程中設(shè)立審查點(diǎn)，由相關(guān)的產(chǎn)品規(guī)劃或研制團(tuán)隊(duì)在技術(shù)方案完成時(shí)，審視技術(shù)研究的進(jìn)展，根據(jù)技術(shù)突破的程度和開發(fā)速度，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品策略，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究過(guò)程與產(chǎn)品規(guī)劃及研制協(xié)調(diào)一致。

在應(yīng)用研究中，通過(guò)在應(yīng)用對(duì)象上模擬真實(shí)部件/子系統(tǒng)工作環(huán)境，來(lái)明確各項(xiàng)技術(shù)之間的影響和關(guān)聯(lián)。

先期技術(shù)開發(fā)是瞄準(zhǔn)未來(lái)新型產(chǎn)品，按照發(fā)動(dòng)機(jī)的整體架構(gòu)，由發(fā)動(dòng)機(jī)完備的部件/子系統(tǒng)集成，開展整機(jī)/核心機(jī)條件下的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的集成和驗(yàn)證，驗(yàn)證整機(jī)/核心機(jī)的功能、性能。

團(tuán)隊(duì)內(nèi)部完成方案設(shè)計(jì)評(píng)審后，邀請(qǐng)?jiān)诩夹g(shù)規(guī)劃中確定的、技術(shù)研究所對(duì)應(yīng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制的相關(guān)規(guī)劃或設(shè)計(jì)人員來(lái)參與計(jì)劃決策（PDCP），審視技術(shù)研究的初步結(jié)果和發(fā)展方向，評(píng)估其與預(yù)定技術(shù)需求的達(dá)成情況。若不能達(dá)到預(yù)想目標(biāo)，確定是否中止技術(shù)研究項(xiàng)目，從而避免更大的人力、試驗(yàn)資源損失和經(jīng)費(fèi)浪費(fèi)；若技術(shù)研究進(jìn)展超出預(yù)期，則考慮是否調(diào)整產(chǎn)品研制策略，提升在研產(chǎn)品相關(guān)指標(biāo)或開發(fā)新的產(chǎn)品規(guī)劃。

成果遷移

理想狀態(tài)下，技術(shù)研究成果可直接應(yīng)用到產(chǎn)品研制中，但是由于技術(shù)研究和產(chǎn)品研制的目的、方法不同，因此必須有意識(shí)地設(shè)計(jì)一個(gè)有效的技術(shù)遷移過(guò)程，包括應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果向應(yīng)用研究遷移、應(yīng)用研究向先期技術(shù)開發(fā)遷移、先期技術(shù)開發(fā)向產(chǎn)品研制的遷移，完成技術(shù)研究成果逐層在應(yīng)用對(duì)象上的驗(yàn)證，保證技術(shù)研究成果在產(chǎn)品中能夠有效落地，提高成果轉(zhuǎn)化率和投資有效性，實(shí)現(xiàn)技術(shù)需求到技術(shù)成果的閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究和產(chǎn)品研制的互鎖。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)各技術(shù)參數(shù)的高度耦合，牽一發(fā)而動(dòng)全身，極小的溫度或壓力差異將導(dǎo)致在未知的領(lǐng)域有著很大的變動(dòng)，通過(guò)真實(shí)工作環(huán)境的驗(yàn)證，來(lái)評(píng)審技術(shù)的可行性、適用性，發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，按照技術(shù)規(guī)劃中明確的應(yīng)用對(duì)象和應(yīng)用節(jié)點(diǎn)，通過(guò)遷移流程的技術(shù)成果應(yīng)用到產(chǎn)品研制中去。

技術(shù)遷移也需要一定的組織保障，在產(chǎn)品研制伊始，建立由技術(shù)研究核心人員與具有豐富產(chǎn)品研制經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員共同組成的技術(shù)過(guò)渡小組，來(lái)共同完成技術(shù)遷移，將技術(shù)研究成果的精髓快速、準(zhǔn)確地應(yīng)用到新產(chǎn)品研制中。

結(jié)束語(yǔ)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究是探索發(fā)現(xiàn)新的方法、手段、技能的過(guò)程，其根本目的是為產(chǎn)品研制競(jìng)爭(zhēng)力做技術(shù)儲(chǔ)備，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)追求更高的推力、更低的耗油率、更穩(wěn)定的狀態(tài)等提供技術(shù)途徑。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究中，應(yīng)提升關(guān)鍵技術(shù)識(shí)別能力，增強(qiáng)技術(shù)研究項(xiàng)目的洞察能力，從技術(shù)需求入手，促進(jìn)技術(shù)共享，減少重復(fù)開發(fā)，提高開發(fā)效率；制定技術(shù)重要度排序標(biāo)準(zhǔn)，從技術(shù)對(duì)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的影響程度、技術(shù)的獨(dú)有性等方面明確顯性、可行的適應(yīng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)的判斷原則，從而指導(dǎo)技術(shù)實(shí)施策略的確定；建立完善的技術(shù)研究資源度量系統(tǒng)，通過(guò)項(xiàng)目運(yùn)作過(guò)程中人力、經(jīng)費(fèi)、物力的數(shù)據(jù)積累，規(guī)律總結(jié)和分析，支撐后續(xù)項(xiàng)目對(duì)人、財(cái)、物投入的準(zhǔn)確預(yù)估。