C919研发往事：打破中国制造的“合作悖论”

星海情报局 2024-09-03 20:22

【50份好礼】首发直播：解密Keysight最新模拟信号源 如何应对供应风险和挑战，在行业竞争中赢得先机？

2023年5 月28日，随着东航 MU9191 航班由上海飞抵北京， C919 的商业首飞圆满成功，正式走向全球民航市场。

时隔一年零三个月，2024年8月28日，喷涂着五星红旗的C919飞机和红色木棉花涂装的C919飞机分别交付国航和南航。至此，共有9架C919飞机交付客户。

C919大飞机是我国首次按照国际适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机。它的到来无疑让被波音和空客垄断的全球干线客机市场为之一振。从2007年立项到2023年5月投入运营，C919大飞机的研发是一段充满艰辛和挑战的历程。

本文讲述了C919研发历程中的几个关键事件。

中国商飞是如何与本土供应商精诚合作实现关键技术的自主可控的？为什么波音和空客的全球供应商愿意与中国商飞合作？中国商飞是如何打破外国学者所说的中国制造“合作悖论”的？

本文摘编自《国之重器：如何突破关键技术》，中国人民大学出版社出版，该书再现了盾构机、长航时无人机、支线客机、干线客机（大飞机）、载人航天工程五个国之重器在核心技术追赶历程中的关键细节。

众所周知，在此之前美国波音公司与欧洲空客公司几乎垄断了干线客机总体设计与制造技术的全球市场。干线客机的市场竞争已不仅仅是产品硬实力之争，波音和空客为了保持其垄断地位和利益的持久最大化，试图通过适航标准、规范的制定和推广将产品的直接市场竞争演变为市场准入限制这类“软竞争”。

大浪淘沙之下，美国著名的道格拉斯（包括后来的麦道）、洛克希德，英国、荷兰曾经挑战百人座级客机的制造厂商，都在干线客机项目上倾尽全力但最后被淘汰出局。可见干线客机领域技术含量之高、风险之大。

在这一背景下，后来者要想在国际干线客机市场上占有份额，可谓困难重重但又意义重大。

买不来的参数

干线客机的结构件是飞机机体骨架的重要构成，涉及机身、机翼、尾翼三大部分。决定结构件技术水平的两个关键指标是气动外形与制造材料。著名飞机设计师达索曾说：“飞机是飞在大气中的，所以要想飞得好，自然需要有一张能让空气爱上的‘脸’。”这里的“脸”就是指飞机的气动外形。

自20世纪90年代，波音、空客公司出于降低客机制造成本的需求，把部分结构件转包给中国航空工业第一集团、国航空工业第二集团生产，也间接培养了中国航空产业的转包生产能力。C919 客机则是第一款中国作为主制造商，按照国际适航标准开发的干线客机，其结构件技术突破面临两大挑战。

第一个挑战是结构件分解与集成中的标准参数如何制定。以体现结构件自主创新的气动外形设计为例，一架飞机要先由其市场定位来决定飞行参数，而后依据这些参数设计相应的气动外形。C919 客机若想在市场上具有竞争力，就必须比同类机型飞行效率更高。“高效率”代表在规定航速与高度下，能够产生足够升力，并且拥有最低阻力。

因此，对于中国商飞来说，不是单纯气动外形的设计技术追赶，而是第一次就要设计出比波音、空客公司同型号更高效的气动外形，这时候就必须掌握航速、高度、升阻力等各种飞行参数。而新进入者没有“参数”数据积累，也买不来“参数”，只能依靠极强性能的计算机算出飞机外形产生的实际流动形态的近似值，然后花大量的时间与经费进行理论计算和风洞试验的联合验证。

再比如国内企业给波音转包生产时，波音要求钛合金的强度是某一数值，国内供应商能够按标准做出来，却不知道为什么一定要是这个数值，而不是其他数值。类似的技术短板在中国决定自主设计干线客机时就不得不面对，即中国商飞作为主制造商要掌握干线客机结构件各方面的标准参数，既要知其然，也要知其所以然，否则集成创新将无从谈起。

第二个挑战则是国内航空工业零部件加工能力不足以为C919 客机提供一致性与稳定性较高的组件产品。民用航空产品比一般产品零部件要求更高。为了满足适航要求，零部件不仅要材料轻便经济，而且要能够在极端变化与恶劣环境中依旧保证安全稳定。

以飞机中常用的标准件——航空铆钉为例，航空铆钉主要用于固定飞机外机身的蒙皮，就像穿衣线，连接起飞机数百万个大大小小的零部件。客机起飞后外部环境温度将很快从正常气温下降到 -40℃左右，气压也急速下降，大型客机使用的高达上百万颗的各类航空铆钉不仅要适应这种极端环境，而且每一颗的质量都必须一致可靠。然而国内航空工业基础较为薄弱，稳定配套能力有待增强，虽然可以生产航空铆钉，但由于缺乏制造经验及相应的工艺参数积累，生产的铆钉一致性与稳定性达不到适航要求。

破解“合作悖论”

商飞采取与中航工业等国内供应商联合攻关的主供模式以应对结构件研制的挑战。中航工业成为结构件主要供应商的原因是，中航工业下属的三大飞机制造企业即沈阳飞机工业（集团）有限公司（简称沈飞）、西安飞机工业（集团）有限责任公司（简称西飞）、成都飞机工业（集团）有限责任公司（简称成飞）都有承接波音、空客转包生产结构件的经验。沈飞生产过波音 777 客机的复合材料尾翼翼尖以及空客 A320 客机的机翼前缘，西飞生产过波音 747-8 客机的垂直尾翼，成飞作为唯一供应商生产空客 A380 客机前起落架舱门组件。中航工业这些转包经验有利于配合中国商飞联合攻克上述技术难关。

中国商飞持续投入基础实验活动以确定相关技术参数，并据此指导国内供应商，进而互相提升结构件研制能力。

为了确定 C919 客机复合材料的规范标准，中国商飞对 7 万个试验件进行了测试，总计涉及 140 万条数据。为了进一步提升联合攻关效果，从2013 年起，中国商飞就组织设计、制造、质量等部门的骨干人才到各个机体供应商的现场跟产，目的在于对供应商提供的产品质量进行管控，进而有助于C919 客机结构件的技术突破。

谈及该问题，C919 客机总装制造项目团队的高级经理曾说道：“记忆最深的是自己在航空工业洪都的跟产。航空工业洪都服务国家战略的积极性很高，专门成立了江西洪都商用飞机股份有限公司，主要承担C919客机前机身和中后机身的结构件，并且是国内第一家尝试使用第三代铝锂合金的供应商。铝锂合金是一块硬骨头，中国商飞与航空工业洪都两支团队在一起同吃同住同劳动，才共同把它的加工参数、测量检验方法琢磨出来。”

借助C919 客机项目，中国商飞从供应商学到先进工艺经验，也把国际上关于民机研发与适航的最新技术分享给国内供应商，进而带动了整个中国民机产业的发展。

针对结构件复杂技术特征与国内配套基础情况，中国商飞采取与国内供应商联合攻关的研发模式突破了关键技术瓶颈。

有人认为，中国主制造商与国内供应商之间存在“合作悖论”。一方面，处于产业链下游的主制造商往往认定国内供应商开发的零部件不够优质，其稳定性与精度都无法满足整机配套要求；另一方面，国内供应商则常常抱怨，复杂产品的核心零部件是技术密集型产品，国产零部件因为国内主制造商都不使用，无法在终端产品上验证，从而失去了宝贵的迭代创新机会，进而陷入恶性循环。

而C919 客机的主供模式却是主制造商与供应商精诚合作，联合跨越技术壁垒，不仅实现技术追赶，还培养出一批能够提供优秀配套航空产品的国内企业，如成立比中国商飞晚的山东中航和辉航空标准件有限责任公司就逐渐成长为C919客机项目唯一的铆钉国内供应商。

以往大家探讨主制造商与组件供应商的生产分工，主要基于企业资源能力或交易成本视角，大多隐含假设二者是互相竞争的关系。该假设在大规模制造的一般产品中较为适用，因为其主制造商与组件供应商是纯粹的商业利益关系，双方主要是博弈型的交易，决策的重要考量是短期的成本与效益。有的国外学者甚至认为中国的制度与文化环境难以支撑企业在轿车、高铁等一体化架构产品领域获取竞争优势，因为该领域的主制造商倾向采用竞争性的供应链管理模式，主制造商的采购决策与供应商的配套选择主要基于短期的成本与性能，缺乏长期的信任合作关系，从而容易扼杀中国核心零部件的技术开发能力。

C919 客机结构件的技术追赶则揭示出深刻道理，即当后发国家需要联合国内企业在复杂产品领域进行技术追赶时，不能照搬“资源基础”或“交易成本”等西方主流理论，以期在主供博弈基础上建立商业交易关系，而应基于国家工程建立联合攻关体、形成共生共赢关系，化解主制造商与组件供应商的合作悖论，共同实现航空人梦想。

黑盒属性导致起步即竞赛

系统件是为了完成各种任务而安装的设备与系统的总称，主要有航电、飞控、环控、通信导航、高升力、液压、着陆、燃油与发动机九大系统。如果说结构件代表飞机的身材与颜值，关系着飞机的基本外形，那么系统件就是飞机的神经，决定着飞机的技术先进性。C919 客机的目标是成为一款兼具安全性、经济性、舒适性与环保性的干线客机。

不同于结构件，飞机系统件涉及较多的电子元器件与机载软件，其技术往往具有黑盒性质，特别是较快的更新迭代速度使得其内在逻辑更不容易被解构。同时系统件需要依据不同机型定制开发，且各个系统件之间、系统件与结构件之间存在互相制约关系，可谓 “牵一发而动全身”，因此系统件的关键技术往往是企业核心机密。相比结构件，系统件的技术突破对中国商飞挑战更大。

系统件的技术更新迭代速度较快。以飞控系统为例，从 20 世纪50 年代起共发生了三次技术飞跃，从最早的机械操纵到液压操纵，再到现在的电传操纵。C919 客机系统件的技术追赶是从基础的机械操纵开始积累，还是跨越式地从电传操纵开始进行高起点追赶？具体应该选择什么方式？

诚然，波音、空客公司不会做教练，只会想尽一切办法阻止技术扩散。但波音、空客公司也不是自己生产所有系统件，而是转包给全球供应商，如波音787 客机的全球外包率就高达 70%，由此培育了众多的系统件供应商。

中国商飞选择与波音、空客公司的供应商合作来破除困境。这些供应商为什么有意愿与中国商飞合作？首先，对系统件的供应商来说，如果能出现除了波音、空客以外的第三家民航客机主制造商，理论上能增强它们的议价能力。其次，C919 客机有巨大市场潜力。厂商主要依据飞机型号的市场定位及主制造商实力两个指标来确定是否成为该型号客机的供应商。C919 客机采用具有巨大需求量的中短程窄体机型，又属于国家工程项目，有政府信誉担保，一向嗅觉灵敏的国际顶级供应商自然不会错失机会。

正如中国商飞航电系统的供应商之一，由中航工业与美国通用电气公司合资建立的中航通用电气民用航电系统有限责任公司（简称昂际航电）首席执行官所述：“对于通用电气公司的全球战略来说，中国市场是非常重要的一部分。我们和中国商飞的合作当然不能用强迫或绑架来形容，反而能参与C919客机项目恰恰是一个千载难逢的机会。和中国成立合资公司，更多是从通用电气公司全球发展战略与布局需要出发做的决定。”

《国之重器：如何突破关键技术》是北京航空航天大学欧阳桃花教授和北京交通大学曾德麟副教授基于多年在企业的调研和访谈写成的新作，这本书源于作者所做的“国之重器”系列案例研究。他们在书中讲述了盾构机、长航时无人机、支线客机、大飞机（干线客机）、载人航天工程五个国之重器波澜壮阔的技术追赶故事，展现五个领域实现技术突破的关键细节。

基于在中国商飞、铁建重工、北京航空航天大学的访谈和调研以及大量珍贵的历史资料，从中国工业人追求自主可控的实践中，本书作者深刻总结中国特色的管理经验，提出了一系列重要的管理理念：核心企业与上下游其他创新主体联合的“双循环创新模式”、国家需求与技术实现双驱动、复杂系统管理、主制造商与国内外组件供应商合作的“主供模式”、国家重大工程基于中国“和而不同”伦理思想的决策过程、总体系统的稳健性和关键系统的创新性的对立统一。

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