隨著我國自主研制的新一代隱身戰(zhàn)斗機殲—20正式列裝空軍作戰(zhàn)部隊，肩負保家衛(wèi)國使命的新型戰(zhàn)鷹，終于在祖國的蒼穹下振翅翱翔。
以殲—20為代表的跨代飛機，對裝配準(zhǔn)確度和連接可靠性提出了極為苛刻的要求。浙江大學(xué)飛機裝配創(chuàng)新團隊通過15年的“加速跑”，攻克了飛機裝配領(lǐng)域的一系列技術(shù)難題，開創(chuàng)了我國飛機自動化裝配新局面。
突破核心技術(shù)
飛機裝配是縮短飛機制造周期、降低制造成本、保障制造質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。直到20世紀(jì)末，我國飛機裝配技術(shù)整體上仍較落后。當(dāng)時的飛機裝配，基本上完全依賴工人的肉眼觀察和純手工操作，自動化水平低，質(zhì)量難以控制，問題不可溯源，裝配效率低，嚴重影響了飛機的性能和使用壽命。
中國也嘗試過引進、改造、升級的方法來改變窘境，但難以突破長期的技術(shù)封鎖和市場壟斷。“真正的核心技術(shù)是買不來的，中國人必須自己干。”浙江大學(xué)先進技術(shù)研究院副院長、飛機裝配創(chuàng)新團隊負責(zé)人柯映林教授說。懷揣這個信念，2003年，浙江大學(xué)飛機裝配創(chuàng)新團隊結(jié)合國家重大戰(zhàn)略需求，從航空制造加工工藝基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向飛機裝配工程關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。依靠跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的科學(xué)研究，團隊攻克了裝配連接失效、制孔失準(zhǔn)、定位變形三大技術(shù)難題，成功研制了動態(tài)成組定位系統(tǒng)、移動機器人制孔系統(tǒng)、環(huán)形軌道制孔系統(tǒng)、5+X軸專用機床制孔系統(tǒng)、臥式雙機聯(lián)合鉆鉚機等全產(chǎn)權(quán)、全配套的飛機自動化裝配原創(chuàng)裝備，為運—20、殲—20、運—9等9個重點型號飛機的成功研制和批量生產(chǎn)提供了工藝、技術(shù)、裝備及系統(tǒng)的重要支撐。
技術(shù)國產(chǎn)化，創(chuàng)新是關(guān)鍵。自動鉆鉚機是功能集成度和技術(shù)復(fù)雜度極高的航空制造工藝裝備。相較于同類產(chǎn)品，浙大研制的臥式雙機聯(lián)合鉆鉚機僅釘頭的齊平度就從0.05毫米提高到0.02毫米。“這項技術(shù)的核心是在制孔、锪窩、檢測、送釘、注膠、插釘、壓鉚等飛機壁板裝配的工藝過程中全部實現(xiàn)自動化，故障率小于1‰，其中鉆鉚機的原創(chuàng)設(shè)計是贏得國際競爭對手尊重和贊譽的殺手锏！” 伴隨著團隊成長的浙大發(fā)展委員會副主席陳子辰教授說。
實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用
一飛沖天的運—20，是中國人從具有自主知識產(chǎn)權(quán)的飛機自動化裝配線上飛出的第一架大型飛機。中國，從此成為少數(shù)幾個擁有大型運輸機生產(chǎn)能力的國家之一。
一塊手表，即便是相同的零部件，不同國家的組裝，產(chǎn)生的價值常常很懸殊。究其原因很大程度在于裝配工藝。飛機的組件、部件、大部件和整機的自動化裝配是一個多系統(tǒng)的復(fù)雜集成過程，更需要精湛的裝配工藝和科研團隊的支持。
“要擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的飛機裝配核心技術(shù)，建設(shè)一支團結(jié)拼搏、勇于創(chuàng)新的團隊是關(guān)鍵。”陳子辰說。
2010年，浙大團隊迎來了運—20的第一個生產(chǎn)線項目，即中機身自動化裝配。當(dāng)時，項目的最大困難在于沒有人工的裝備工裝。“如果技術(shù)不能如期完成生產(chǎn)要求，整個項目就要因此停步。”團隊負責(zé)人回憶，“這是考驗我國自主研發(fā)的自動化裝配技術(shù)和系統(tǒng)水平的關(guān)鍵時刻。”
畢運波是團隊中年輕的技術(shù)骨干，2003年團隊剛組建時，他還是一名剛讀博的研究生。他回憶說，研制初期常常出差，要現(xiàn)場調(diào)試各種裝備和系統(tǒng)，常常是打著“飛的”奔波于科研基地與工程現(xiàn)場。團隊成員李和軍和同伴們要在短短的3天之內(nèi)完成某個任務(wù)。一天深夜，李和軍還在設(shè)備上調(diào)試。“來一個扳手。”李和軍轉(zhuǎn)過頭去接時，發(fā)現(xiàn)遞過來扳手的是浙大機械工程學(xué)院李江雄教授。
針對飛機裝配技術(shù)的高度集聚性和應(yīng)用復(fù)雜性，團隊開發(fā)了柔性定位、精準(zhǔn)制孔、自動化鉆鉚等共性技術(shù)集成應(yīng)用平臺，與航空工業(yè)西飛、成飛、陜飛等飛機制造主機廠持續(xù)15年深度合作，創(chuàng)建了我國首個涵蓋組件、部件、大部件和整機的飛機自動化裝配技術(shù)體系，實現(xiàn)了飛機自動化裝配技術(shù)在我國飛機制造行業(yè)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。
推動行業(yè)整體發(fā)展
走進飛機自動化裝配車間，設(shè)備上“浙大制造”的標(biāo)志格外顯眼。這些自主研發(fā)的先進裝備，不僅提高了飛機裝配的質(zhì)量，更加快了飛機裝配的效率。
由于技術(shù)的日新月異，團隊還帶動了企業(yè)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，促進了企業(yè)人才隊伍建設(shè)，推動行業(yè)整體發(fā)展。柯映林說：“我們不僅要繼續(xù)承擔(dān)核心工藝裝備研制和大系統(tǒng)集成開發(fā)，還要為新一代飛行器從源頭上提供科學(xué)的自動化裝配生產(chǎn)線建設(shè)規(guī)劃，大幅度縮短研制周期、降低成本、提升質(zhì)量。”在完成西飛、成飛、陜飛重大項目的同時，團隊完成了研究型大學(xué)與行業(yè)的“產(chǎn)學(xué)研用”的連接。團隊還不斷結(jié)合重大工程項目，通過工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生教育，培養(yǎng)一線優(yōu)秀工程技術(shù)人員。
但團隊成立之初，在“產(chǎn)學(xué)研用”的銜接上存在困難。
論文是許多高校衡量科研成果的指揮棒之一，團隊成立之初很多工作因為保密無法公開發(fā)表，那么如何評價團隊中的年輕人呢？浙江大學(xué)高度重視科技創(chuàng)新隊伍建設(shè)，先后出臺人事晉升特聘制度、畢業(yè)論文特別評審制度等，支持國家重大戰(zhàn)略需求的科學(xué)技術(shù)研究。“把優(yōu)秀文章寫在祖國大地上，這是浙江大學(xué)的歷史擔(dān)當(dāng)。”陳子辰說。
目前，團隊已研制了17套飛機自動化裝配系統(tǒng)和2條飛機總裝配脈動生產(chǎn)線，為我國大型運輸機運—20和第四代隱形戰(zhàn)斗機殲—20等9個重點型號的成功研制和批量生產(chǎn)作出了巨大貢獻。
在軍用領(lǐng)域之外，國產(chǎn)支線客機ARJ21—700首次采用的全機三段大部件對接自動化裝配系統(tǒng)也來自浙大飛機裝配創(chuàng)新團隊。在未來，下一代大型客機和艦艇的制造也將會留下更多“浙大制造”的印記。
