中国大飞机型号研制中的国际合作创新与实践

[摘要]随着经济全球化，民用航空工业已经成为高度国际化的产业，欧美航空领先地位仍不可撼动。对于其他国家来说，竞争与合作并存已经成为不可回避的现实。

回顾历史，可以发现，各国民用航空工业的兴起无不是在积极开展国际合作的基础上实现的。商用飞机国际合作的过程，是共享收益、减少竞争、技术互补、标准扩散的过程，始终伴随着民用航空工业发展而不断进化、不断演变。在此背景下，上海飞机设计研究院围绕研制具有自主知识产权的国产商用飞机这一中心任务，根据不同的合作目的灵活运用合作模式，以型号项目为背景积极地与国外供应商、高校、科研机构、行业协会组织开展国际合作实践，在型号科研领域，主动探索适合中国国情的民用航空国际合作发展道路，为推动大飞机事业高质量发展提供有力支撑。

[关键词]商用飞机;国际合作;上飞院

一、背景意义

在经济全球化的今天，民用航空工业已经成为高度国际化的产业，竞争与合作并存已经成为不可回避的现实。欧美航空大国通过相互合作维持其在全球的航空领先地位，通过与发展中国家开展合作扩大市场占有份额;发展中国家则通过与发达国家航空企业的合作努力融入国际航空产业链。而商用飞机国际合作的过程，是筹集资金、分散风险、共享收益的过程，是降低成本、减少竞争、集中市场的过程，也是技术互补、技术转移、标准扩散的过程，始终伴随着民用航空工业发展而不断进化、不断演变。

通过回顾历史，不难发现商用飞机国际合作从无到有、从小范围到大范围、从低级到高级，各国民用航空工业的兴起无不是在积极开展国际合作的基础上实现的。

在全球民用飞机产业超级双寡头的竞争格局下，2008年，中国商飞作为主制造商，开始了具有自主知识产权的国产商用飞机的研制。

成立之初即提出“举全国之力，聚全球之智”。上海飞机设计研究院（以下简称“上飞院”）作为中国商飞的设计研发中心，12年以来遵循商用飞机研制规律积极开展国际合作，与国外供应商、高校、科研机构、行业协会组织密切协作，在型号科研领域主动探索适合中国国情的民用航空国际合作发展道路。

同时面对当前新的形势，中央提出“加快形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”的要求，以“二次人世”的勇气更大力度推进改革开放，与欧盟、日韩、东盟以及广大“一带一路”沿线国家深化合作，与国际规则进一步接轨，吸引国际资本、人才、技术等生产要素主动流入国内，为国内供给侧注入新鲜血液、为国内大循环赋能。为此，上飞院必须落实高质量发展要求，坚持开放合作，利用世界范围内的产业基础及创新要素，布局有竞争力的优势产业配套资源，提升对外开放合作的层次与水平，力促与不同国家、不同类型的合作关系，通过开放合作集聚全球智慧，增强自身实力。

二、目标宗旨

（一）满足国际市场要求，达到互利共赢

为了应对激烈的国际民用航空市场竞争，各大主制造商往往会结合市场预测及客户需求，选择合适的合作伙伴开展研发国际合作，比如具备经验丰富，具备突出的维修以及客户支援能力，可全面满足产品支援和航空公司运营维护使用的需求，在航空公司客户中有良好的信誉，并借此提高自身在国际市场上的竞争力，达到互利共赢的目的。

（二）分散研发风险，减轻成本压力

商用飞机是十分复杂的产品，其研发过程也是十分复杂和困难的。研发活动涉及众多学科和技术领域，研发过程中需要投入大量的人力、物力和财力，属于典型的技术和资本高度密集行业，无论是从研发的技术需要来看，还是从研发的资金保障来看，国际合作都成为一个必然的选择。

一方面，商用飞机研发的复杂性决定了研发活动存在高度风险性。例如空客A380和波音787飞机都曾经因为存在技术隐患导致延迟交货的问题，这说明即使在商用飞机研发相对成熟的今天，技术的先进性和稳定性都不可避免地存在很多不确定性。而开展研发合作不仅能够实现优势互补，同时也会有效地分散研发风险，形成风险共担机制。

另一方面，商用飞机研发投入巨大，研发周期很长，而且研发成本呈不断上升的趋势。通过开展研发合作，可以使合作各方共同分担研发成本，对减轻主制造商现金流压力、缓解研发过程中的资金约束具有积极效应。

（三）提高技术能力，弥补技术储备缺陷

技术不是固化物品，而是做事的方法和诀窍。国际合作中技术互补与技术转移是客观存在的，这对于合作各方，不论强弱都具有相同的意义。

技术强和技术弱的人在一起共事，等于无形中师傅带徒弟。两方只要在一起共事，必须遵循共同的规范和共同的程序，符合共同的标准，这本身就是技术的结晶;要么就高不就低，则意味着强的一方的无偿贡献;要么一起来编制，意味着强的一方对弱的一方的免费在职培训。

同时技术转移也不像物品的转移，具有非零和的特点，技术输出不会导致能力的减少，输入则肯定带来能力的增加。当然，技术从高向低流的特质，注定技术水平落后的一方可获得更多的技术进步。

（四）促进自主创新，实现更高价值

自主创新和国际合作看似非黑即白，实则相辅相成。自主的目的在于自立，一个具有独立人格的企业才有资格与别人谈合作;创新的目的在于實现较高的顾客价值，而民用航空工业是一个面向全球市场的高技术产业，一定要能够为世界范围的客户持续提供价值。

在自主创新的过程中，面对技术上的难关，最难的不是找不到解决问题的办法，而是根本就不知道解决技术问题的方向。国际合作带来的最大好处，是在找到技术问题的解决方案之前就知道有答案，从而使寻找解决方案的过程容易很多。

此外，国际合作为自主创新树立了基准，提供了将人类聪明才智集合起来的平台、沟通渠道和比较的标杆，用于评价和检验企业创新是否为客户带来了所需要的价值、是否能在全球同行中出类拔萃。

三、主要模式

（一）模式一：成立合资公司开展研发合作

这种模式主要是由来自不同国家的厂商共同出资成立合资经营公司开展研发合作。这也被认为是民用飞机研发领域国际合作关系最稳固的一种模式。

在这种模式下，合作各方以共同开展关键技术研发为核心、以共同开拓国际市场及共享知识产权为目的开展研发合作。合作各方在研发合作中具有平等的地位，各方按照协议确定各自在合资公司中的股权比例，并依此分享权力和利益、分担成本和风险。合资公司按照市场化机制运作，实行规范化管理。

一般来说，合作各方往往在技术实力、经济实力、市场地位等方面大体相当，各自本身都具有独立研发的能力，而且在相关技术领域处于领先地位。开展研发合作的目的主要是通过联合实现资源整合、优势互补，实现关键技术领域的重大突破，进而提升在国际市场上的竞争力。这种模式的研发合作起点相对较高，无论是在研发实力还是市场开拓方面都具有突出的优势，属于研发合作中的高层次合作。

（二）模式二：建立全面伙伴关系开展研发合作

这种模式主要是合作各方在建立全面伙伴关系的前提下开展相关研发合作。在这种模式下，研发合作是在主制造商的主导下开展的，其他各方则处于相对附属的地位。国际通用的“主制造商

供应商”模式，就是这种基于全面伙伴关系的研发合作。

在研发过程中，处于主导地位的主制造商不仅对研发方向、内容等具有决策权和绝对控制权，而且在产權收益上也把握着控制权。相对而言，供应商尽管在研发资金投入以及风险分担上占有相当的比例，但并不享有平等的地位，而主制造商也不会因此轻易释放部分控制权。

（三）模式三：“以我为主”，重视自主知识产权培育

这种模式是主制造商由于自身的技术、工艺和设备等条件限制，从型号项目的发展需要出发，在明确具体需求的前提下，引入国外合作方协助开展研发活动，产生的前景知识产权归主制造商独家所有。这样不仅使研发合作的目标和方向更具针对性，而且通过借力借脑也有助于提高研发效率，进而缩短主制造商在薄弱领域的研发周期;同时在合作中强化知识产权战略，使自身利益得到有效的保障。

（四）模式四：科学全球化趋势下的国际科技合作

国际科技合作是不同主体之间的人力、物力、资金和信息等各方面生产要素之间的合作、整合和重新分配，因此可根据这些生产要素的空间组织形式及他们相互之间联系的紧密程度，将国际科技合作分为以下类型：互补型合作、分布型合作、矩阵式合作、互换型合作和虚拟式合作。随着对科学的投入越来越大，重大科学成就大部分都是大科研集团或大集团合作的产物，科学已日益成为一种庞大的社会工程，进入了所谓的“大科学”时代。同时，研究和创新活动越来越国际化，国际科技合作已经打造了“自下而上”的跨国全球科技网络，改变了各国和全球的科研模式。深层次的国际合作能够达到资源优化配置，取得重大技术突破和高水平的研究成果。

随着创新全球化的发展和全球科技革命与产业变革的加速，国内航空企业需要积极寻求与西方发达国家在科技创新领域的深度合作，积极拓展双方合作的深度和广度，不断提升企业在合作中的科技地位和主动性，进一步拓宽科技合作所关注的领域。

四、合作对策

（一）在“主制造商

供应商”模式下，采用ESI，实现项目供应商协同研制。

中国商飞新研项目供应商管理采用早期供应商介入（Early Supplier Involvement，ESI）的形式，即主制造商在产品开发初期就选择好了一级供应商，并使这些供应商从一开始就介入飞机主要系统、部件及组件的设计和研发过程中，共担风险。上飞院多年的型号项目供应商管理经验表明，早期供应商介入（ESI）飞机的开发过程并开展协同研制，可为项目发展带来诸多收益：

1.在技术方面，主制造商使用供应商专长和经验，增加了在飞机设计/市场营销早期实现市场要求目标（MRO）及设计要求目标（DRO）的机会，同时通过共享收益来激励供应商分享专利技术。

2.在进度方面，尽早发展与供应商之间的关系，可以帮助消除飞机研制过程中的冗余，从而缩短整个研制周期。如果供应商尽早参与制造流程的开发，则可以建议可能更适合的设备类型，显著加快生产周期。

3.在成本预算方面，在主制造商向客户推介飞机或向供应商购买产品服务之前，供应商可以对制造产品或提供服务的成本进行预测，对产品或服务开发所需的资源进行真实评估，从而使主制造商避免高昂成本，为项目确定预算方案做出巨大贡献;同时，主制造商与供应商联合定义产品和服务，可以共同承担研制成本及项目风险。

4.在质量方面，供应商能够帮助主制造商制定质量要求，以最高效的方式服务客户;同时，如果供应商知晓主制造商的质量要求，能够杜绝后期的不合格品或返工现象，有助于降低质量管理成本。

在ARJ21-700和C919项目上，上飞院与国外系统供应商在各研制阶段（如图1所示）协同工作内容如下：

（1）在总体方案定义（Joint Concept Definition Phase，JCDP）阶段，针对可行性论证确定的飞机总体概念方案，分配飞机级需求，联合供应商开展权衡分析、系统需求及功能定义、概念定义，确定最优的飞机总体技术方案，制造、试验试飞和客户服务总方案。

（2）在初步设计（Joint Definition Phase，JDP）阶段，联合供应商开展初步设计，与供应商签订接口控制文件（ICD）和接口数据文件（IDD）、合作意向书及合同，并通过初步设计评审（PDR），冻结飞机级功能和需求基线，并以此开展市场推介，获得客户订单。

（3）在详细设计阶段，由供应商负责完成系统设备和零部件的详细定义，制定零件清册、装配数据集、安装数据集、电子原理图、线束数据图和应力分析报告，更新系统定义图（SDD）、接口控制文件（ICD）和接口数据文件（IDD），提供设计更改建议及影响分析，并通过详细设计评审（DDR），发放产品设计数据，冻结飞机设计基线。

（4）在全面试制和试飞取证阶段，由供应商交付最终产品用于飞机总装和试验;协同完成飞机的适航审定，保证全机和子系统取证;冻结全机和子系统产品基线，保证飞机按时、按质的交付。

其中，系统供应商协同研制过程则遵循民用航空标准SAE ARP 4754A《民用飞机和系统开发指南》，分为三个阶段（如图2所示）：

（1）系统的分解和定义。将飞机的需求定义和设计要求分解到系统，明确系统的需求定义、设计要求及构型定义

（2）系统的设计和制造。完成系统详细设计，建立系统数字样机，参与飞机的全局协调，发放工程数据，完成零件制造。

（3）系统的集成和验证。完成系统装配，按交付状态进行规定的验证和试验，确保系统满足适航等设计要求，支持飞机适航取证。

关于供应商协同研制的组织形式，上飞院针对每个工作包与供应商组成产品集成团队（Integrated Product Team，IPT），负责完成工作包合同和工作说明（Statement Of Work，SOW）所确定的工作内容，保证本工作包与其他供应商和工作包的集成，确保交付物满足进度、质量、技术、适航等要求。

实践证明，该组织形式有利于快速发现和解决飞机系统集成中出现的功能和物理问题，降低设计风险;有助于更好地利用供应商的专业知识，充分吸收跨学科、跨专业的专家经验，实现知识共享，避免走弯路;同时加深与供应商之間的合作关系。

（二）利用项目国际合作，加快主制造商产品研制能力提升

近年来，随着我国国民经济的快速发展、国家整体实力的增强以及居民消费结构的不断升级，我国民用航空运输业发展呈现出快速增长的态势，在世界运输市场的地位不断提高。

对于国外航空企业来说，我国已经成为21世纪最具潜力的市场之一，因此自然也成为其市场开拓的重要目标。这些企业为了获得更大的利益，或是为了在与对手竞争中抢占先机，往往会通过开展深度技术合作的方式向合作对象释放更多的善意，以期获得更多的市场份额。

借此之际，上飞院积极加强与国外企业在研发领域的合作，不断提升“引进来”的层次，通过开展增强型或互补型合作，提升自身研发能力。

以ARJ21公务机为例，2014年中国商飞为满足国内外客户对公务机细分市场需求，进一步提高国内民机研发、制造和客户服务水平，更好地服务国家经济、民生、科研等领域高质量发展，启动了国内首个国产飞机改公务机项目，并于2015年6月确定荷兰福克客服公司作为公务机的客舱改装合作供应商，在ARJ21700基础上进行改装并共同开展适航取证。

截至目前，上飞院与外方已展开了为期5年多的项目合作。在福克公司的积极参与配合下，项目于2015年11月完成初步设计，2016年9月完成内饰内设、结构降噪等各系统的关键设计，2017年8月完成公务机客舱改部分图样发放和详细设计，2018年6月公务机正式开始改装，目前改装已基本完成，并于2020年5月23日取得特许飞行证，已进入试验试飞阶段。

与福克在该项目上的成功合作，使上飞院形成了公务机系统集成和客舱设计能力，实现了高端内饰设施、先进客舱娱乐功能，攻克了公务机设计改装技术;论证了公务机特殊运行规则要求，确立了公务机审定基础，建立了公务机适航审定专用技术条件，突破了公务机适航取证技术，打破国外技术壁垒，使上飞院具备了公务机改型设计核心能力，为后续机型改型积累经验。

（三）不断提升合作层次，深化与国外供应商的研发合作。

关键核心技术是国之重器，对推动我国经济高质量发展、保障国家安全具有十分重要的意义，大飞机事业高质量发展必须实现关键核心技术自主可控，把发展主动权牢牢掌握在自己手里，为国家经济发展提供有力科技保障。

为此，中国商飞坚持开放合作，本着共商共识、共建共享、长期合作、互利共赢的原则，依托现有型号平台力促与国外供应商在系统研制等方面开展深入合作，由上飞院与供应商共建联合工程中心（Center of Engineering，CoE），承担系统级设计、集成和验证工作，进一步拓展国际合作的深度和广度。上飞院已与多家国外供应商在不同产品上接洽商讨CoE合作。

（四）推动研发合作方多元化，构建多层次合作体系。

由于大飞机产业具有很强的战略意义，各国在大飞机领域开展合作并不仅仅出于经济上的考虑，国际间合作往往会受到政治因素的影响，有时经济利益会让位于政治利益。随着中国的崛起，一些发达国家将中国视为潜在的竞争对手，对于战略性行业正常的交流与合作进行泛政治化的考量，对高精尖航空技术的出口和转移实施严格管制，特别是针对跨国供应商的合作施以诸多限制。

为此，针对大飞机研发合作，上飞院采取了更为灵活、有效的方式，合作方不仅限于国际航空产品制造企业，同时进一步推动研发合作方的多元化，积极与国外高校、高科技企业开展多层面的研发合作与交流，这对于提升我国大飞机的整体研发能力也是大有裨益。

通过与国外高水平研发机构的合作，可以使主制造商在关键领域实现高起点介入，从而有效推进相关研发活动的开展。例如，上飞院与澳大利亚先进复合材料结构有限公司（以下简称“澳复材”）的交流合作始于2010年4月，上飞院主动邀请澳复材专家来院讨论双方在C919飞机研制上的潜在合作领域。2011年2月，应上飞院邀请，澳复材总经理一行来访进行技术交流。通过交流，结合澳复材的技术优势，上飞院确定了与其就升降舵初步设计、适航取证，以及鸟撞模拟分析和复合材料成本分析等领域开展合作。2011年4月1日，双方签订了项目合同，正式开始合作。

在上飞院与澳复材的合作中，双方技术人员频繁的交流互访，进行技术交流和联合工作，保证了项目顺利的推进和成果的满意交付;此外，通过与澳复材一流的设计研发人员交流共事，走出国门的工程师不仅开拓了眼界，而且学习到复材结构设计、鸟撞分析、成本分析等领域的先进国际实践。

同时，商用飞机研发所涉及的领域极具广泛性，须时刻关注在专业技术领域内前沿新技术的基础性研究，这也是高等学校，特别是研究型大学的优势所在。为此，上飞院也在不断推进与国际性研究机构、高水平研究型大學之间的联系，共同开展科学技术研究，建立研究合作伙伴关系，不断提高国际合作水平。

以校企合作为例，2017年9月上飞院、上海交通大学、爱丁堡大学共同举办了首届COMAC国际科技创新周活动，来自不同国家、不同学科领域的专家、学者，围绕“交流基础学科、探索前沿科技、解决疑难问题、促进创新合作”的主题，集智研讨、交流碰撞，此次活动共开展了18场技术研讨、6场合作对接、形成了21个专题报告、签署了4份校企合作备忘录与协议、达成了24项合作意向，取得了丰硕成果，探索了国际间校企合作的新模式，通过学术交流加快相关科研课题落地实施、推动产学研结合。

（五）在良好的条件加持下，加强与欧盟及其成员国的科研合作

自中国与欧盟1975年建交以来，双边关系经历了许多曲折，但伴随着经济全球化的迅猛发展，中国与欧盟众多共同或相似的经济与政治利益诉求，为双方合作打下良好基础。双方没有直接的利益冲突，在经济上又有很大的互补性，在国家发展战略上，中国目前进一步改革开放，欧盟正进一步扩大，双方都强调文化的多样性和宽容性，并主张通过对话与合作增进了解互信。这一切要素为中国和欧盟的合作提供了良好的政治背景。

一直以来，上飞院高度重视与欧盟及其成员国的技术交流合作。2008-2019年，上飞院与该地区企业的合作占比59%，涉及德国、英国、意大利、法国、荷兰、丹麦和奥地利，合作投入远远超出其他地区。

同时上飞院积极参与中欧民用航空国际科技合作论坛、中英航空工作组、中荷航空科技论坛和德国航空工业协会。例如，2008年至今，上飞院通过中荷航空科技合作平台，与荷兰航空机构开展了一系列合作，为ARJ21和C919的构型选择、设计研制、适航取证和客户服务提供了有力的保障，主要有：与德-荷风洞机构DNW合作，先后完成了ARJ21和C919飞机十余项风洞试验项目;与荷兰福克公司开展ARJ21公务机改装和EWIS优化项目;与荷兰国家航空航天实验室NLR开展了C919项目合作;与代尔夫特理工大学合作举办了民机设计专题培训班等。

通过利用这一高水平合作平台，上飞院可以接触到更多的合作伙伴，建立与欧盟多国同时合作的多边关系，使国际合作能够更好地为大飞机研发服务。

五、总结思考

上飞院多年的国际合作经验表明，在国际合作中，要有明确的合作需求和目标，要有足够的信心与所有潜在伙伴合作，要有耐心不轻易拒绝一切可能的合作机会，要有博大的胸怀积极主动地开展合作。这就是中国商飞所提倡的“共建生命共同体，共享美好未来”。