精选作者一百多个亲身经历的事件，以讲故事的形式，深入浅出地提出问题、一针见血地分析问题和有的放矢地解决问题，语言大众化、风趣易懂.
第一章 制造工艺
飞机的机体结构设计、功能完整性设计要靠飞机设计师的工程设计，而飞机的实体制造、功能实现则要靠制造工程师的工艺设计，因此，制造工程师也称飞机制造工艺师，在飞机整个制造周期中，具有极其重要的作用。本章就飞机制造工艺方面的问题进行一些案例解剖。
案例1.1 一个飞机制造企业不可忽视的问题—工艺设计是选择题，还是必答题？
1.背景
飞机制造中，有观点认为，研制飞机靠的是以计算机、网络为平台的数字化技术，直接使用工程设计数学建模来制造，可以省略工艺设计；也有观点认为，飞机设计应该涵盖工艺设计，不需要工厂进行工艺设计；更有观点认为，操作者有那么多技师和高级技师，不需要工艺设计，工人应该发挥其主观能动性，看图纸就应该能够把活干好。
2.主题切入
事实上，新中国的航空工业体制从建立的时候，就把制造工艺与产品设计截然分开了，尽管后来成立了新的商用飞机公司，飞机产品设计仍然不负责工艺设计的工作。
工艺设计何去何从？工艺设计谁人负责？工艺设计影响几何？确实到了尽快决断的地步了。是该选择了，也该必答了。
3.过程
中国航空工业的根基是建立在新中国当时工业一穷二白的基础之上的，不像欧美地区的工业体系有几百年的工业基础，设计与工艺并未截然分开，传统工艺标准近百年保持不变，工人队伍、专业世家处处皆是，专业工人稳定性很强，且技术专业与操作技能专业无明显区别。
在中国航空工业内，设计归设计专业，工艺归工艺专业，操作归操作专业，相互之间无交集，设计不负责工艺，也不管操作；工艺不管设计，也不进行生产操作；生产操作者完全按照工艺设计出的技术文件开展工作，飞机就是在这种串行传递中制造出来的。
有些人说，美国的飞机设计也管工艺设计，例如某道公司就是这样的，既出飞机设计图样，也出工艺设计图样，工厂的制造工程部简单地排排工序就可以了。是的，言之有理！它们工厂里的制造工程部就不是技术部门，而是生产部门下属的计划员。但在飞机设计研究院的飞机工程设计师并不做工艺设计，大学里也没有学过工艺专业知识。既然飞机工程设计师不做工艺设计工作，如今在制造厂里，又配备了庞大的工艺工程师队伍，那么，这些人不做工艺设计就说不过去了。
还有一个问题，当今是数字化时代了，又有网络，再加上5G和智能制造，还需要工艺设计吗？对于这个问题，我的回答是，这更需要工艺设计了，既然都数字化了，都智能化了，甚至连操作工人都不要了，难道还想让操作者发挥主观能动性吗？况且，在数字化环境内的一切活动都必须由人来策划和设计，因此就必须由制造厂的工艺部门来做这些设计，这就是新时代、新环境下的飞机制造工艺设计。
至于让操作者发挥主观能动性，直接拿飞机设计图样来制造飞机，就不要去想了。
依上知，结论很明确，无论是选择题，还是必答题，目前在飞机制造厂内，必须进行严肃科学、规模宏大的工艺设计。
案例1.2 飞机是设计出来的，还是制造出来的？—飞机制造中工艺的作用实质上不小于工程设计的作用
1.背景
飞机工艺在飞机制造中的作用在历史上都没有争议，但近些年来，由于人们对数字化的过度解读，对数字化作用的过分夸大，飞机制造领域里的工艺被弱化，在飞机制造领域里出现了一些本不应该出现的混乱概念。甚至，还有人质疑起了飞机制造的总工程师是干什么的，飞机制造中的工艺起什么作用。
2.主题切入
中国的航空工业体制所致，飞机设计归飞机设计研究院管理，属事业单位，飞机工艺归制造厂管理，属企业单位。无论大学培养专业人才，还是单位招收工作员工，设计与工艺各自都有自己的界限和去向，不相往来，导致设计研究单位没有工艺人员，也没有工艺能力，工厂制造没有飞机设计职能，只负责制造工作，所以，设计与工艺在飞机工业行业是两个各自为政的领域。
这一点和欧美地区航空工业体制有很大的区别。
3.过程
中国的飞机工业体制来源于苏联模式，设计单位只管设计图样，制造单位负责用设计的意图制造出能够实现功能的实物，而制造行业内，生成实物的策划是靠工艺工程师来做的，因此就有了工艺设计，而工艺设计则分三个层面。
第一个层面是总体工艺设计，也就是所谓的主管工艺，这层工艺负责全机的工艺方案制定，协调飞机制造各个专业之间的工艺关系，制定全机协调方案，提出全机关键部位的协调工具，带领工厂各个专业工艺对飞机设计文件进行工艺审查，并负责工艺会签。如果涉及厂际制造，还要负责厂际交付状态和厂际协调技术。负责全机制造过程中重大工艺技术问题的组织处理和与飞机设计的沟通工作。
第二个层面是专业主管工艺，如工装研制、钣金工艺、机加工艺、部装工艺、总装工艺、试飞工艺等，这层工艺对所管辖专业领域的制造车间工艺进行整体控制，负责编制专业工艺总方案、专业制造协调方案，编制飞机制造领域内相邻专业之间的交接状态，以及处理专业界面的技术协调问题等。
第三个层面是车间或制造工段的工艺，这个层面负责按照设计技术文件和各类工艺方案，编制加工工艺规程或装配工艺规程，编制材料明细表，指导车间操作工人制造出符合要求的零组部件以及整机。
这三个层面，在某飞机制造厂一直被集中在一个层面，即制造工程部门。后来硬性分成了工艺两级管理，即制造工程部门与车间的两级工艺管理。按照金字塔管理形式，应该是上小下大，现在实际情况是，制造工程部门的编制无限扩大，其人员队伍远远超过车间，大量的底层工艺工作仍然由上层工艺负责，形成主管在干基层的活，这样的工艺构成使工艺能力无法最大程度地发挥。
不但如此，该工厂工艺还在干着应该由工程设计来干的活，如构型管理，某一架飞机应该是什么构型，实际上是设计说了算，工艺只要按照设计规定的构型去实施即可，但现在要由工艺来比对把关。
现场大量制造不协调的问题应该由主管工艺牵头处理，但现在反倒是设计按照上级负责人的指令在牵头忙活，结果是“掏耳勺去舀稀饭—有力不得法”。这样，工艺发挥不了工艺应该发挥的作用，工艺在飞机制造体系中就缺少发言权了。
在飞机设计和工艺还没有形成大工程的情况下，最大限度地发挥制造工艺在飞机制造中的作用，有利于飞机制造的顺利进行，所谓质量、安全、舒适等要素才能够完美实现。
案例1.3 改姓名改不了血统—在MBD环境下不需要工艺设计？
1.背景
自从MBD在飞机设计中得到应用后，要不要工艺设计，一直在讨论和争论中，某飞机制造厂的技术主管负责人曾经做出飞机制造不需要工艺设计的决策，此决策一出，立刻在行业内引起了一片争议。
2.主题切入
在MBD环境下要不要工艺设计？先从什么是MBD分析说起。
MBD是英文model based definition的缩写，中文的意思是全三维基于特征的表述方法，又称基于模型的设计。MBD起源于B777飞机的全三维设计。2003年，美国机械工程师协会起草了第一份标准。2006年，国际标准化组织也发布了相关标准。中国在2009年开始制定国家标准，于2010年正式发布。从标准的内容来看，MBD说清楚了设计怎么干活，但并没有解决制造过程中的设备适应性、操作适应性、材料适应性、工艺适应性和环境适应性。而这五性就是常讲的人、机、料、法、环。
要解决MBD对制造的适应性，必须进行工艺设计这个关键环节。
3.过程
2010年之前，MBD已十分流行，自从我国发布了MBD相关国家标准后，许多行业都快速按照国家标准来改革创新，试图利用MBD来实现数字化过程。
其结果是，大面积推广应用虎头蛇尾，这些年很少有人在这方面下功夫了。其主要原因是，尽管对MBD进行了大量的科研攻关，但真正到工程化应用时，制造有障碍，物流有障碍，售后有障碍等，即涉及MBD模型中缺乏整个生命周期许多相关环节的预定义，只定义了设计理念，没有考虑在后续的目标实现过程中如何解决遇到的各种问题。
那么，MBD如何满足工艺性要求呢？
MBD是一个定义为综合模型的东西，既然是综合模型，就应该综合到制造工艺，但在当前的国内航空工业行业，偏偏只在工程设计这里得到了全面应用，很遗憾MBD里面缺乏适合制造方面的工艺信息，因此，要设计模型工艺化，必须进行源于MBD的、基于制造的工艺设计，应从以下四方面入手。
（1）保证MBD综合模型数据的信息完整性。
作为MBD的唯一标准载体，三维实体模型是制造工艺最基本的数据源，其信息包括模型自身的属性（如单位制统一），材料明确，公差、精度、参数的完整和三维标注的完整性。使得工艺在进行二次设计时，不会引起猜测和歧义。
（2）MBD模型的共享。
在飞机制造中，来自于飞机设计的MBD模型是制造的唯一依据，必须有无任何转换、无任何附加解释的共享性。因此，建模标准必须考虑到基于制造的建模，在制造过程中，走零件，过组件，到装配，模型应该处处环境适合，适时现行有效。这就要求飞机设计人员有丰富的飞机制造工艺知识，甚至经验。任何地方都不允许有假尺寸的表达，也不能对模型的定义进行近似和省略的处理。
（3）面向制造的设计。
“面向”二字似乎很吃香，但要理论联系实际，就会非常费劲。通常情况下，飞机设计师在进行三维建模时，其关注点在模型的结构是否符合飞机的功能要求，是否满足强度、刚性、重量要求等，细致一些的，再关心数模与数模间在计算机屏幕上的干涉和协调情况等。
几乎在进行产品设计时，设计对象就是一个或一套纯刚性物体，制造过程中的人、机、料、法、环所引起的偏离和变化的预测，是不会也无法全面考虑的；而对于用什么设备加工、采用什么刀具、设定机床参数、工件的余量取舍、装配时的调整、协调工装的应用等，则根本不会考虑。
一般情况下，这些问题都是等设计三维工作完成得差不多了，通过一个个阶段性审批发放，到制造部门进行实战演练时才会暴露，此时，制造工艺再反馈这些问题给设计，还不一定会得到认可和接受，几轮博弈，设计师才勉强同意在手头考核计划内的工作做完后，再抽时间修改。这就是为什么飞机研发周期如此之长，为何设计师如此疲于奔命。因此，在设计过程中，必须要设立一道工序，即进行设计模型的可制造性检查，把不适合制造的初步瑕疵消灭在发图之前。
（4）设计与工艺的协同工作。
在飞机研制阶段，由于一切都在试验阶段，设计的数学模型发到制造流程中去，往往不是最终的构型，设计要反复进行模型的更改。而在现在的条件下，变更的模型到底更改了哪些地方，缺少对应的工具和手段，全靠工艺进行反复的比对去寻找并执行变更，效率极低。
要使设计模型适合于制造全过程，如果设计师本身不具备工艺知识和经验，就必须在设计阶段由工艺师参与设计，这在目前很难做到。21世纪初就有人提出大工程概念，但单薄的声音难以改变一个行业的现状。从国内几个新机型的研制来看，实施设计与工艺协同比较理想的前提条件是，具有工艺知识和设计经验的设计师与具有设计知识和工艺经验的工艺师组成的团队。
综上所述，现阶段的飞机设计很难全面考虑制造性问题，因此，工艺设计在中国飞机制造中必不可少。飞机制造厂的工艺员要提高自身的工艺水平，才能在飞机制造这个行业内具有充分的话语权。
案例1.4 方案是纲，纲举目张—一份工艺总方案的作用
1.背景
在飞机研制和批量生产时，工艺工作的最高指令性技术文件之一就是工艺总方案，工艺总方案是根据产品设计要求对生产类型和生产能力提出的工艺技术准备工作的具体任务和工作原则的指导性文件，是指导产品工艺准备工作的依据，是准备工作的总纲。
编制一份适合型号制造的工艺总方案，对整个型号具有重要的意义。
2.主题切入
在中国的航空工业中，制造的技术总指挥就是工艺。离开工艺，操作者无从下手，生产组织者“变不出”生产计划，工厂的制造流程运作会停顿下来。而工艺的工作依据有很多，其中，最高指令就是工艺总方案。
因此，工艺总方案是工艺对产品设计进行工艺性审查的依据，是工艺编写其他指令性工艺文件的依据，是工艺装备选择及设计、制造的依据，是编制生产单元分工表的依据，是供应商编制工作包的依据。
如何编制出一份恰如其分、科学可行的工艺总方案？有人说，也就是那么一写。
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