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创新的风险——波音787故障频发的原因
作者:段小华 发表时间:2014年08月20日

 

  波音787飞机作为与空客A380竞争的先导机型,融合了设计、材料、制造、集成等方面的创新。被称为一个颠覆性的产品,其中包含了大量的创新。但是波音787在商业飞行初期就遭遇了失败。2013年1月16日,全日空692次航班的波音787客机,在起飞后不久机舱内冒烟,约20分钟后紧急降落在日本高松机场,137名乘客及机组人员通过滑梯逃生。波音787先后出现了数起故障,包括驾驶舱玻璃裂缝、电瓶起火、燃油泄漏、刹车故障、飞机连接线问题等。为此,美日都发布紧急指令要求暂停波音787运营。波音787的创新风险涉及技术和管理两个层面。

  技术风险

  先进材料技术与集成制造的不确定性。波音787采用了四项关键技术:新型发动机技术、轻型复合材料技术、更高效的集成系统技术和先进的启动技术。借助这四项关键技术,波音787的整体性能得到很大提高。以新型发动机技术为例,它可使飞机起飞和降落时的噪音比其他同类飞机低许多,而且燃油消耗减少。与现有相同级别客机相比,该型客机能节省约20%的燃油。而新型材料使飞机重量大大减轻,运行成本也大幅下降,形成该机重量轻、噪音低、节能耐用等市场亮点。此外,该机舱内气压、照明、湿度、行李舱也在舒适度上有了很大改进。但是,这些创新也具有极大的不确定性。

  787使用的复合材料在商用飞机中尽管已有几十年的使用历史,但是波音787是首次全机身机翼使用碳纤维复合材料代替金属材料制造的客机,复合材料使用比例高达50%。航空业界人士表示,“这是一次尝试,需要攻克许多难题”,“难免导致安全隐患”。飞机“脱层”缺陷则表明工艺还需要改进。

  787采用高容量的锂离子电池,所采用的系统极依赖电池运作,电池角色非常关键,这是部分电池起火事故的起因。和其他飞机电池不同,锂离子电池的内部液体极易燃,如果这种电池损耗太多或过度充电,就会增加起火机率。波音为此建立了特殊的电路系统和其他保护措施。但是在长距离飞行情况下,电池故障率还是会有所提高。

  波音采用可更换发动机,两家供应商通用电气和劳斯莱斯的发动机均有相同的标准接口,从而解决了兼容问题,但也可能因燃油接头都是“方便接头”的缘故,在长时间使用后出现了问题,从而导致漏油故障。

  管理风险

  碎片化的供应链加大系统集成风险。在全球化进一步深化的背景下,利用比较优势在全球各地外包零部件制造,再辅以供应链管理实现集成制造,是制造业普遍__采用的主流方式。波音787的制造也追随了全球供应链模式,但这种碎片化的供应链给飞机制造的质量管控带来了挑战。资料显示,波音787的供应商分布在全球135个角落,仅一级供应商就超过了50个。美日供应商的工程量约各占35%,其他国家共占30%。比如,日本东丽公司提供碳纤维复合材料;三菱重工提供机翼盒;富士重工集团生产机翼及与本体飞机相连接的机体,机头与机身的连接机体则由日本川崎重工集团生产;而发生过安全事故的电池由日本一流的汤浅电池制造。

  全球供应链虽然有助于减少自身投资和降低成本,但是在技术把关、部件组装和系统集成等各环节面临的突发问题会更多,要求也更高。加上分散在全球的多级供应商也使问题更为复杂。比如,劳斯莱斯的一个次级供应商在制造过程中,擅自改变工艺流程,导致变速箱的一些冠状齿轮出现腐蚀,幸好劳斯莱斯在测试中及时发现了问题。

  波音787的问题,是当今制造业升级过程中正在面对且必须解决的创新窘境。一方面,制造业服务化使得用户更为挑剔,不创新的企业将在激烈的市场竞争中出局;反过来,掌握突破性创新的企业,如果不能制造出完美的产品并转化为用户的超值体验,同样会有失败风险。如何平衡创新与风险,既需要在新技术研发时不断改进,更需要良好的管理控制和商业模式创新。如果苹果公司没有iTunes音乐商店和App Store构筑的创新生态,ipod、iphone都不会有现在的成功。

  作者单位:中国科学技术发展战略研究院

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