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看航空|航空工业上电CPA&DCS专业的自主创新发展之路


看航空|航空工业上电CPA&DCS专业的自主创新发展之路
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“新舟”700座舱CPA&DCS效果图
中国航空报讯：6月5日 ， 由航空工业上电独立研制的“新舟”700飞机控制板组件及调光控制系统（以下简称CPA&DCS）首飞红标件 ， 以远程视频的形式完成了中国民航局制造符合性审查 ， 顺利交付航空工业西飞民机 。 该系统共包含20个航线可更换单元（以下简称LRU） ， 用于保障“新舟”700飞机101架机首飞 。 此次交付标志着代表我国最新技术和设计理念的CPA&DCS产品完成研制阶段的一个重大里程碑 ， 将助力“新舟”飞机翱翔蓝天 。 至此 ， 上电在CPA&DCS专业领域实现了C919、“新舟”700、AG600、ARJ21等国内所有重点民机型号的全覆盖 ， 在我国民机领域的核心专业上“打满了全场” 。
“新舟”700飞机是全新一代涡桨支线飞机 ， 对飞机整体功能性能、节能环保、人机交互提出了更高的要求 。 上电独立研制的CPA&DCS系统首次采用一体化设计概念 ， 简化LRU壳体设计、优化材料选型 ， 最大限度优化产品结构和降低产品重量 ， 整个工作包重量比预计降低了15%；采用集中式控制和多余度设计 ， 对重要控制信号采用专用GPIO控制 ， 减少外围电路和电子元器件数量 ， 电路网络节点减少到同类型产品的四分之一 ， 大大降低产品的失效率；整个系统的可靠性更高、性能更优、重量更轻、成本和经济性更具市场竞争力 。
上电CPA&DCS专业从无到有、从弱到强 ， 作为国产民机复杂机载系统国产自主保障的又一次成功实践 ， 在“独立自主、创新转型”的改革发展道路上竖起了新的里程碑 。
从零开始 ， 在蹒跚学步中萌芽
20世纪50年代初 ， 为适应航空工业辅机生产的需要 ， 解决辅机产品与主机生产不相适应的矛盾 ， 上海弄堂里的四家作坊式私营小厂合并成立公私合营的上海华林电器厂 ， 这就是上电的前身 。 作为新中国第一批专门试制生产航空电器产品的工厂 ， 在公私合营之初 ， 四家私营小厂都是原始作坊式的生产方式 ， 仅有10名技术人员；合营后 ， 为适应试制、生产多品种、小批量航空产品的需要 ， 工厂从零起步 ， 按照国外样品和主机需求 ， 开始测绘仿制 ， 为主机厂提供航空配电、照明装置等配套产品 ， 这也成了企业后续发展的基础和源头 。
经过10多年的发展 ， 企业的生产、技术工作逐步走上轨道 ， 从只能生产10多个品种到最多年产100多个品种 ， 从单一军品生产到军民结合大量生产多种民品 ， 企业逐渐具备稳定的为主机厂生产配套航空电器产品的能力 ， 形成了专业的航空电器厂格局 。 20世纪70年代末 ， 企业提出了科研先行的方针 ， 产品研制进入自主设计新阶段 ， 整体技术水平不断提高 ， 产品覆盖照明装置、开关、保险丝、可变电阻、飞机照明灯具等 。 尤其是20世纪80年代 ， 上电接受航空工业部定点研制导光板业务的任务 ， 开始研究国外先进的光电照明系统产品 ， 设立了专门的部门生产导光板 ， 为各主要机型配套 ， 相关产品和技术的积累 ， 为CPA&DCS专业的最终形成奠定了基础 。
从无到有 ， 专业格局孕育而生
21世纪初 ， 国家大力发展航空产业的战略决策给迷茫寻找出路的上电打了一剂强心针 ， 乘着中国航空工业大发展的东风 ， 上电逐步打造核心专业优势 ， 体系化推进专业能力建设 。
2002年 ， 国家正式立项研制ARJ21-700支线客机 ， CPA系统作为一个独立系统由国外公司独立研制 ， 没有一家国内企业参与其中 。 当时 ， 国内飞机座舱操控界面均为分散型操控面板组件 ， 尚停留在单一控制亮度以及集中或区域机械式（手动）调光设计 ， 对于座舱操控界面一体化设计技术还处于摸索和起步阶段 ， 未形成完整技术体系和系统集成能力 。
彼时只能研制生产导光板和部分简单开关的上电敏锐地意识到 ， CPA&DCS这个专业是一次重大战略机遇 ， 上电开始思考逐步把飞机座舱的各独立控制板（盒）进行系统集成、转型成为座舱照明系统供应商的构想 ， 并针对具体架构和布局等技术难题 ， 进行了探索性的预先研究 。 2007年 ， 上电紧跟国际前沿技术研究 ， 提出了将飞机座舱操控界面作为单独系统开展研究、集成及配套的设计理念 ， 即对飞机座舱中各类分立的控制盒（板）进行集成设计 ， 同时结合自动调光技术 ， 形成国产CPA&DCS 。 2008年 ， 上电在某项目中正式立项启动CPA&DCS的研制 。 基于自身国内领先的夜视兼容照明、自动调光等关键技术和导光板、开关等核心技术产品 ， 综合航空心理学、传感技术、数据分析及控制等技术为一体 ， 上电构建了座舱照明系统、操纵控制面板集成一体化设计方案 ， 通过统一设计、布局、验证和评估 ， 实现高效、舒适、安全、个性化友好的座舱人机交互工效设计 。 该设计理念覆盖了座舱照明系统设计、操纵控制面板集成一体化设计、座舱照明环境虚拟仿真及飞行环境模拟平台验证技术 ， 涵盖座舱布局仿真设计技术、电磁兼容设计及仿真技术、双模式导光板照明技术、组件产品三维设计及性能仿真技术、导光控制盒组件产品生产工艺技术、夜视材料技术、核心器件的研发生产等关键技术的应用 。


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