一項民機研制項目從研發到下線投入使用需要很長一段時間,以我國C919型客機為例,該客機是我國自主研發第二款客機,也是目前我國最先進的民用客機,C919于2008年正式立項,2015年11月下線,研制周期長達7年。民用飛機從預研概念到飛機退役都離不開預研項目的支持,只有通過嚴謹的管理才能保證民機產品技術的穩定性。無論是國際上民機研發公司,還是國內飛機制造商目前針對民機研制階段都采用構型管理方式,盡管在管理標準方面存在相應的差異,但是構型管理已經成為民機研制發展的必然趨勢。
1 民機構型管理的含義
1.1 概念
構型管理主要是指:在民機壽命時間段內,即從民機研發到退役,以民機的物理特征、功能性特征以及產品需求的角度為出發點,按照預先制定的構型文件來維系一切管理活動。在民機構型管理的過程中,通常要經過標識、控制、紀實、審核4個階段管理活動,并且在每個活動管理階段都要對管理內容與管理流程進行詳細記錄,通過記錄信息不僅可以及時了解民機的性能狀態,也為將來民機研發提供參考性依據。只有這樣才能保證民機研發的技術性能、實用性能以及民機生產的完整性與連續性。
1.2 結構型管理的發展
構型管理的概念提出于20世紀60年代。美國軍方與航空航天局在研發飛機、火箭、潛艇等武器裝備的過程中總結出了一套科學、合理的管理方式,隨著時間的發展,該管理理念不斷豐富最終以構型管理的方式呈現在人們的面前。我國飛機構型管理的概念提出較晚,20世紀90年代構型管理的概念才正式被引入到民機研發與生產中。構型管理的方式不僅使民機產品開發、維護流程變得簡單、細化,飛機制造商在應對飛行變化需求的時候也更加靈活。因此,通過強化民機構型管理,飛機制造商可以提高民機制造工藝質量,降低生產成本。民機構型管理促進了我國民用飛機產業的發展,在技術研發領域我國通過不斷學習已經完全有能力使民用飛機國產化,但是在民機管理方面,很多機制不夠成熟,還需要不斷向波音、空客等國外知名民機制造商學習。
1.3 民機構型管理的分類
構型是根據相關的配置規則將全生命周期各個階段所產生的各種形式和各種版本的數據、文檔、工作流程等進行配置的結果,配置過程就是構型管理過程。構型管理就是通過對更改、狀態、審核等過程的控制,從而集成和協調各階段產品數據,保證產品從設計到制造、維護、報廢各生命周期階段零件、文檔和更改數據的一致性,是對產品生命周期中任何產品的功能、性能和物理特性提供可視化控制的過程。目前針對構型管理的理解主要包括以下兩種:(1)某項產品通過不斷研發最終成為成品的數據模型,它是在研發人員預定的技術文件規定下的產品,其物理特征與功能特征引入到產品實際使用與應用中,以此來滿足客戶需求。該構型管理類型與我國軍機研制中采用的管理概念相似,都是將產品的功能性與物理性預先列入到技術文件中,之后參考技術文件中所涉及技術狀態(產品的物理性與功能性)內容進行產品研制。(2)同一個產品中的不同結構的組織類型。一項產品從概念化的設計方案到退役需要經歷漫長的周期,它也是產品壽命的具體體現,產品從設計到下線使用的過程中,制作流程不斷變化,而構型管理的類型也會相應變化。例如:在產品設計階段被稱為設計構型管理,在產品工藝使用階段被稱為工藝構型管理,在產品加工制造階段被稱為制造構型管理。在產品壽命期內,設計構型管理、工藝構型管理與制造構型管理會通過不同的視圖形式展現出來,但是他們都是同一產品的構型管理內容。
2 民機構型管理的標準及其目標
2.1 民機構型管理標準
20世紀50年代以來,科學技術發展取得了驚人的成績,無論是軍事武器裝備,還是民用產品的研發都取得了較大的突破,在民機研發方面歐美一直處于世界領先地位,我國從模仿學習,逐漸走出一套自己的科研道路。由于技術、科研水平等諸多因素,國際上針對構型管理沒有統一的標準。目前構型管理標準主要有以下幾種。(1)國際常規標準:國際上在構型管理標準方面主要以ISO10007《質量管理－構型管理指南》準則,對于產品軟件構成管理則依據IEEE STD 828-1990《軟件構型管理大綱》。(2)美國管理標準:在構型管理方面美國以MILHDBK-61A《構型管理指南》為準則,并制定了MILSTD973《構型管理標準》。(3)中國標準:在構成管理方面,我國起步較晚,在學習歐美構型管理標準的基礎上,我國制定出具有中國特色的構成管理標準,使軍用與民用構型管理相區分,軍用構型管理以GJB 3206-1998《技術狀態管理》為標準。民用則以HB 7807-2006《航空產品技術構型管理要求》為標準。
2.2 民機構型管理目標
民機構型管理通過持續性的方法對產品進行程序化的全程控制,讓生產出來的產品與技術標準上所描述的相一致,其目標主要有以下幾點。
(1)對產品的每個生產階段、加工環節、運用技術制定完善的技術指南,這樣不僅為產品制造提供技術指導,也為產品日常維護提供理論依據。(2)在產品生產過程中,要確保產品制造與技術指南的統一性,避免加工制造、技術應用環節出現錯誤,使產品制造狀態與技術指南間狀態差異處于合理區間。(3)對技術指南進行改編。隨著時代的發展,消費者的需求不斷提高,只有通過提高民機的功能性與物理性才能提高服務質量,才能滿足消費者的需求,因此民機制造商要將新的制造文件添加到技術指南中,對舊技術指南進行升級革新。同時要對構型管理的數據資源庫進行更新補充,使產品的設計研發與加工制造形成優化組合。
3 民機研發階段構成管理的流程
在民機全生命周期內,構型管理是為確立和維持產品的功能特性、物理特性與產品需求、構型文件規定保持一致的管理活動。其主要過程是進行構型管理計劃,并對構型項目進行下述技術和管理的活動。
3.1 構型標識
構型標識是由反映產品功能特性和物理特性,同時反映產品信息的產品代號、版本號(包括硬件和軟件)和反映產品個體唯一性和批次性的產品編號(或批次號)構成的,標識應具有唯一性。這樣可以讓民機研發更加有條理性。
3.2 構型控制
構型控制由參與飛機設計和制造的各部門及主要供應商來執行,其目的是確保在某個構型項(CI)的構型標識正式建立后,每個提議的更改都能得到充分分析,從而確定更改對CI的制造、綜合保障、成本、性能、使用和接口的影響,通過構型控制不僅可以在保證民機功能性、物理性的前提下節省民機研發成本,還可以提供民機出口銷售量,增加民機生產商的銷售貿易額。
3.3 構型紀實
構型紀實活動形成與產品和產品構型信息相關的記錄、報告。民機研制企業應當在產品整個壽命周期中開展構型紀實活動,以便支持構型管理過程并使其有效;應按構型項進行構型紀實,紀實活動從產品的概念設計階段開展。
3.4 構型審核
構型審核的目的是驗證飛機的功能基線和分配基線是否已經得到滿足,以及滿足構型基線要求的型號設計是否已經精確地用文件標識。構型審核應結合民機各階段評審及適航審查進行。通常構型審核分功能構型審核和物理構型審核。
4 結語
我國民機研發起步較晚,我國第二款自主研發的飛機盡管已經下線,但是還處于審核階段,由此可見我國民機構型管理同樣處于發展階段,還需要不斷地向國外大型民機生產商學習。
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本文標題：民機研制階段構型管理要求的研究
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