數字化產品設計技術的發展和應用為航空工業注入了新的動力，設計人員已掌握數字化設計的基本方法。然而，傳統的設計與制造裝配分離的串行工作方法使產品設計與制造之間的數據缺乏聯系，在設計過程中沒有充分考慮到產品制造裝配的特性，常常存在著制造廠需要對設計部門所傳遞過來的產品定義數據進行二次裝配的問題，人為的造成數據鏈中斷的現象。因此在現代飛機研制過程中開展并行工程以及統一產品結構管理的技術研究，明確在產品結構管理內容以及定義過程就顯得尤為重要。通過對我國設計轉包的國外航空企業數字化產品結構管理技術的跟蹤與研究，并結合我國航空企業在數字化產品結構管理技術的應用特點，提出面向并行工程的飛機產品結構管理技術定義。
1．ENOVIA簡介
ENOVIA是達素公司開發的一款用于產品數據生命周期管理系統軟件，主要用于復雜系統的研發。ENOVIA系統為企業提供了信息共享的平臺，使得不同的人員、部門及其他相關企業能夠方便地實現信息共享。參與項目的設計人員可使用ENOVIA系統進行產品設計，創建產品結構樹，并在后續的詳細設計階段進行數據的發放，其他部門人員也可以利用這個平臺參考使用數據。本文闡述的結構管理解決方案就是基于ENOVIA這個平臺所采用的標識產品的一系列方法。
2．產品結構管理簡介
產品結構管理就是對產品結構樹的創建模式，產品結構樹的管理方法，管理職能和權限的劃分等方面進行規劃、設計以及固化。好的產品結構管理方法能夠簡化產品的數據管理工作，提高零部件的重用性，為實現單一產品數據源提供方便。
3．國內產品結構管理存在的問暖
國內的院所和企業都陸續購買了相關的產品數據管理系統。但是基于這些數據管理系統的產品結構管理始終沒有得到重視。大多數的院所和企業還是在用系統自帶的功能進行產品結構的管理，導致：產品結構樹的創建及后續調整無章可循，工作沒有延續性；設計過程中基線與備選方案無法在結構樹中共存，方案調整就需要推倒重建，浪費設計周期；產品結構樹的創建僅考慮到設計分離面的劃分，與實際制造裝配脫節，造成數據鏈的斷裂；無法在系統中進行有效性賦值，多構型產品結構在系統中無法共存。
4．基于ENOVIA的飛機產品結構管理
ENOVIA作為達索公司的拳頭產品，不但能用于集成產品開發軟件，同時還在系統內預留了二次開發的空間。現在就筆者參與某公司ENOVIA系統二次開發工作中積累的經驗提出如下解決方案：
產品結構的創建
在ENOVIA系統中創建產品結構應遵循：從上至下隨設計深入逐層分解；盡量按產品制造裝配關系分解；層級在滿足下文所述要求的基礎上盡量扁平化，見圖1。
圖1 某民機項目基于ENOVIA的產品結構樹示例
產品結構的調整隨著設計的深入，產品結構樹的分解逐步細化，在這個過程中會出現產品結構的調整。常出現的情況有：
4．2．1設計過程中產品結構樹節點的刪改。在產品設計沒有凍結前更改是頻繁而且龐雜的，導致頻繁的產品結構更改。此階段對產品結構樹節點的刪改是直接在產品結構樹上操作的。
4．2．2設計過程中設計方案的更換。在產品設計進行中常常會出現多個設計方案無法確定的情況，此時就需要在ENOVIA系統中實現多種方案并存。在本方案中，產品設計人員可以利用中層的過程數據節點來實現多方案并存，在有需要的情況下可實現基線方案和備選方案間的互換，詳見圖2。
圖2 設計過程中設計方案的更換示例
4．2．3設計凍結后系統組件向實際安裝位置的轉移。在產品設計過程中，為了方便設計工作的進展，需要將系統工作包分離出來。但是在實際裝配過程中，系統的安裝又是在不同的結構工作包下完成。為了解決這個問題，本方案提出：在產品設計過程中，系統件是在系統工作包節點下完成設計的，但是在確定設計分離面時需要考慮系統件在機身結構中的安裝位置，而在設計方案凍結后，可將系統工作包下的各個部組件復制轉移至結構工作包下預留的系統安裝節點下。詳細情況見圖3。
圖3 設計凍結后系統組件轉移示例
4．2．4設計凍結后對產品結構樹節點的更改。在本方案中，設計凍結后對產品結構樹中節點所產生的更改應由設計人員在過程數據節點下創建更改數據，后由產品結構管理員完成更改數據對產品結構樹中原數據的替換。詳情見圖4。
圖4 設計凍結后產品結構樹節點更改示例
5．產品結構權限的定義
本方案定義了四種角色參與ENOVIA系統中產品結構的管理：系統管理員、產品結構管理員、設計組長、設計員。角色職能見表1
這四種角色的職能劃分明確，充分實現了上文所述對產品結構的各種操作。
6．產品結構中有效性的標注
有效性是定義數據有效范圍的一種標識，表示特定產品的數據何時生效。飛機構型管理一般使用架次標識有效性。
有效性標注在產品結構樹的不同層次和節點上，將對構型管理方法產生重大影響。本方案采用了將有效性標注在構型項上的方法。通過對ENOVIA系統的二次開發，實現將有效性信息附加在產品結構樹中的構型項節點上。這樣，定義特定的飛機構型僅需要搜索所有預設的構型項即可。詳見圖5。
圖5 按有效性篩選產品結構示例
7．總結
本文著眼于民機產品結構管理的全過程，通過對民機產品結構管理過程的深入研究，提出了基于ENOVIA系統的產品結構管理方案，并結合我國民機院所和企業粗放式管理的現狀，通過對產品結構層次、節點的劃分，以產品實際裝配關系為主線，建立了支持飛機設計、制造全過程的產品結構管理方法，在此基礎上構建了有效性賦值方法，解決了客戶構型飛機產品結構的篩選、查找和輸出，從根本上解決了飛機產品結構管理問題，對于完善民機數字化產品設計體系有重要的參考意義。
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本文標題：基于ENOVIA的產品結構管理解決方案
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