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飛機(jī)產(chǎn)品的研制過程中，不可避免地發(fā)生更改。尤其對(duì)于新設(shè)計(jì)的飛機(jī)產(chǎn)品，在形成完整的產(chǎn)品基線過程中，設(shè)計(jì)更改量相當(dāng)巨大。如何合理高效地對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品零部件的更改進(jìn)行控制和追溯，對(duì)于理清飛機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)，減少研制過程的人力、物力耗費(fèi)，具有相當(dāng)重要的意義[1-3]。而目前的零部件更改管理現(xiàn)狀并不理想，管理模式的發(fā)展沒有跟上設(shè)計(jì)模式的變更，甚至阻礙了先進(jìn)設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用，因此開展零部件更改管理方法的探討十分必要。

1 零部件更改管理相關(guān)概念

1.1 零部件更改

零部件的更改，實(shí)際上是對(duì)零部件在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)乃至使用維護(hù)的全壽命周期中所形成的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的更改。在以往的概念中，提到產(chǎn)品數(shù)據(jù)，馬上會(huì)想到零部件的二維圖樣、三維模型和驗(yàn)收技術(shù)條件，以及生產(chǎn)加工用的工藝文件，但這并不全面，零部件的產(chǎn)品數(shù)據(jù)還應(yīng)包含前期的設(shè)計(jì)文檔、試驗(yàn)文檔以及后期的使用維護(hù)資料等，因此在建立零部件的更改機(jī)制時(shí)，必須考慮到這些產(chǎn)品數(shù)據(jù)的變化和影響[4-5]。

1.2 版本管理模型

版本是記錄和追溯更改歷程的標(biāo)識(shí)，版本的演變規(guī)則是零部件更改管理的核心組成[6]。根據(jù)版本的衍生及追溯關(guān)系，版本模型分為線性模型和樹狀結(jié)構(gòu)模型，如圖1所示。

圖1 版本模型Fig.1 Model of version

由圖1可以看出，線性追溯模型是按版本生成的時(shí)間順序進(jìn)行排列的，而樹狀的追溯模型不光考慮了生成的先后順序，并且考慮了版本之間的衍生關(guān)系。在實(shí)際工程應(yīng)用中，線性追溯模型的管理更簡單清晰，計(jì)算機(jī)管理更易實(shí)現(xiàn)。所以目前在航空行業(yè)內(nèi)部管理中，均采用線性追溯模型。

確立了版本追溯模型，再結(jié)合有效性管理規(guī)則建立版本管理模型，具體見圖2。

圖2 版本管理模型Fig.2 Management model of version

由圖2（a）可以看出，版本變化而有效性始終保持不變，即新版替代舊版，稱之為串行版本管理。由圖2（b）可以看出，版本變化的同時(shí)，對(duì)應(yīng)了不同的架次有效性，即各個(gè)版本均對(duì)應(yīng)了不同狀態(tài)的零部件，稱之為并行版本管理。

1.3 更改追溯

在零部件更改過程中，還需要考慮的一個(gè)問題就是更改追溯，即較低層次的零部件發(fā)生更改，對(duì)較高層次的零部件的關(guān)聯(lián)影響。由于飛機(jī)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次深、產(chǎn)品數(shù)據(jù)量大，更改追溯是一項(xiàng)過程較為復(fù)雜、工作量較大的工作，一直以來都是更改管理的一個(gè)難點(diǎn)。

2 零部件更改管理現(xiàn)狀分析

2.1 國內(nèi)狀況

（1）版本管理模式分析。

航空行業(yè)內(nèi)基本都是采用并行版本管理模式。在設(shè)計(jì)試制過程中，這種管理模式因其變更簡單、追溯性強(qiáng)、變更工作量小，較為適宜。但到了交付使用維護(hù)階段，由于維護(hù)資料均是以零部件編號(hào)為依據(jù)判斷維護(hù)對(duì)象的，不同版本的差異使得零部件的真實(shí)狀態(tài)很難被確定，維護(hù)工作無法準(zhǔn)確實(shí)施，具有安全隱患。特別對(duì)于交付后仍需改裝的飛機(jī)，改裝時(shí)沒有一個(gè)明確的狀態(tài)基準(zhǔn)，發(fā)圖難度大，容易引起設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和工作反復(fù)。因此對(duì)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)整個(gè)生命周期的管理來說，目前的管理模式存在一定的弊端。

（2）更改追溯模式分析.

目前，行業(yè)內(nèi)對(duì)于更改追溯的管理均是按照航標(biāo)所規(guī)定的，是一種基于圖樣的管理方式，而不是基于零部件的管理方式，詳見圖3。

由圖3可見，追溯的判斷依據(jù)為是否影響裝配關(guān)系，即裝配圖樣是否需要更改，這種基于圖樣的管理模式不能反映零部件的真實(shí)變化。

（3）現(xiàn)行零部件更改管理模式存在的問題。

圖3 更改追溯邏輯推斷Fig.3 Logical deduction of retrospective change

通過對(duì)目前行業(yè)內(nèi)零部件更改管理中的版本管理模式以及更改追溯模式的分析，可以看出其存在問題主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

a.由于使用版本控制和區(qū)分零件，因此版本標(biāo)識(shí)必須作為零件標(biāo)識(shí)的一部分，所以當(dāng)試制現(xiàn)場出現(xiàn)臨時(shí)性更改時(shí)，零件上的版本標(biāo)識(shí)會(huì)與圖樣的版本標(biāo)識(shí)不一致，造成實(shí)物與圖樣不一致的情況；

b.由于目前的產(chǎn)品保障體系與研制體系的管理模式不配套，會(huì)造成試制批的產(chǎn)品狀態(tài)與保障資料中所列的產(chǎn)品狀態(tài)不一致，導(dǎo)致后期的使用維護(hù)沒有依據(jù)，存在安全隱患；

c.對(duì)于裝配件來說，編號(hào)和版本并不能區(qū)分其真實(shí)狀態(tài)，這部分不可控，不符合技術(shù)狀態(tài)管理的要求。

2.2 國外狀況

以波音公司為例，更改管理采取的是換版與變號(hào)相結(jié)合的更改管理模式。即對(duì)于同一編號(hào)的零部件來說，使用串行版本進(jìn)行管理，永遠(yuǎn)保持最新版有效，當(dāng)該零部件的外形、配合、功能（3F）或適用有效性發(fā)生變化時(shí)，均采取變號(hào)的方式。其更改邏輯推斷模型如圖4所示。

串行的零部件更改管理模式，過程簡單清楚，但是按上述的邏輯推斷，變號(hào)較為頻繁，作為零部件的產(chǎn)品數(shù)據(jù)集合，變號(hào)就要按新號(hào)重新建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)。且需要逐層進(jìn)行更改追溯，即每一層裝配均需變號(hào)。對(duì)于飛機(jī)這種隸屬關(guān)系深，數(shù)據(jù)量龐大的產(chǎn)品來說，這種追溯工作量是很大的，那么波音是如何解決的呢？

圖4 零部件更改邏輯推斷圖Fig.4 Logical deduction scheme of aircraft part and assemble rejigger

波音公司采用了模塊化設(shè)計(jì)的手段，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)扁平化，大大簡化了追溯。傳統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完全是按飛機(jī)的隸屬關(guān)系進(jìn)行分解和構(gòu)成的，一旦進(jìn)行變號(hào)更改追溯，就需要追溯至頂層裝配圖樣。波音采用模塊化設(shè)計(jì)方法將產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)扁平化，將追溯控制在模塊級(jí)以下，且模塊級(jí)以下的裝配關(guān)系不會(huì)超過三層，更改追溯層級(jí)不多，大大簡化了追溯過程。波音的這種做法是基于零組部件的管理，能夠清晰有效地控制和掌握零組部件的狀態(tài)，滿足產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)管理需求。

3 零部件更改管理方案

經(jīng)過上述分析，結(jié)合目前國內(nèi)的模塊化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，可以采取下述方案進(jìn)行解決 。

首先根據(jù)更改的性質(zhì)，將更改分為“糾正型更改”和“適應(yīng)與改進(jìn)型更改”，然后根據(jù)兩種更改的特點(diǎn)分別建立更改機(jī)制，以達(dá)到最優(yōu)最簡的更改實(shí)施效果。

3.1 糾正型更改

更改前的對(duì)象將不應(yīng)用于最終產(chǎn)品中。在詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中為了糾正設(shè)計(jì)制造錯(cuò)誤、提高性能等，需對(duì)零部件的幾何設(shè)計(jì)、工藝加工方法、材料等進(jìn)行更改，更改前的內(nèi)容不應(yīng)用于任何一個(gè)或一批產(chǎn)品中。這種投產(chǎn)前對(duì)零部件進(jìn)行的更改稱之為糾正型更改。糾正型更改應(yīng)使用換版管理的方法處理。

3.2 適應(yīng)與改進(jìn)型更改

更改前的零部件已應(yīng)用于最終產(chǎn)品中。形成最終產(chǎn)品后，由于用戶對(duì)產(chǎn)品提出了新的要求，或設(shè)計(jì)方為了改進(jìn)性能和增強(qiáng)功能，需要對(duì)零部件進(jìn)行更改，并應(yīng)用于后續(xù)全部或部分架次中，將此類更改稱之為適應(yīng)與改進(jìn)型更改。

對(duì)于適應(yīng)與改進(jìn)型更改，如零部件的外形、配合、功能和互換性發(fā)生變化，應(yīng)根據(jù)具體情況按一定的邏輯判斷進(jìn)行變號(hào)處理，否則仍可使用換版更改。

3.3 換版與變號(hào)的邏輯關(guān)系

依據(jù)上述概念，可以建立如圖5所示的零部件換版與變號(hào)的邏輯推斷圖。

由圖5可以看出，在整個(gè)邏輯推斷中，并沒有考慮有效性（架次）變化的影響，而主要是以零部件的互換來進(jìn)行推斷的，這樣一來可以有效地減少變號(hào)次數(shù)，簡化更改管理。在工程設(shè)計(jì)階段，對(duì)于零部件的更改往往是為了完善設(shè)計(jì)，由于各種原因更改前的對(duì)象已形成了最終產(chǎn)品，但在后續(xù)架次，該零部件將不再應(yīng)用，在不影響零部件互換的情況下，可以采用換版更改，以簡化更改管理。所以在實(shí)際的工程應(yīng)用中，進(jìn)行邏輯推斷時(shí)可不考慮有效性變化帶來的影響，而應(yīng)以互換性影響判斷為主。

3.4 更改追溯

零部件的更改追溯，建立如圖6所示的邏輯推斷，作為解決方案。

圖5 換版與變號(hào)的邏輯推斷圖Fig.5 Logica l deduction schem e of vision and num ber change

從邏輯推斷圖可以看出，由于更改引起的不同版本的變化，可能分布于不同的飛機(jī)架次上，所以向上追溯時(shí)必須考慮有效性（架次）變更造成的影響，所以針對(duì)有效性（架次）是否改變采用不同的追溯辦法，對(duì)于有效性不變的采取最新版有效的方法，對(duì)于有效性發(fā)生改變的則版本向上追溯直至頂層裝配，這樣就能滿足有效性過濾的管理需求。

圖6 更改追溯邏輯推斷圖Fig.6 Logical deduction schem e of retrospective change

上述管理方案的科學(xué)性、合理性毋庸置疑，短期來看，由于模塊化設(shè)計(jì)水平較低，追溯層級(jí)較多的問題仍然存在，長遠(yuǎn)來看，隨著模塊化設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，該方法的優(yōu)勢必將體現(xiàn)出來。

4 結(jié)束語

零部件更改管理是產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)管理的一個(gè)核心環(huán)節(jié)，上述管理方案雖然實(shí)施條件上仍有些欠缺，但該方法能夠有效地控制零部件技術(shù)狀態(tài)，滿足管理需求，其思路和邏輯是正確的、值得借鑒的，因此在后續(xù)的型號(hào)應(yīng)用中有一定的參考價(jià)值。

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[2] 潘翔,王云鵬,郭學(xué)旭,等. 協(xié)同設(shè)計(jì)中的版本管理解決方案. 航空制造技術(shù), 2004(1)：16-21.

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