■ 羅海東 陳芝來(lái) 王偉生/中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所

基于標(biāo)準(zhǔn)視圖建模原理，結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制、集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)（IPD）流程和專業(yè)技術(shù)樹(shù)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)需求，探討標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法、應(yīng)用場(chǎng)景以及信息化平臺(tái)開(kāi)發(fā)設(shè)想，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品全生命周期研制和研發(fā)體系建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配置與結(jié)構(gòu)化應(yīng)用，以及面向新一代航空產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)與規(guī)劃。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系（標(biāo)準(zhǔn)體系）主要是基于GB/T 13016《標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則和要求》定義的“標(biāo)準(zhǔn)體系模型”構(gòu)建的，在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、尤其是與AEOS產(chǎn)品研發(fā)體系的融合等方面存在先天不足，主要體現(xiàn)在：現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)體系主要承接航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，圍繞第三代航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制的標(biāo)準(zhǔn)需求建立，未覆蓋近年來(lái)各單位AEOS產(chǎn)品研發(fā)體系建設(shè)、專業(yè)能力提升以及新一代軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制過(guò)程中新增的標(biāo)準(zhǔn)需求。

標(biāo)準(zhǔn)視圖模型是應(yīng)用系統(tǒng)工程的方法，建立標(biāo)準(zhǔn)條目和產(chǎn)品研制活動(dòng)、技術(shù)開(kāi)發(fā)活動(dòng)以及標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用場(chǎng)景之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的一類數(shù)據(jù)模型?；跇?biāo)準(zhǔn)視圖模型方法構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)體系，能夠涵蓋產(chǎn)品全生命周期，包括設(shè)計(jì)、制造、使用保障等環(huán)節(jié)所有適用的標(biāo)準(zhǔn)和需要新編的標(biāo)準(zhǔn)。因此，近年來(lái)在飛機(jī)裝備和無(wú)人機(jī)等研制中得到了較為廣泛的應(yīng)用[1]。

本文基于標(biāo)準(zhǔn)視圖建模原理，結(jié)合企業(yè)AEOS產(chǎn)品研發(fā)體系建設(shè)、航空產(chǎn)品研制和專業(yè)能力提升等活動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)需求，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法、應(yīng)用場(chǎng)景，以及信息化平臺(tái)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用設(shè)想加以探討，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品全生命周期研制和研發(fā)體系建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配置與結(jié)構(gòu)化應(yīng)用，以及面向新一代航空產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)與規(guī)劃。

標(biāo)準(zhǔn)視圖建模基本概念

標(biāo)準(zhǔn)視圖建模的基本原理是以對(duì)象系統(tǒng)組成為核心，定義各個(gè)系統(tǒng)實(shí)體的屬性，實(shí)現(xiàn)與使用活動(dòng)和標(biāo)準(zhǔn)等體系結(jié)構(gòu)對(duì)象的關(guān)聯(lián)，使得設(shè)計(jì)人員能夠直觀了解各系統(tǒng)組件研制所應(yīng)遵循的各類現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)，并及時(shí)反饋在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中需要新編或修訂的標(biāo)準(zhǔn)[2]。

標(biāo)準(zhǔn)視圖模型共兩種：標(biāo)準(zhǔn)配置模型（StdV-1）和標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)模型（StdV-2）。StdV-1定義了所有適合體系架構(gòu)描述的技術(shù)、作戰(zhàn)和業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)、指南和政策。StdV-2描述在一定時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的新生標(biāo)準(zhǔn)及其對(duì)當(dāng)前體系架構(gòu)元素產(chǎn)生的潛在影響[3]。

標(biāo)準(zhǔn)視圖建模過(guò)程主要包括：首先，開(kāi)展各個(gè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性分析，得出產(chǎn)品研制過(guò)程中需要遵循的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的約束，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)聯(lián)和調(diào)用，建立系統(tǒng)組成與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的條目化關(guān)聯(lián)，生成標(biāo)準(zhǔn)配置模型（StdV-1）；然后，針對(duì)產(chǎn)品研制所采用的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究，分析缺項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，完成StdV-2的構(gòu)建。

標(biāo)準(zhǔn)視圖模型的最終表現(xiàn)形式是兩類表格，表格中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)功能、系統(tǒng)組成等體系結(jié)構(gòu)對(duì)象關(guān)聯(lián)。其中，StdV-1應(yīng)包含現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)信息，StdV-2應(yīng)包含預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)信息。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建

標(biāo)準(zhǔn)需求捕獲

基于標(biāo)準(zhǔn)視圖建模的過(guò)程強(qiáng)調(diào)以數(shù)據(jù)為中心，重視標(biāo)準(zhǔn)視圖建模所需的各類數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)內(nèi)部和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)體系能滿足相關(guān)業(yè)務(wù)活動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)使用需求。因此，在標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建過(guò)程中，需要運(yùn)用系統(tǒng)工程思想先捕獲各方面的標(biāo)準(zhǔn)需求，然后實(shí)現(xiàn)需求向標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)視圖模型的映射。標(biāo)準(zhǔn)需求捕獲主要包括：基于產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)（PBS），梳理GJB 242A《航空渦輪螺槳和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范》和CCAR-33R2《航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)定》等現(xiàn)行通用規(guī)范/規(guī)章對(duì)軍民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制的標(biāo)準(zhǔn)約束，以及衍生的配套標(biāo)準(zhǔn)需求；以AEOS集成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程（IPD）為主線，系統(tǒng)地梳理企業(yè)研發(fā)體系各專業(yè)的材料、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)等活動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)需求，形成標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目需求明細(xì)表；針對(duì)企業(yè)專業(yè)技術(shù)樹(shù)或技術(shù)地圖中的一些先進(jìn)或關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，跟蹤其技術(shù)成熟度發(fā)展情況，評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)編制的必要性和可行性，梳理形成可轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)的需求。

表1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置（StdV-1）

表2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)（StdV-2）

StdV-1標(biāo)準(zhǔn)模型建立

根據(jù)軍民用產(chǎn)品研制應(yīng)遵循的以及AEOS研發(fā)體系IPD流程活動(dòng)中梳理出的現(xiàn)行適用標(biāo)準(zhǔn)，可以建立StdV-1，并通過(guò)屬性定義，建立產(chǎn)品研制活動(dòng)和研發(fā)體系流程活動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)的條目化關(guān)聯(lián)，如表1所示。

StdV-2標(biāo)準(zhǔn)模型建立

按照GJB 7688—2012《裝備技術(shù)成熟度等級(jí)劃分及定義》，當(dāng)技術(shù)成熟度達(dá)到9級(jí)時(shí)，表明已具備編制國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的條件。因此，根據(jù)專業(yè)技術(shù)樹(shù)/技術(shù)地圖中的技術(shù)點(diǎn)，以及研發(fā)體系IPD流程活動(dòng)中梳理出的標(biāo)準(zhǔn)需求，可以建立StdV-2，并通過(guò)屬性定義，建立技術(shù)點(diǎn)及成熟度等級(jí)和預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的條目化關(guān)聯(lián)，如表2所示。

完成StdV-2構(gòu)建并進(jìn)行信息化實(shí)現(xiàn)后，可以通過(guò)系統(tǒng)快速過(guò)濾出發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研需要的預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，從而可以提高對(duì)新一代航空產(chǎn)品研制的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃能力。

標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用場(chǎng)景

型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)體系表編制

按照裝備狀態(tài)鑒定要求，應(yīng)在型號(hào)研制過(guò)程中建立型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)體系表，并在標(biāo)準(zhǔn)化工作報(bào)告中說(shuō)明型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)體系表的編制、動(dòng)態(tài)管理及應(yīng)用情況。在以往工作過(guò)程中，通常是根據(jù)型號(hào)研制需求，對(duì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行人工裁剪后構(gòu)建型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)體系表，工作強(qiáng)度大、效率低下。基于標(biāo)準(zhǔn)視圖模型完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建并進(jìn)行信息化平臺(tái)定制導(dǎo)入后，可以從StdV-1中自動(dòng)提取出各型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)體系表和標(biāo)準(zhǔn)采用目錄。應(yīng)用場(chǎng)景如圖1所示。

圖1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系表自動(dòng)提取場(chǎng)景

基于PBS的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用體系構(gòu)建

基于GB/T 13016《標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則和要求》構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)體系，側(cè)重于面向標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂規(guī)劃和計(jì)劃，更多是一種標(biāo)準(zhǔn)目錄的匯總與分類羅列。對(duì)于具體的部件/系統(tǒng)研制和IPD流程活動(dòng)中需要應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)信息，無(wú)法通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行快速獲取?；跇?biāo)準(zhǔn)視圖模型方法完成StdV-1構(gòu)建后，可以通過(guò)屬性配置信息，利用信息化平臺(tái)快速地過(guò)濾出具體產(chǎn)品研制的標(biāo)準(zhǔn)條目，構(gòu)建基于PBS的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用體系，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)典型零部件從原材料研制，到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝制造、試驗(yàn)以及服務(wù)保障等全生命周期需要貫徹應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行顯性化，提高標(biāo)準(zhǔn)的采用效率，應(yīng)用場(chǎng)景如圖2所示。

信息化平臺(tái)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用設(shè)想

標(biāo)準(zhǔn)全生命周期管控

目前行業(yè)內(nèi)各單位普遍應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)全文數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)只具備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、檢索查閱，以及標(biāo)準(zhǔn)分類管理等簡(jiǎn)單功能?；跇?biāo)準(zhǔn)視圖模型完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建后，應(yīng)通過(guò)信息化平臺(tái)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)StdV-1中現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)條目與PBS及研制活動(dòng)、IPD流程活動(dòng)等屬性信息的關(guān)聯(lián)，以及StdV-2中預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)條目與技術(shù)點(diǎn)、成熟度、技術(shù)/產(chǎn)品代級(jí)等屬性信息的關(guān)聯(lián)；同時(shí)，對(duì)預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)條目從IPD流程/技術(shù)樹(shù)需求牽引→編制計(jì)劃→標(biāo)準(zhǔn)編制→評(píng)審→發(fā)布→采標(biāo)→更改→作廢等全生命周期進(jìn)行一體化管控。

主要功能設(shè)想包括：標(biāo)準(zhǔn)管理人員將StdV-1和StdV-2導(dǎo)入信息化平臺(tái)后，系統(tǒng)能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)條目與相關(guān)屬性信息的關(guān)聯(lián)；設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品研制或流程建設(shè)活動(dòng)中采用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄采標(biāo)信息并映射到StdV-1中；系統(tǒng)通過(guò)StdV-2中的編制計(jì)劃驅(qū)動(dòng)預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)條目的編制，并能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)組織評(píng)審、標(biāo)準(zhǔn)簽署發(fā)布的在線審批；支持根據(jù)StdV-1和StdV-2中的屬性信息，快速地過(guò)濾生成型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)體系表、基于PBS的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用體系表等；標(biāo)準(zhǔn)更改或作廢時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)地將相關(guān)信息推送給型號(hào)采標(biāo)設(shè)計(jì)人員或IPD流程所有者；能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)體系中每一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)被直接采用和間接使用（查看、下載）等數(shù)據(jù)進(jìn)行顯性化，以作為標(biāo)準(zhǔn)體系后續(xù)更新和優(yōu)化的參考依據(jù)。

面向研發(fā)流程的結(jié)構(gòu)化標(biāo)準(zhǔn)推送

行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范大多為非結(jié)構(gòu)化的PDF格式，無(wú)法從數(shù)據(jù)本身直接獲取其物理屬性，必須借助對(duì)應(yīng)的解釋軟件才能進(jìn)行順序式、線性式瀏覽；而標(biāo)準(zhǔn)作為一種工具型和查閱型的技術(shù)文檔，這種缺乏交互性的查閱方式非常不靈活且非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)受限于表達(dá)方式，無(wú)法滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字化研制過(guò)程中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的精確定位檢索、片段式提取以及個(gè)性化定制等應(yīng)用需求。各單位在研發(fā)體系建設(shè)過(guò)程中，一般只將流程活動(dòng)與PDF格式的標(biāo)準(zhǔn)條目之間進(jìn)行了簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)。因此，后續(xù)可以考慮構(gòu)建結(jié)構(gòu)化標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，將標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容處理成離散化的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)單元，并在信息化平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)與StdV-1屬性信息和IPD相應(yīng)流程活動(dòng)的深度關(guān)聯(lián)融合。

圖2 基于PBS的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用體系構(gòu)建場(chǎng)景

圖3 面向研發(fā)流程的結(jié)構(gòu)化標(biāo)準(zhǔn)推送示意

例如，在研發(fā)體系集成平臺(tái)的壓氣機(jī)葉片造型三級(jí)流程中，只是在葉片造型設(shè)計(jì)參數(shù)選取、葉片造型設(shè)計(jì)、葉片光順檢查設(shè)計(jì)活動(dòng)中簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)了《航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)離心葉輪葉片造型設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)文檔，如圖3（a）所示；通過(guò)結(jié)構(gòu)化處理后，可通過(guò)信息化平臺(tái)直接把設(shè)計(jì)參數(shù)選取、葉片造型設(shè)計(jì)方法等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)單元推送給研發(fā)流程中的相應(yīng)活動(dòng)，如圖3（b）所示，以便流程使用者更好地貫徹應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，提高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用效率。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)信息化平臺(tái)中的標(biāo)準(zhǔn)體系配置StdV-1和StdV-2的相關(guān)屬性信息，可以將IPD流程活動(dòng)或航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型零部件研制的現(xiàn)行適用標(biāo)準(zhǔn)和新編標(biāo)準(zhǔn)，快速地進(jìn)行顯性化展示，從而加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系與AEOS產(chǎn)品研發(fā)體系的融合，提高對(duì)產(chǎn)品研制的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用服務(wù)能力，以及面向新一代發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)與規(guī)劃能力。