航空发动机技术出版物构型管理研究_郭霞.pdf

50航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING2023/1 全生命周期，以产品结构为组织方式，通过对产品定义、更改、审核等过程的控制，将各阶段产品数据关联起来并对其进行管理和控制，从而保证产品数据一致性和有效性的产品数据管理技术。为了简化构型管理，在产品结构的组织形式上引入模块的概念2，采用模块化的思想组织产品结构，整台发动机产品构型可以由组成该特定发动机的所有模块组成，对模块进行构型的管理控制。由于技术出版物的源数据主要来源于上游的设计、制造端，技术出版物的构型管理应与发动机设计制造的构型管理相关联，并纳入发动机设计、生产制造、服务的全生命周期流程中。发动机构型管理提供了发动机产品全生命周期中的产品控制功能，保证了设计与实物状态的一致性。对技术出版物进行构型管理的主要目的是保证交付的技术出版物内容与实物产品状态一致、技术出版物更改过程可控、技术出版物数据流相通，即保证技术出版物内容的时效性和准确性。2 产品结构定义构型9是一种产品设计概念，是在0 引言随着产品数据管理（PDM）系统的普遍应用，发动机主制造商已在信息化试点型号研制中实现了全工程物料清单（Engineering Bills of Material，EBOM）发放与管理，即一个型号建立一个整机 EBOM1。构型管理的核心就是维护产品数据在整个生命周期具有不断演变的动态结构。一个产品最初被设计出来时在 PDM 系统中只有一个产品结构，随着设计改进或者客户需求变化，会派生出含有多个型别的型号系列，产品结构相应地扩展为一棵“产品结构类”树2-4，即“超级 EBOM”5，它包含了产品各型别的所有零部件组成，再通过 PDM 系统的有效性配置功能，将产品各种构型和版本的设计数据进行关联及管控6。技术出版物是发动机维护与修理技术文件及与发动机运营和管理相关的、面向客户发布的所有文件的统称7。CCAR-33 部 33.4 条及附录 A 提出，需编制满足客户需求、能指导客户正确维修维护发动机、保证发动机持续适航的相关技术出版物，并要求说明发动机主制造商对技术出版物的更改分发情况，这是适航条款对服务保障的技术出版物及其编制过程提出了控制要求。客户也有高级别交互式电子化技术出版物（IETP）和具备交互式电子技术出版物全生命周期管控能力的需求。国外先进发动机厂商已经建立了完善的交互式电子技术出版物编制和管理体系。可交互、高指导性和操作性强的技术出版物，不仅能提高发动机维护、维修和保养质量，缩短大修维修周期，保证航空器持续适航和安全运行，增加用户的经济效益，还能够提高客户满意度。对商用发动机而言，为了保障飞机的安全运行及发动机的高效维护，发动机主制造商要编制并提供给客户适航条款以及客户要求的包含发动机维护、拆装、维修、备件等信息的高级别交互式电子技术出版物。这些技术出版物信息量庞大，源数据来源渠道多，数据流纵横交错，发动机主制造商和客户对其精准构型的管控有迫切需求。1 构型管理概念构型管理（CM）8是一种面向产品航空发动机技术出版物构型管理研究Research on Configuration Management of Aero-Engine Technical Publications 郭霞张京霞车轩杨雪岭/中国航发商用航空发动机有限责任公司摘要：航空发动机技术出版物内容的正确性、有效性、完整性及其与设计源数据的一致性是保证航空发动机持续适航和安全运行的必要条件。通过对交互式电子技术出版物源数据管理技术和更改控制技术的研究，同时结合发动机设计构型管理技术，实现发动机技术出版物源数据跟踪管理和更改的及时有效控制，达到技术出版物构型管理的目的。关键词：技术出版物；构型管理；源数据管理；更改控制Keywords：technical publications；configuration management；source data management；change control工 程 ENGINEERING DOI:10.19302/ki.1672-0989.2023.01.00251AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING航空维修与工程2023/1 某一特定时间由相关文件和资料所描述的产品构成状态，是由设计人员明确的某一产品的特定标识，它可标识零件、组件、部件乃至整台发动机。航空产品的构型是通过代表特定时间产品状态的定义文件来描述的。定义文件指的是确定飞机或发动机构型的一套文件和资料，包括图纸、数模、技术文件、标准和外源性要求等。现代数字化构型管理需要解决多方合作中产品研制的单一数据源问题。在发动机产品结构的基础上组织与管理产品数据，形成产品数据管理模型即产品结构（BOM）1。产品结构是对一个产品逐级分解而建立的树状层次结构，产品结构的分解是信息组织的核心，是产品数据管理系统建立的依据，是项目所有信息输出的基础和信息源头。产品结构中分解出来的每一个节点包含与之相关的各种信息描述，这些节点可以具体关联零组件及各种图样和其他相关的技术文件。吸收国际先进标杆企业的经验，结合发动机产品的实际特点，采取以位置号为模块基础的产品结构划分方法，产品结构分解的通用模型如图 1 所示。以功能码/位置号为节点，建立可容纳多方案的产品架构，并在全生命周期内建立相互关联的各个产品结构，形成完整的、来源唯一的企业级 BOM。3 发动机构型中的有效性配置在 Teamcenter 中完成航空发动机的整机 EBOM 构建后，按照有效性配置规则，在产品架构的数据节点上赋予数据集的有效性值，通过有效性值的筛选达到产品构型配置的目的。有效性在产品结构中作为一个变量，当其取不同值时，按照产品架构的模式筛选出不同的数据集，数据集为不同的设计方案或构型时，即是进行多方案和多构型的管理。4 出版物构型控制技术出版物业务是基于设计构型的工程研制体系的延续和呈现，以包括发动机设计和维修工程分析结果在内的源数据为基础，编写满足适航规章的持续适航文件，并在发动机全生命周期中提供技术出版物的源数据跟踪与管理、持续更改、发布和交付。在技术出版物中，发动机构型的有效性配置信息中的型号适用性通过适用性体现，装配性的保证信息通过使用代码（USAGE CODE）体现。技术出版物的构型控制是确保文本内容与产品实物相符合的必要工作。出版物构型控制是对源数据的管理和对出版物数据模块更改的控制。构型控制对出版物的影响主要体现在对出版物依据文件的控制上，其控制原则、方法、流程必须在产品设计之初、手册编写之前就确立完毕，并向设计人员宣贯。在出版物编写过程中，对 BOM 内作为依据的技术文件进行标记。设计人员在进行设计更改工作时，一旦涉及被标记的技术文件内容，必须对相关文件进行升版更改。更改信息自动传递至出版物信息化管理系统，并由出版物编写人员审核确认是否在手册中落实。综上，技术出版物的构型控制过程可以由源数据管理、更改管理、审核组成，其过程与设计构型控制的产品定义、更改过程相对应。4.1 技术出版物源数据管理目前，国内航空发动机制造企业的现状是设计和制造数据在设计平台上存储和管理。由于技术出版物使用场景及对象与设计数据不同，且有特定的基于国际规范 S1000D 的流程和方法用于技术出版物编制管理的建设、流程制定、数据建立和数据管理，因此，技术出版物数据的编制管理工作在技术出版物编制管理平台进行。设计平台和出版物编制管理平台属于两个独立平台，技术出版物编制的源数据来源于设计数据，经过进一步的提炼和转换，形成技术出版物数据内容。如何实现设计端数据与技术出版物端数据的传递及源数据的管理，以及实现技术出版物源数据与技术出版物数据的构型管控和更改的及时传递，是技术出版物构型管理面临的重要问题。对设计平台与技术出版物编制平台图1发动机数据组织结构52航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING2023/1 进行接口设计，通过接口可以从设计平台向出版物编制系统推送源数据，同时对推送过的数据自动添加推送记录，下一次源数据发生变更时，设计员根据推送记录将源数据的变更信息传递至技术出版物。推送的源数据在编制平台中生成源数据清单，编制平台中技术出版物的更改落实也进一步反馈至设计平台，实现设计端数据与技术出版物端数据的高效传递，打通企业内数据传递链，实现设计源数据与技术出版物数据之间的构型管控（包括更改的及时传递和更改的闭环反馈）。当源数据发生变更时，可以基于变更指令自动启动数据模块的变更流程，实现技术出版物源数据的高效和单一管理。技术出版物源数据管理方案如图 2 所示。4.2 技术出版物更改管理发动机属于复杂产品，其出版物技术信息数据巨大，出版物有近二十本，数据模块多达一万个。技术出版物数据随产品投入使用，在使用过程中会收到来自客户的意见，使技术出版物的源数据也在不断发生变更。因此，技术出版物数据模块在全生命周期过程中会依据源数据变更结果、客户反馈意见和自查错误等进行变更。及时落实技术出版物数据模块与源数据的实时跟踪和更改是出版物构型管理的重要内容。基于技术出版物源数据的单一数据源管理，建立技术出版物数据模块与源数据的关联，当源数据发生变更时，技术出版物编制管理平台接收源数据变更信息，针对新增和修订两种类型变更源数据，启动不同的基于源数据变更导致的出版物数据模块更改评估流程，在更改评估流程环节给出数据模块更改方案。更改方案校审评估完成后，系统自动启动数据模块更改流程，更改流程结束后，更改方案评估流程自动关闭（见图 3）。如果源数据的变更是修订源数据，则启动更改评估流程以确定是否基于修订源数据来修改相关联的技术出版物现有的数据模块；如果所接收的源数据是新增源数据，则启动对技术出版物影响的评估流程，有影响时将新增源数据推送至公共源数据库中，并确定是否基于新增源数据生成新增数据模块或是对原有数据模块进行更改。4.3 技术出版物构型审核技术出版物的构型审核是指为确定技术出版物更改是否符合其构型信息所进行的检查。涉及持续适航的技术出版物的更改需要经过适航审查，涉及持续适航之外的技术出版物的更改则需要经过内部评审或验证，以确保技术出版物构型信息与适航取证基线的符合性。图2技术出版物源数据管理方案图3技术出版物更改评估流程工 程 ENGINEERING 53AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING航空维修与工程2023/1 5 结束语本文通过发动机的架构设计和有效性配置牵引出出版物构型管理，结合S1000D 规范研究发动机技术出版物的构型控制技术，总结如下：1）技术出版物的构型控制是确保文本内容与产品实物相符合的必要工作。出版物构型控制是对源数据的管理和对出版物数据模块更改的 控制。2）设计端数据与技术出版物端数据的传递及数据的管理是实现技术出版物单一数据源管理的前提之一，也是实现技术出版物构型管理的基础。3）技术出版物源数据的实时跟踪和及时更改是技术出版物更改控制的关键，也是技术出版物构型管理的前提之一。4）技术出版物构型管理是提升客户满意度、保障发动机持续适航和安全运行的关键。参考文献1 郝朝杰，等.民用复杂系统产品的数据管理研究 J.科技与创新，2018（11）：36-39.2 于勇，范玉青.飞机构型管理研究与应用 J.北京航空航天大学学报，2005，31（3）：278-283.3 林娅.制造 BOM 的数据存储和查询优化技术研究及软件开发 D.重庆：重庆大学，2007.4 骆晶妍，胡秦赣.民机构型管理标准化初探 J.航空标准化与质量，2008（5）：12-16.5 赵铭岩，等.基于模块化设计的Teamcenter PLM 配置管理应用 J.工程机械，2012（3）：13-16.6 舒婷，聂磊，何遗非，等.基于PDM 系统的构型管理的研究 J.科技创新导报，2013（36）：153-155.7 郭霞.基于 S1000D 的发动机技术出版物的开发及应用 J.中国新技术新产品，2021（6）：78-80.8 刘雅星，郑晶晶.飞机产品数据模块化构型管理 J.航空