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民用飞机构型更改控制的技术探讨

2020-07-30宋文超

科技视界 2020年19期
关键词:民用飞机构型完整性

宋文超

摘 要

构型更改控制作为构型管理的核心,一直是民用飞机研制过程中的重点,构型更改控制过程是一个技术和管理高度集中的过程,是飞机持续迭代优化的效率和效果的关键要素。本文根据民用飞机研制过程的经验和教训,从保证构型更改控制完整性、强化与其他研制体系的协同性、提高构型更改控制经济性等方面研究了提升了构型更改控制水平的方法。

关键词

构型更改控制;完整性;协同性;经济性

中图分类号: F426.5              文献标识码: A

DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.027

0 引言

民用飞机的研制是一项复杂的系统工程,构型管理作为系统工程的重要组成部分,贯穿于民机研制的全生命周期,其中构型更改控制是构型管理的核心。构型更改是飞机研制过程中的常态,飞机的零部件数量是百万级的,构型更改的数据量是很庞大的,设计的专业、供应商、市场等等各个方面的因素,所以构型更改控制是一项重大的、有意义的工作。

本文结合民用飞机研制过程中构型更改控制的特点和经验教训,重点研究通过保证构型更改控制过程的完整性、增强构型更改控制的协同性、提高构型更改控制的经济性等三个方面提升构型更改控制的水平,确保民用飞机研制过程中构型更改能够得到正确、快速、经济的落实、确保民用飞机构型基线的更改能够被恰当地标识、记录、批准或不批准以及恰当地合并和验证,保证产品构型信息和产品需求的一致性。

1 构型更改控制的完整性

1.1 范围的完整性

构型更改控制的主体是工程更改,但是不能忽视偏离/超差。偏离/超差一般出现在制造过程中,不改变现行的构型基线,但是必须对它们进行严格的管理,完整记录偏离/超差的状态并延续至飞机产品全生命周期。这是因为:一方面,偏离/超差会不同程度的影响飞机后续试飞、运行和维修等过程;另一方面,不同架次的飞机在同一个零部件的相同位置,更改的方式会有工程更改和偏离/超差并存的情况;还有一方面,随着飞机研制的成熟度日益提高,偏离和超差有可能是不被允许的状态,也有可能被验证为一种更优化的状态。所以构型更改控制要统一管理工程更改和偏离/超差。

1.2 流程的完整性

构型更改控制流程应该是一个从提出问题到解决问题的闭环过程,这样才能保证构型更改信息的可验证性和可追溯性,主要由更改请求、更改评估、更改实施、更改审核四个过程组成一个完整的闭环管理流程。更改申请:对提出的更改申请进行协调,确定工程更改的必要性、受影响范围、需要发布的产品或构型文件;更改评估:在更改申请获得批准后,协调各个受影响方启动更改评估工作,包括提出更改方案、对更改影响进行评估和分析,并最终提交决策机构批准;更改实施:更改方案获得批准后并归档,档案部门将其发放给所有相关方,各个相关方应该按照更改方案执行,包括设计并发放更改后数据、产品合并更改、试验和确认等;更改审核:检查构型更改控制的各项要求和流程被是否被正确执行,检查已经批准更改申请和更改方案是否被正确地执行到产品和构型文件中。

2.3 延伸的完整性

当一个产品发生更改时,不能仅仅局限于这个产品本身,还应注意延伸的问题,与该产品有装配关系的产品或装配是否需要更改,改到哪里为止?民用飞机采用两种方法处理:一种是更改向上传播到互换性不受影响为止;另一种是更改向上传播到安装模块为止。

2.4 供应链的完整性

民机研制的系统性、相对独立性,决定了其供应链的复杂性,供应链上的各个供应商有各自的构型更改控制的流程,为了将构型更改控制要求准确的实施在最终产品上,主制造商应将自身的构型更改控制要求完整的传递给下游的供应商和次级供應商,确保产品构型信息的一致性和构型更改要求的一致性。

3 构型更改控制的协同性

民用飞机研制是一个庞大的复杂系统,有各种各样的体系保证研制工作的正常运转,这些体系之间也不是孤立存在的,他们相互作用、相互制约,形成一个有机的整体。构型更改控制要充分利用与其他系统的协同关系,提高构型更改控制工作的深度。民机研制过程中,与构型更改控制密切相关的体系有设计保证体系、生产质量保证体系、运行支持体系、产品安全管理体系等。

3.1 与设计保证体系的协同性

设计保证体系需要构型更改控制确保功能基线、分配基线和设计基线的最新有效,同时也可以验证构型更改控制的有效性,证明产品的功能和物理特性满足产品设计需求的过程中也可以发掘构型更改控制的工作缺陷,为完善构型更改控制提供持续改进的数据支撑。

3.2 与生产质量保证体系的协同性

生产实施的过程,是产品构型由设计向实物的实现过程。生产质量直接影响产品构型实现的效果,提高生产质量就是降低偏离和超差,降低了构型更改控制的成本;构型更改控制的有效运行确保制造端获取最新有效工程资料,降低了生产过程中质量保证的成本。

3.3 与运行支持体系的协同性

运行支持体系中,提高维修性的更改、提高用户体验的更改、纠正服务产品不足产生的更改等是够性更改控制的重要来源,构型更改控制的有效运行必须借助运行支持体系的有效信息反馈,构型更改控制必须与运行支持体系紧密协同,构型更改控制的高效运行也为运行支持体系的持续改进提供强大的动力和保证。

3.4 与产品安全管理体系的协同性

产品安全管理体系自上而下的、有条理的管理安全风险,其涉及包括安全政策、风险管理、安全保证和安全促进在内的程序、措施和政策。风险管理要求从制度、程序、人员、职责、实施、工具、监督检查、运行环境、效果等方面识别危险源并进行风险管理,我们可以借助产品安全管理体系来从以上方面发现构型更改控制过程的缺陷,从而促进构型更改控制过程的持续优化。

4 构型更改控制的经济性

民用飞机研制具有研制周期长、研制投入多、研制难度大等特点,所以成本控制是研制过程的关键要素。构型更改控制时刻存在于飞机的全生命周期中,占据了很大一部分研制成本,尤其是有些大的更改动则数百万美元,所以构型更改的经济性是非常重要的,在民用飞机研制过程中,我们可以从更改的分类管理、更改协调性、更改人员的专业性上面着手,降低成本。

4.1 分类管理

构型更改控制的分类比较复杂,一般可以从成本、安全性、对功能和性能的影响等将更改分为主要更改和次要更改,主要更改要投入更多的资源:更改评估的人员级别更高、更改评估的范围更为广泛、更改需要投入必要的试验验证等。更改的分类管理,就是集中优势资源解决重大更改,避免不必要的人力、物力资源的浪费。

4.2 协调性

构型更改控制要经历更改请求、更改评估、更改实施、更改审核四个过程,为了更改的充分性和完整性,传统的做法是各个专业、各个层级逐步签字确认,实际经常出现当某一个确认环节不同意而流程反复的现象。先进民用飞机研制的解决办法是建立同时协调机制,设计、制造、试飞、客服等更改决策的要素集中在一起,迅速给出决策意见,避免了构型更改控制流程的反复,降低了延误研制进度的风险,降低了构型更改控制的成本。

4.3 人员的专业性

构型更改控制是一个技术和管理高度集中的过程,人员水平的高低决定了构型更改控制过程是清晰、简洁和高效的或是混淆、似是而非和迟缓的,先进民用飞机研制的典型做法是在构型更改控制的重要环节配置构型更改控制专家保证流程的高效的、经济的、可持续的运行,在更改请求阶段:更改控制专家负责评判更改的必要性、确定更改的分类、给出技术建议、准备复杂变更的成本分析、安全分析、功能性能分析等;在更改评估阶段:更改控制专家负责协调受影响专业进行线下评估工作,协调各方意见,组织更改评估委员会、决议更改控制的技术方案;在更改实施阶段:更改控制专家负责按照更改的时间、更改的相关性等制定详细的更改执行方案,组织更改执行委员会讨论并决议更改执行方案;在更改审核阶段:更改控制专家通过审核更改實施的工作包,确保被废弃和新替换的文档、记录和数据在更替过程中的连续性,确保构型基线的最新有效,确保制定的执行方案得到准确的实施和记录,确保实施的完整性、连续性和可追溯性。

5 结语

构型更改控制是民用飞机研制过程中的一项重要工作,是决定飞机持续改进效果的关键环节,本文主要根据民用飞机研制过程中的经验和教训,从保证构型更改控制的完整性、利用与其他研制体系的协同性、提高构型更改控制的经济性方面研究了提高构型更改控制管理水平的方法,希望对推进民用飞机构型更改控制的发展有一点帮助。

参考文献

[1]America National Standard Institute. ANSI /EIA-649A-2004 National Consensus Standard for Configuration Management.2004.

[2]王庆林.飞机构型管理[M].上海:上海科学技术出版社,2012.

[3]王庆林,余国华,王睿.构型管理[M].上海:上海科学技术出版社,2010.

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