飞机使用寿命周期构型管理和追溯

    0 引言

    飞机产品有上百万个零部件，这些零部件在设计、制造和使用过程中更改频繁，造成飞机产品的数据管理极其复杂。设计与制造中飞机的构型数据变更对型号、设计方案、工艺和加工有重大影响，在使用过程中主要是结构与版本的变化。飞机在服役的30年内，其零部件更替十分频繁，每隔一段时间会产生一个新的飞机结构版本，将其反馈给设计所来管理飞机历史版本，可以辅助改进设计、研制新型号，提高飞机的实用性和可靠性，但也因此影响了飞机整体结构的变化。本文采用简化构型(configuration)的管理方法，用表示飞机结构、基本信息、使用寿命和变更历史的单机构型管理飞机使用过程的构型，同时结合构型追溯对飞机构型进行有效性管理，从而及时跟踪和控制使用过程中的飞机构型更改，使构型变化时刻处于受控状态。

    1 构型管理简介

    构型是构型项在其研制过程中正式规定的、在产品使用过程中体现客户要求的功能特性和物理特性的完整表示。简言之，是反映客户对产品各种需求的产品结构表示。构型管理也称配置管理或技术状态管理，不同领域采用不同的名称，配置管理一般应用在普通的民用产品领域，如汽车、计算机、软件等领域；技术状态管理和构型管理一般应用于航天和航空领域。其中：技术状态管理是我国在军备方面一直采用的概念；构型管理则是当前飞机制造领域普遍采用的概念，其在管理的范围、功能和内涵上均有扩展。

    飞机构型分为机型构型和单机构型，机型构型定义了飞机型号系列的产品配置，单机构型是每架飞机的实际物理组成。在生产阶段，生产厂家按机型构型的配置要求生产飞机，在总装阶段明确每架飞机的具体安装件，初始化单机构型。单机构型是机型构型的实例，单机构型之间的差异通过构型配置的有效性来区分，如图1所示。

图1 机型构型与单机构型的关系

    飞机在服役阶段需要执行一系列维修保障业务，如大修、定期维修、排故维修和技术更改等，这些业务导致飞机单机构型发生更改，改变了飞机与机件的有效配置关系。因此，使用过程中的单机构型管理极为必要。

    飞机使用过程中的构型管理是一种面向产品全生命周期，以产品结构为组织方式，将各阶段产品数据关联起来并对其进行管理和控制，进而保证产品数据一致性、有效性和可追溯性的管理技术。因此，构型管理的关键在于对更改的跟踪和控制，并将构型管理、业务变更、时间管理等各方面组成一个有机结合的统一整体；换言之，构型管理的实质是及时跟踪和控制更改，使构型项的变化时刻处于受控状态。在使用过程中，飞机构型受到一系列维修保障任务影响，例如：由定期检修、排故而进行的换件，来自制造厂商的技术更改而执行的硬件更改和软件升级，飞机和装机件使用寿命到达翻修期限而进行的翻修，以及地面测试或备件不足而引起的串件，使得飞机构型处于不断变化中，飞机构型更改流程图如图2所示。