數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)中的技術(shù)狀態(tài)控制

胡秦贛 余永華 駱晶妍

（1.中國(guó)航空工業(yè)第六〇二研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001；

2.中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

技術(shù)狀態(tài)管理（或稱構(gòu)型管理，Configuration Management）從概念的出現(xiàn)到標(biāo)準(zhǔn)的形成，再到標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)品（武器裝備）工程研制中的有效實(shí)施，已有半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展史了。技術(shù)狀態(tài)管理是面向產(chǎn)品（武器裝備）研制全生命周期的技術(shù)管理，涵蓋設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造及使用維護(hù)等方面，主要圍繞著技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識(shí)、控制、紀(jì)實(shí)和審核4項(xiàng)活動(dòng)展開。

面對(duì)大型航空產(chǎn)品多方參與、異地設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，如何運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)狀態(tài)管理方法、各類信息平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)手段，將技術(shù)狀態(tài)控制活動(dòng)緊密而有機(jī)地融入產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)中，是提升企業(yè)技術(shù)狀態(tài)管理水平的重要標(biāo)志。在產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)中，技術(shù)狀態(tài)控制應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：

● 運(yùn)行高效的更改程序和業(yè)務(wù)流程；

● 有效執(zhí)行和管理更改；

● 確保更改所發(fā)起的需求明確、有效；

● 整個(gè)更改過程中所涉及各方面（專業(yè)和部門）得到及時(shí)溝通，并達(dá)成一致；

● 確保更改在產(chǎn)品研制的各環(huán)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)、驗(yàn)證和確認(rèn)。

下面簡(jiǎn)要介紹某型直升機(jī)在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)中如何達(dá)成上述目標(biāo)的。

1 縝密周詳?shù)目刂茩C(jī)制

技術(shù)狀態(tài)控制是在建立了技術(shù)狀態(tài)基線之后，對(duì)技術(shù)狀態(tài)更改提出建議，進(jìn)行論證、評(píng)價(jià)、協(xié)調(diào)和審批，并將已批準(zhǔn)的更改付諸實(shí)施的一系列活動(dòng)。為此，在建立技術(shù)狀態(tài)基線時(shí)，應(yīng)充分考慮基線保持和更改控制可實(shí)施性，將總體和系統(tǒng)的技術(shù)要求，以及系統(tǒng)間的技術(shù)接口確定為技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目（CI）；指定相應(yīng)的數(shù)字化方式進(jìn)行準(zhǔn)確定義，形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)集，如：外形、交點(diǎn)、站位等總體數(shù)據(jù)集，以及接口圖、接口控制文件等文檔數(shù)據(jù)集；將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和研制活動(dòng)進(jìn)行合理的技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目規(guī)劃和分解，形成層次化和結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)項(xiàng)單元。此外，運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)字化方法進(jìn)行并行設(shè)計(jì)和協(xié)同更改也是必不可少的，如：發(fā)布預(yù)定、關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)和貫通設(shè)計(jì)等，通過這些方法，能有效提高技術(shù)狀態(tài)控制運(yùn)作效率和更改貫徹質(zhì)量。

在基線保持和更改控制過程中，從更改發(fā)起，到更改評(píng)估及影響分析，再到更改貫徹實(shí)施，涉及多方面（相關(guān)專業(yè)、系統(tǒng)和部門）技術(shù)協(xié)調(diào)、綜合優(yōu)化和接口調(diào)整。將技術(shù)狀態(tài)控制委員會(huì)（CCB）和技術(shù)狀態(tài)控制活動(dòng)作為協(xié)同設(shè)計(jì)的必備要素，應(yīng)用技術(shù)狀態(tài)控制機(jī)制進(jìn)行技術(shù)協(xié)調(diào)和接口變更，才能達(dá)成協(xié)同設(shè)計(jì)的目標(biāo)和效果。

技術(shù)狀態(tài)控制機(jī)制上充分體現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計(jì)的要求。在CCB的委員組成上滿足協(xié)同設(shè)計(jì)的要求，人員包括：型號(hào)總師、數(shù)字樣機(jī)（DMU）、設(shè)計(jì)、制造、工藝、質(zhì)量、綜合保障、采購(gòu)和合作方等多方面人員。技術(shù)狀態(tài)控制活動(dòng)具備協(xié)同功能，具體過程如下：

● 擬定工程更改請(qǐng)求（ECR）作為協(xié)同設(shè)計(jì)的發(fā)起；

● 提交ECR到CCB進(jìn)行多專業(yè)多系統(tǒng)協(xié)調(diào)；

● CCB審查通過后，受影響的各專業(yè)各系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)——即更改的初步設(shè)計(jì)，起草本專業(yè)本系統(tǒng)的工程更改建議（ECP）；

● 提交ECP到CCB進(jìn)行審查，CCB對(duì)這一系列的更改方案進(jìn)行評(píng)估分析確認(rèn)后，發(fā)出更改指令（CO）進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)并發(fā)放工程數(shù)據(jù)；

● 全面實(shí)施更改，并紀(jì)實(shí)更改貫徹情況。

在這種管理方法和協(xié)調(diào)機(jī)制下，以ECR/ECP作為協(xié)同設(shè)計(jì)的信息載體，應(yīng)用相應(yīng)的數(shù)字化技術(shù)（如產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中更改業(yè)務(wù)流）進(jìn)行多方面的協(xié)同，通過CCB進(jìn)行技術(shù)協(xié)調(diào)、評(píng)估分析和更改決策，較之以往使用的設(shè)計(jì)問題協(xié)調(diào)單，更為科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)和高效。

2 嚴(yán)謹(jǐn)明晰的更改程序

適應(yīng)產(chǎn)品數(shù)字協(xié)同設(shè)計(jì)的更改程序，首先，要明確對(duì)功能基線、分配基線和產(chǎn)品基線中技術(shù)狀態(tài)文件更改時(shí)，向有關(guān)方（軍方或局方）進(jìn)行報(bào)批審查的程序要求，即：武器裝備按GJB 3206《技術(shù)狀態(tài)管理》要求進(jìn)行I類和II類的更改管理，民用航空器按CCAR-21《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》要求進(jìn)行大改和小改的管理；其次，應(yīng)體現(xiàn)多方面技術(shù)協(xié)調(diào)、程序上嚴(yán)謹(jǐn)高效和技術(shù)責(zé)任明晰等要求，即：針對(duì)研制不同時(shí)段、緊迫程度、所涉及的范圍，以及在（或已）制品情況，采用相適應(yīng)的更改流程和方式，并與報(bào)批審查程序有效銜接。以某型直升機(jī)多方合作、異地協(xié)同設(shè)計(jì)為例，說明如何根據(jù)更改涉及的范圍不同，設(shè)定不同層次CCB進(jìn)行評(píng)估決策，具體更改程序見圖 1。

從更改程序中不難看出，更改過程要多方面充分協(xié)調(diào)，起草的ECP要經(jīng)過生產(chǎn)制造部門、綜合保障部門、采購(gòu)部門和其它相關(guān)部門分析、評(píng)估；并通過CCB進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，由型號(hào)總師最終決策，作為各方面執(zhí)行的依據(jù)。對(duì)于合作各方，有明確的合作界面和承擔(dān)的技術(shù)任務(wù)，為此，在更改類別上要進(jìn)行區(qū)分，設(shè)定雙方共同的CCB和各方內(nèi)部的CCB，以提高CCB運(yùn)作效率和明確技術(shù)責(zé)任。此外各方有責(zé)任將內(nèi)部通過的ECP通知合作方，以保證信息共享和溝通。程序中向軍方或局方報(bào)批審查環(huán)節(jié)放在更改設(shè)計(jì)完成后，以便軍方或局方對(duì)更改設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容進(jìn)行審查，并按軍方或局方要求進(jìn)行更改類別的確定和報(bào)批。

圖1 更改程序

針對(duì)研制進(jìn)程，選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，啟動(dòng)更改程序，能有效提高產(chǎn)品協(xié)同效率，降低不必要的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。實(shí)踐證明，結(jié)合階段技術(shù)審查啟動(dòng)更改控制程序，是一種很奏效辦法。如：在初步設(shè)計(jì)評(píng)審（PDR）至關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審（CDR）時(shí)段主要進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，各CI的圖樣和文件逐步進(jìn)行發(fā)放，對(duì)發(fā)生的更改直接進(jìn)行技術(shù)溝通，不進(jìn)行影響評(píng)估和CCB決策；關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審（CDR）以后，針對(duì)生產(chǎn)制造準(zhǔn)備情況，啟動(dòng)更改程序，并隨著研制進(jìn)程，納入更多的評(píng)估因素，如：在（或已）制品處理、經(jīng)濟(jì)性、用戶意見和軍方或局方審查等。

3 高效協(xié)同的CCB運(yùn)作

CCB是更改程序中的關(guān)鍵一環(huán)，在具體運(yùn)作上，通過設(shè)定型號(hào)技術(shù)狀態(tài)管理小組（CMT）進(jìn)行組織、策化和實(shí)施。首先，在型號(hào)管理文件——技術(shù)狀態(tài)管理計(jì)劃中，明確CCB及CMT的職責(zé)和組織形式，確定CCB為定期的例會(huì)形式，如周例會(huì)（圖2給出了CCB周例會(huì)的進(jìn)程安排），可根據(jù)情況緊急程度增加會(huì)議；其次做好CCB實(shí)施工作，會(huì)前籌備好，會(huì)中控制好，會(huì)后總結(jié)好，具體如下：

圖2 CCB周例會(huì)進(jìn)程

● 會(huì)前籌備：技術(shù)狀態(tài)管理組負(fù)責(zé)檢查所提交的ECP是否經(jīng)過各方分析、評(píng)估，做出會(huì)議議程；可視情組織CCB的熱身會(huì)，協(xié)調(diào)技術(shù)方案，使設(shè)計(jì)更改更加嚴(yán)謹(jǐn)；

● 會(huì)中控制：技術(shù)狀態(tài)管理組有序組織各項(xiàng)ECP的技術(shù)討論和協(xié)調(diào)，限定時(shí)間、控制好進(jìn)度，出現(xiàn)爭(zhēng)執(zhí)和無法下結(jié)論的ECP，放到下一次CCB，并要求該ECP進(jìn)一步完善和協(xié)調(diào)；會(huì)議通過的每項(xiàng)ECP都要有明確的意見；

● 會(huì)后總結(jié)：技術(shù)狀態(tài)管理組就各次的CCB形成紀(jì)要，記錄提交的ECP通過情況和決策意見，該紀(jì)要將作為更改實(shí)施的依據(jù)和指令下發(fā)。

此外，CCB運(yùn)作一定要借助各類信息平臺(tái)和多媒體手段，如在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，將更改程序作為工作流程，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)協(xié)調(diào)；異地間的CCB，通過加密的視頻會(huì)議進(jìn)行交流、協(xié)調(diào)。

4 以數(shù)字樣機(jī)為核心的多方評(píng)估過程

以數(shù)字樣機(jī)（DMU）為中心的協(xié)同設(shè)計(jì)已成為趨勢(shì)。在技術(shù)狀態(tài)控制活動(dòng)中，不僅需要應(yīng)用數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行分析和評(píng)估，而且將數(shù)字樣機(jī)檢查作為重要的控制環(huán)節(jié)。在進(jìn)行更改方案設(shè)計(jì)，擬定ECP時(shí)，就構(gòu)建了方案數(shù)據(jù)進(jìn)行DMU檢查，在ECP中通過三維視圖描述更改前后的變化。

應(yīng)用DMU技術(shù)進(jìn)行更改評(píng)估，對(duì)于信息平臺(tái)和數(shù)字化手段的依賴性特別突出。DMU的應(yīng)用是建立在產(chǎn)品數(shù)據(jù)良好組織和管理的基礎(chǔ)上，尤其是異地設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)合作方之間的數(shù)據(jù)交換的效率和質(zhì)量，以保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)同步，完成有效的DMU評(píng)估和分析。

總之，技術(shù)狀態(tài)控制活動(dòng)中，以數(shù)字樣機(jī)為核心的多方評(píng)估過程，就是基于DMU對(duì)型號(hào)功能符合性、系統(tǒng)安全性、系統(tǒng)維護(hù)性和系統(tǒng)安裝及接口進(jìn)行全面的檢查，是產(chǎn)品并行數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)的深層次工作，標(biāo)志著技術(shù)狀態(tài)管理業(yè)務(wù)與協(xié)同設(shè)計(jì)的相互融合。

5 結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)狀態(tài)控制涉及到方方面面，在產(chǎn)品數(shù)字化定義和并行協(xié)同設(shè)計(jì)中，如何將更改程序和工作方法應(yīng)用得合理而高效，是一項(xiàng)開拓性工作。本文根據(jù)型號(hào)實(shí)踐，從控制機(jī)制、更改程序、CCB運(yùn)作和DMU更改評(píng)估等方面，提出在數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)中開展技術(shù)狀態(tài)控制程序和方法，以此推進(jìn)技術(shù)狀態(tài)管理工作的全面開展。■