最新版有效和多版本有效技術(shù)分析

趙 攀，劉看旺，劉俊堂，張永輝

（中航工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，西安 710089）

飛機(jī)產(chǎn)品零組件數(shù)量巨大，在產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)生成過程中，更改引起了零組件編號(hào)或版本的變化。不同版本的零組件關(guān)聯(lián)了相應(yīng)MBD模型和相關(guān)的文檔對象，如三維模型、二維圖樣、更改指令文件、工藝規(guī)程或制造計(jì)劃等，這些對象本身也具有版本的概念，而且零組件版本的變化還會(huì)引起產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中其他零組件或產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和版本的變化。這樣，如何控制這些版本及其復(fù)雜關(guān)系之間的變化，并簡化技術(shù)狀態(tài)控制，成為技術(shù)狀態(tài)管理的關(guān)鍵[1]。

1 版本定義

版本是產(chǎn)品零組件在全生命周期內(nèi)的一個(gè)特定標(biāo)識(shí)，是一個(gè)重要屬性，它按照順序生成，用來對產(chǎn)品零部件進(jìn)行標(biāo)識(shí)和跟蹤，是更改過程的快照，表示零組件在某一時(shí)間點(diǎn)上的狀態(tài)。一個(gè)產(chǎn)品在生命周期中完善或更改的結(jié)果，最終都通過編號(hào)和版本來體現(xiàn)[2]。

版本可分為時(shí)間版本和空間版本：

（1）時(shí)間版本。

所有更改活動(dòng)按照時(shí)間先后產(chǎn)生版本。版本號(hào)按時(shí)間先后排列。

（2）空間版本。

按更改發(fā)生的領(lǐng)域而定義的版本，如設(shè)計(jì)版本、制造版本、試驗(yàn)版本等。設(shè)計(jì)版本是設(shè)計(jì)人員對工程數(shù)據(jù)集的更改所作的標(biāo)識(shí)，一般用字母表示，如A、B、C等。制造版本是制造人員對工藝方法的更新所作的標(biāo)識(shí)，一般用數(shù)字表示，如1、2、3等。

本文所涉及的版本為空間版本中的設(shè)計(jì)版本。

2 更改與版本管理

在飛機(jī)的研制過程中，更改可能會(huì)引起零組件版本的變化，也可能會(huì)引起零組件編號(hào)的變化。在一般情況下，當(dāng)零組件的4種特性，即外形、配合、功能和互換性發(fā)生改變時(shí)，會(huì)通過改變零組件的編號(hào)來處理，否則，應(yīng)通過改變零組件的版本來處理。

在飛機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，它的每一個(gè)零組件都可能存在多個(gè)版本。當(dāng)零組件出現(xiàn)多個(gè)版本時(shí)，有以下兩種情形：

（1）在零組件的所有版本中，永遠(yuǎn)是新版本替代舊版本，新版本對工程可用，舊版本作廢，稱之為最新版有效；

（2）在零組件的所有版本中，新版本是后期更改產(chǎn)生的，舊版本生產(chǎn)的在制品存在且可用，此時(shí)，新舊版本都對工程可用，稱之為多版本有效。

3 最新版有效

3.1 標(biāo)識(shí)規(guī)則

零組件通過編號(hào)和版本來進(jìn)行標(biāo)識(shí)。在最新版有效模式下，零組件的標(biāo)識(shí)由4部分信息組成：設(shè)計(jì)圖樣信息、安裝信息、技術(shù)狀態(tài)信息以及版本信息，如圖1所示。其中，設(shè)計(jì)圖樣信息表達(dá)的是零組件所具備的功能和物理特性；安裝信息表達(dá)的是具有相同功能和物理特性的零組件的不同空間安裝位置；技術(shù)狀態(tài)信息表達(dá)的是具有相同功能、相同物理特性、相同安裝位置的零組件在不同架次飛機(jī)中的變化情況；版本信息表達(dá)的是具有相同功能、相同物理特性、相同空間安裝位置、相同架次的零組件的更改演變過程。

圖1 最新版有效的標(biāo)識(shí)規(guī)則Fig.1 Identification rules in the mode of latest version availability

圖2 最新版有效的更改控制Fig.2 Change control in the mode of latest version availability

3.2 更改控制機(jī)制

在最新版有效模式下，隨著更改的進(jìn)行，設(shè)計(jì)圖樣信息、安裝信息、技術(shù)狀態(tài)信息和版本信息均會(huì)發(fā)生變化，具體演化規(guī)律為：

（1）零組件的更改歷史通過安裝信息、技術(shù)狀態(tài)信息和版本信息進(jìn)行記錄，但無論安裝信息、技術(shù)狀態(tài)信息和版本信息怎么變化，設(shè)計(jì)圖樣信息始終保持不變（功能、外形、配合發(fā)生變化的情況除外）；（2）零組件更改時(shí)，如果功能、外形、配合發(fā)生變化，那么，更改零組件的設(shè)計(jì)圖樣信息，產(chǎn)生一個(gè)新件，新件的設(shè)計(jì)圖樣信息與舊件不同；（3）零組件更改時(shí)，如果互換性發(fā)生變化，即更改后的零組件不在全部安裝位置生效，那么，更改零組件的安裝信息，產(chǎn)生一個(gè)新件，新件的安裝信息與舊件不同；（4）零組件更改時(shí)，如果裝機(jī)的架次發(fā)生變化，即更改后的零組件與更改前的安裝架次不同，那么，更改零組件的技術(shù)狀態(tài)信息，產(chǎn)生一個(gè)新件，新件的技術(shù)狀態(tài)信息與舊件不同； （5）零組件更改時(shí)，如果功能、外形、配合、安裝位置、安裝架次均不發(fā)生變化，僅是勘誤性或完善性更改，那么，更改零組件的版本，產(chǎn)生一個(gè)新版本，新版本替代舊版本，新版本有效，舊版本作廢。最新版有效的更改控制如圖2所示。

3.3 版本演化模型

在最新版有效模式下，版本的演化規(guī)則與更改實(shí)施的架次密切相關(guān)。在設(shè)計(jì)更改過程中，若零組件的裝機(jī)架次不改變，則產(chǎn)生新的版本，且新版本有效，舊版本作廢；若零組件的裝機(jī)架次改變，則產(chǎn)生新的編號(hào)，此時(shí)新編號(hào)和原編號(hào)同時(shí)有效。

圖3中，零組件5310001-501-A的初始版本為A，初始裝機(jī)架次為1～∞，即初始情況下，該零組件的A版適用于后續(xù)的所有架次，且其僅有一個(gè)技術(shù)狀態(tài)，標(biāo)識(shí)為501。當(dāng)零組件5310001-501-A要進(jìn)行更改，且改后結(jié)果的裝機(jī)架次不再是1～∞，而是變化為3～∞時(shí)，此時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生新的編號(hào)。按照最新版有效的標(biāo)識(shí)規(guī)則，將“技術(shù)狀態(tài)信息”字段由501改為502，新的標(biāo)識(shí)為5310001-502-A，它的裝機(jī)架次為3～∞，而5310001-501-A的裝機(jī)架次為1～2。當(dāng)零組件5310001-502-A要進(jìn)行更改，且改后結(jié)果的裝機(jī)架次仍然是3～∞時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生新的版本。按照最新版有效的編號(hào)規(guī)則，將“版本信息”字段由A改為B，新的標(biāo)識(shí)為5310001-502-B，它的裝機(jī)架次為3～∞，而5310001-502-A作廢。圖3中后續(xù)情況以此類推。

在最新版有效模式下，將版本演化模型看作是一棵倒置的樹，那么，所有的葉子節(jié)點(diǎn)即為最終裝機(jī)的有效版本。從圖3中可以得出，最終的裝機(jī)情況為：1～2架上安裝零組件5310001-501的B版，3～8架上安裝零組件5310001-502的B版，9～∞安裝零組件5310001-503的B版。也就是說，零組件5310001-501的B版、5310001-502的B版和5310001-503的B版是有效的。

圖3 最新版有效的版本演化模型Fig.3 Model of version evolution in the mode of latest version availability

圖5 多版本有效的標(biāo)識(shí)規(guī)則Fig.5 Identification rules in the mode of multi-version availability

3.4 數(shù)據(jù)組織

在最新版有效模式下，當(dāng)零組件換號(hào)時(shí)，新舊編號(hào)的零組件同時(shí)出現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上。當(dāng)零組件換版時(shí)，僅新版本出現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上，當(dāng)出現(xiàn)新的技術(shù)狀態(tài)時(shí)，新舊技術(shù)狀態(tài)通過不同的編號(hào)格式進(jìn)行體現(xiàn)，發(fā)生更改的零組件直至其頂級裝配件均要變號(hào)，架次有效性分別標(biāo)識(shí)在新舊頂級裝配件上，如圖4所示。

4 多版本有效

4.1 標(biāo)識(shí)規(guī)則

在多版本有效模式下，零組件的標(biāo)識(shí)還是由設(shè)計(jì)圖樣信息、安裝信息、技術(shù)狀態(tài)信息和版本信息這4部分組成，如圖5所示。其中，設(shè)計(jì)圖樣信息和安裝信息所表達(dá)的內(nèi)容與最新版有效相同，而技術(shù)狀態(tài)信息不再包含具體的安裝架次內(nèi)容，版本信息表達(dá)的是具有相同功能、相同物理特性、相同空間安裝位置、相同或不同架次的零組件的更改演變過程。

4.2 更改控制機(jī)制

在多版本有效模式下，隨著更改的進(jìn)行，設(shè)計(jì)圖樣信息、安裝信息、技術(shù)狀態(tài)信息和版本信息均會(huì)發(fā)生變化。其中，設(shè)計(jì)圖樣信息和安裝信息的演化規(guī)律和最新版有效相同，而技術(shù)狀態(tài)和版本的控制方法和最新版有效不同，具體為：零組件更改時(shí)，如果改后產(chǎn)生新的、能作為可選項(xiàng)的技術(shù)狀態(tài)，那么，改變技術(shù)狀態(tài)號(hào)；如果更改不涉及到批架次變化，改變零組件的版本，新版替代舊版，新版有效，舊版作廢；如果更改涉及到批架次變化，改變零組件的版本，產(chǎn)生一個(gè)新版，新舊版本同時(shí)有效。

多版本有效的更改控制如圖6所示。

4.3 版本演化模型

在多版本有效模式下，版本的演化規(guī)則與更改實(shí)施的架次密切相關(guān)。在設(shè)計(jì)更改過程中，若零組件的裝機(jī)架次改變并呈遞增趨勢，則產(chǎn)生新的大版本，且新舊大版本同時(shí)有效；若零組件的裝機(jī)架次不改變，也產(chǎn)生新的大版本，且新的大版本有效，舊的大版本作廢；若零組件的后續(xù)版本已經(jīng)裝機(jī)，此時(shí)要對原來的舊版本進(jìn)行更改，則產(chǎn)生新的小版本，小版本在原設(shè)計(jì)版本的英文字母后加數(shù)字表示，如圖7中的零組件5310001-501的A.1版本，其中A為大版本，1為小版本。

如圖7所示，零組件5310001-501-A的初始版本

為A.1，初始裝機(jī)架次為1～∞，即初始情況下，該零組件的A版適用于后續(xù)的所有架次，且其僅有一個(gè)技術(shù)狀態(tài)，標(biāo)識(shí)為501。當(dāng)零組件5310001-501-A要進(jìn)行更改，且改后結(jié)果的裝機(jī)架次不再是1～∞，而是變化為3～∞時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生新的版本。按照多版本有效的標(biāo)識(shí)規(guī)則，將“版本信息”字段由A改為B，新的標(biāo)識(shí)為5310001-501-B，它的裝機(jī)架次為 3～∞，而5310001-501-A的裝機(jī)架次為1～2。當(dāng)零組件5310001-501-B要進(jìn)行更改，且改后結(jié)果的裝

機(jī)架次仍然是3～∞時(shí)，此時(shí)，還是產(chǎn)生新的版本。按照多版本有效的標(biāo)識(shí)規(guī)則，將“版本信息”字段由B改為C，新的標(biāo)識(shí)為5310001-501-C，它的裝機(jī)架次 為 3～∞，而 5310001-501-B作廢。若零組件5310001-501-A要進(jìn)行更改，且改后結(jié)果的裝機(jī)架次為2，那么，產(chǎn)生新的小版本A.2，A.1的裝機(jī)架次變?yōu)?。圖7中后續(xù)情況以此類推。

在多版本有效模式下，同樣將版本演化模型看作是一棵倒置的樹，那么，所有的葉子節(jié)點(diǎn)即為最終裝機(jī)的有效版本。從圖7中可以得出，最終的裝機(jī)情況為：第1架上安裝零組件5310001-501的A.3版，第2架上安裝零組件5310001-501的A.2版，3～8架上安裝零組件5310001-501的C.1版，9～∞安裝零組件5310001-501的E.1版。也就是說，零組件5310001-501的A.2版、A.3版、C.1版和E.1版是有效的。

圖6 多版本有效的更改控制Fig.6 Change control in the mode of multi-version availability

圖7 多版本有效的版本演化模型Fig.7 Model of version evolution in the mode of multi-version availability

在多版本有效的版本演化模型中，并不是所有版本都是有效的。零組件的某個(gè)版本是否有效，取決于它的裝機(jī)架次。如在圖7中，零組件5310001-501的E.1版本也為9～∞，此時(shí)，D.1版本被替代而失效。

4.4 數(shù)據(jù)組織

在多版本有效模式下，當(dāng)零組件換號(hào)時(shí)，新舊編號(hào)的零組件同時(shí)出現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上。當(dāng)零組件換版時(shí)，新舊版本也出現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上，當(dāng)出現(xiàn)新的技術(shù)狀態(tài)時(shí)，新舊技術(shù)狀態(tài)通過不同的版本進(jìn)行體現(xiàn)，架次有效性分別標(biāo)識(shí)在新舊版本上，如圖8所示。

圖8 多版本有效的數(shù)據(jù)組織Fig.8 Product structure in the mode of multi-version availability

5 最新版有效與多版本有效對比分析

經(jīng)過上述分析，最新版有效和多版本有效的不同主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

（1）有效性管理。

在多版本有效的管理方式下，有效性是記錄在零部件上的，即從技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)向下一直到最底層的零件上均標(biāo)識(shí)了有效性，而且每級有效性可以不同，顯然，這樣的有效性管理非常復(fù)雜。而在最新版有效的管理方式下，僅將有效性記錄在技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)上，技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)下所有的零組件不再標(biāo)識(shí)有效性，它們均繼承其所在的技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)的有效性，這樣就可以簡化有效性的管理。

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

在多版本有效的管理方式下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是超配的，即所有的技術(shù)狀態(tài)同時(shí)出現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上，要查看某個(gè)技術(shù)狀態(tài)信息時(shí)，需要?jiǎng)討B(tài)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行過濾。而在最新版有效的管理方式下，所有的技術(shù)狀態(tài)按照技術(shù)狀態(tài)信息的不同（即架次有效性的不同）并列出現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中，由于技術(shù)狀態(tài)信息體現(xiàn)在編號(hào)中，因此，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看上去一目了然。

（3）更改影響范圍。

在多版本有效的管理方式下，如果某個(gè)零組件的更改（涉及到有效性變化）不影響其上層裝配件，那么，可以不對裝配件進(jìn)行更改，這就意味著裝配件的版本或編號(hào)可以不發(fā)生變化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化也會(huì)非常小。而在最新版有效的管理方式下，即使某個(gè)零組件的更改（涉及到有效性變化）不影響其上級裝配件，那么，從該零組件到裝配件直至技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)也要全部進(jìn)行換號(hào)，新產(chǎn)生的技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)和原技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)并列出現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，即只要更改產(chǎn)生新的技術(shù)狀態(tài)，就要影響其上一級，直至頂層大裝配件，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化會(huì)非常頻繁。從而可以看出，多版本有效的更改影響范圍小，而最新版有效的更改影響范圍大。

6 結(jié)束語

飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中，不可避免地會(huì)發(fā)生更改。在更改時(shí)，為了追溯設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的更改歷史，可采用換號(hào)或換版來區(qū)別更改前后的不同。然而，什么情況下應(yīng)該換號(hào)，什么情況下應(yīng)該換版？針對這些問題，本文研究了飛機(jī)研制過程中的更改與版本管理之間的關(guān)系，分別對最新版有效和多版本有效兩種模式下的編號(hào)規(guī)則、更改的控制機(jī)制、版本演化機(jī)制及產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織方式進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，最新版有效雖然在管理有效性方面比較簡單清晰，但是，更改的影響范圍比較大，且使得工藝工裝更新頻繁。多版本有效雖然更改的范圍小，下游制造資源浪費(fèi)少，但是，有效性管理復(fù)雜。因此，在飛機(jī)的研制過程中，可以依據(jù)研制階段的特點(diǎn)，采用最新版有效和多版本有效結(jié)合的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的版本管理。也就是，最新版有效和多版本有效各有其優(yōu)缺點(diǎn)，在飛機(jī)的研制中，可按實(shí)際情況進(jìn)行選用。一般在試制階段，由于設(shè)計(jì)發(fā)放的圖紙成熟度不高，因此，更改比較頻繁，此時(shí)，可采用多版本有效的方式以減少更改的影響范圍。在定型以后，設(shè)計(jì)發(fā)放的圖紙已趨于成熟，因此，更改大大減少，此時(shí)，可采用最新版有效的方式進(jìn)行更改控制。

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