S1000D中的適用性信息記錄方法研究

吳朝騫 周龑 王清淼

民用飛機(jī)由于市場(chǎng)變化、客戶需求、技術(shù)發(fā)展等因素會(huì)發(fā)展出多種構(gòu)型，運(yùn)營(yíng)方機(jī)隊(duì)中存在不同構(gòu)型的飛機(jī)，因此需要查閱適用所維護(hù)飛機(jī)的手冊(cè)內(nèi)容以實(shí)施維護(hù)任務(wù)。紙質(zhì)、非交互式技術(shù)出版物難以針對(duì)每個(gè)客戶、每個(gè)飛機(jī)都發(fā)布一套手冊(cè)，只能對(duì)適用不同飛機(jī)構(gòu)型的內(nèi)容標(biāo)注架次范圍、服務(wù)通告等信息，以便手冊(cè)使用人員正確識(shí)別所需內(nèi)容。

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，電子交互式出版物逐漸取代了紙質(zhì)技術(shù)出版物，用戶可以通過(guò)飛機(jī)序列號(hào)等條件篩選、過(guò)濾手冊(cè)內(nèi)容。目前被廣泛采用的S 1000D《基于公共源數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)出版物國(guó)際規(guī)范》提出了適用性的概念以及基本規(guī)則以實(shí)現(xiàn)這一功能。

國(guó)際主要飛機(jī)制造商在其新型號(hào)飛機(jī)（如空客A350、波音787）[1]上已經(jīng)采用了S 1000D來(lái)編制技術(shù)出版物，國(guó)內(nèi)飛機(jī)制造商和研究機(jī)構(gòu)也都開(kāi)展了對(duì)S 1000D的研究，在軍用和民用裝備型號(hào)中初步應(yīng)用。然而由于對(duì)S 1000D的理解不深，型號(hào)構(gòu)型復(fù)雜性也較低，國(guó)內(nèi)對(duì)適用性功能的應(yīng)用沒(méi)有成熟的先例，尤其是缺少記錄和更新適用性信息的成熟方法，這會(huì)影響技術(shù)出版物適用性功能的實(shí)現(xiàn)。

1 適用性功能原理

交互式電子技術(shù)出版物的重要功能之一是讓用戶可以根據(jù)構(gòu)型信息過(guò)濾出正確的技術(shù)出版物內(nèi)容。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，S 1000D在其“4信息管理”和“7 信息處理”中提出了適用性（Applicability）的概念。S 1000D中的適用性包含了：適用性信息記錄、適用性標(biāo)識(shí)、適用性表達(dá)。適用性信息記錄是指將飛機(jī)構(gòu)型狀態(tài)信息分類記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中；適用性標(biāo)識(shí)是指建立針對(duì)不同構(gòu)型狀態(tài)的適用性表達(dá)式，在數(shù)據(jù)模塊中引用適用性表達(dá)式作為標(biāo)記；適用性表達(dá)是通過(guò)計(jì)算機(jī)解析表達(dá)式、匹配構(gòu)型狀態(tài)對(duì)應(yīng)的架次范圍并顯示正確的技術(shù)出版物內(nèi)容。這三者相互關(guān)系如圖1所示。

適用性信息記錄是實(shí)現(xiàn)適用性功能的基礎(chǔ)，適用性標(biāo)識(shí)和適用性表達(dá)均需要應(yīng)用已經(jīng)記錄的構(gòu)型狀態(tài)信息。S 1000D將需記錄的構(gòu)型和狀態(tài)信息分為產(chǎn)品屬性和產(chǎn)品條件。產(chǎn)品屬性是飛機(jī)生命周期中通常不會(huì)變化的信息，一般在產(chǎn)品交付時(shí)就已經(jīng)確定；產(chǎn)品條件包括技術(shù)條件、環(huán)境條件、運(yùn)營(yíng)條件等，其中技術(shù)條件與產(chǎn)品構(gòu)型關(guān)聯(lián)，在產(chǎn)品生命周期中會(huì)發(fā)生變化。

S 1000D設(shè)計(jì)了適用性交叉參引表（Applicability Cross-reference Table，ACT）、條件交叉參引表（Condition Cross-reference Table，CCT）、產(chǎn)品交叉參引表（Product Cross-reference Table，PCT）3種數(shù)據(jù)模塊用以記錄飛機(jī)相關(guān)構(gòu)型狀態(tài)信息，以ACT數(shù)據(jù)模塊記錄產(chǎn)品屬性信息，以CCT數(shù)據(jù)模塊記錄產(chǎn)品條件信息，PCT數(shù)據(jù)模塊記錄每個(gè)飛機(jī)產(chǎn)品實(shí)際具有的產(chǎn)品屬性和適用的產(chǎn)品條件，且按照規(guī)范要求，不能超出ACT和CCT中所含信息的范圍。CCT和PCT通過(guò)數(shù)據(jù)模塊參引與ACT關(guān)聯(lián)。

2 適用性信息分析

技術(shù)出版物所需要的構(gòu)型和狀態(tài)信息來(lái)自設(shè)計(jì)、制造和交付運(yùn)營(yíng)階段，這些來(lái)源包含了大量技術(shù)出版物適用性不需要的信息，比如公差、工藝要求等，在記錄時(shí)必須進(jìn)行分析、選擇，否則會(huì)使創(chuàng)建和維護(hù)適用性記錄的成本過(guò)高，也不便于創(chuàng)建適用性標(biāo)識(shí)。

根據(jù)S 1000D對(duì)產(chǎn)品屬性和產(chǎn)品條件的定義，可以列出在民用飛機(jī)生命周期中需要記錄的各類構(gòu)型和狀態(tài)信息，詳細(xì)分析如表1所示。

表1 民用飛機(jī)技術(shù)出版物常用構(gòu)型和狀態(tài)信息分析

因此CCT可記錄服務(wù)通告、設(shè)計(jì)構(gòu)型信息；ACT可記錄制造偏離、客戶選型、生產(chǎn)序列號(hào)、注冊(cè)號(hào)；PCT按照架次記錄飛機(jī)上的生產(chǎn)序列號(hào)、服務(wù)通告、客戶選型、設(shè)計(jì)構(gòu)型、制造偏離。

3 產(chǎn)品屬性記錄方式

對(duì)于編號(hào)類信息（包括飛機(jī)型號(hào)、生產(chǎn)序列號(hào)、注冊(cè)號(hào)），按照S 1000D要求可記錄其編碼范圍，如架次范圍“101～999”，注冊(cè)號(hào)段“B1001～B9999”；或者記錄其編碼格式。

客戶選型通常在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)分配了選型編號(hào)?？蛻暨x型可能包括不同層級(jí)，比如側(cè)桿操縱的選型有“主動(dòng)式側(cè)桿操縱”，其下一級(jí)是“主駕駛側(cè)桿組件”。不同技術(shù)出版物內(nèi)容可能對(duì)應(yīng)不同層級(jí)的選型，如圖解零件目錄數(shù)據(jù)模塊對(duì)應(yīng)的是主駕駛側(cè)桿組件、飛機(jī)維修手冊(cè)中的系統(tǒng)描述對(duì)應(yīng)主動(dòng)式側(cè)桿操縱，所以需要記錄所有客戶選型信息。在ACT中需要建立名稱為“客戶選型”的屬性、以每個(gè)選型的編號(hào)作為該屬性的值進(jìn)行記錄。

制造偏離是指制造時(shí)產(chǎn)生偏離設(shè)計(jì)要求的狀態(tài)，經(jīng)批準(zhǔn)后保留在飛機(jī)上[2]。制造偏離只針對(duì)單架機(jī)。由于一些制造偏離（如公差要求偏離）不會(huì)影響技術(shù)出版物內(nèi)容，因此在記錄時(shí)首先評(píng)估制造偏離的影響，有影響的制造偏離需記錄其編號(hào)。建立名稱為“制造偏離”的產(chǎn)品屬性、以每個(gè)偏離的編號(hào)作為該屬性的值進(jìn)行記錄。

4 產(chǎn)品條件記錄方法

服務(wù)通告是針對(duì)已交付飛機(jī)實(shí)施檢查、重復(fù)檢查、改裝等技術(shù)要求[3]，除改裝外其他情況不涉及飛機(jī)構(gòu)型的變化。在技術(shù)出版物中需要提供服務(wù)通告執(zhí)行前和執(zhí)行后適用的內(nèi)容，并進(jìn)行適用性標(biāo)識(shí)以告知用戶。因此不管是否涉及構(gòu)型變化，所有服務(wù)通告都需要在CCT中記錄其編號(hào)。

飛機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)型代表了飛機(jī)當(dāng)前的具體狀態(tài)，隨產(chǎn)品生命周期逐步變化。適用性功能的目標(biāo)是標(biāo)識(shí)適用架次范圍，對(duì)于適用于當(dāng)前所有架次的內(nèi)容，不需要特別標(biāo)識(shí)；只有適用于部分架次的內(nèi)容，才需要特別標(biāo)識(shí)其適用范圍。因此可以假定一種虛擬的“基礎(chǔ)構(gòu)型”，其包含的所有系統(tǒng)、組件、功能等，不管是原始設(shè)計(jì)還是后續(xù)更改都適用于全部飛機(jī)，因?yàn)椴划a(chǎn)生差異，基礎(chǔ)構(gòu)型不需要記錄。按此標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)品生命周期中產(chǎn)生的不屬于基礎(chǔ)構(gòu)型而需要記錄的構(gòu)型信息有：客戶選型、只影響部分架次的設(shè)計(jì)更改。其中客戶選型已經(jīng)在ACT中記錄，設(shè)計(jì)更改需要在CCT中記錄。采用此種方法，可以大幅減少記錄和跟蹤的信息量。

設(shè)計(jì)更改有專門(mén)文件用以批準(zhǔn)對(duì)飛機(jī)具體的更改，但不同的更改可能影響同一部件或安裝關(guān)系，僅記錄文件信息不能明確此部件或安裝關(guān)系的狀態(tài)，因此為描述設(shè)計(jì)更改，應(yīng)記錄更改影響的具體部件或安裝關(guān)系的信息。

目前飛機(jī)的設(shè)計(jì)廣泛采用產(chǎn)品數(shù)字化定義（Model Based Definition）技術(shù)，描述部件和安裝關(guān)系的圖樣逐步從二維工程圖發(fā)展到了三維數(shù)字模型[4]。因此在記錄設(shè)計(jì)更改時(shí)需要二維工程圖號(hào)或三維數(shù)字模型的編號(hào)。按照構(gòu)型管理的一般性規(guī)則，對(duì)于完善零部件設(shè)計(jì)的更改，需要升級(jí)版次號(hào)；對(duì)于外形、裝配、互換性等更改，需要重新編號(hào)[5]。由于升版次號(hào)不產(chǎn)生新構(gòu)型，所以適用性可不記錄版次號(hào)，而編號(hào)是需要記錄的。

工程圖樣體系會(huì)劃分多個(gè)層級(jí)以描述各層級(jí)裝配關(guān)系，應(yīng)選擇記錄具體發(fā)生更改的圖紙或模型編號(hào)。一般情況下，數(shù)據(jù)模塊都可以找到所在層級(jí)可與之對(duì)應(yīng)的圖樣。目前有很多主制造商采用扁平化數(shù)據(jù)管理，由于三維模型所含信息量較二維圖紙更多，更適合采用扁平化管理。應(yīng)用扁平化管理可使三維模型層級(jí)減少到3層，但數(shù)據(jù)模塊本身可能超出單獨(dú)三維模型能表達(dá)的層級(jí)范圍。比如有些維修程序數(shù)據(jù)模塊針對(duì)大組件如空調(diào)制冷組件的拆卸、安裝，沒(méi)有單獨(dú)的三維模型與之對(duì)應(yīng)。根據(jù)構(gòu)型管理原則，飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解中存在穩(wěn)定不變的頂層結(jié)構(gòu)，如果數(shù)據(jù)模塊內(nèi)容對(duì)應(yīng)在這一層級(jí)，這些數(shù)據(jù)模塊可認(rèn)為適用于基礎(chǔ)構(gòu)型，當(dāng)數(shù)據(jù)模塊對(duì)應(yīng)組件的下級(jí)零部件發(fā)生構(gòu)型差異時(shí)，只在數(shù)據(jù)模塊內(nèi)標(biāo)注適用性，所需記錄的信息仍是工程圖樣體系中可找到的三維模型編號(hào)。

5 單個(gè)產(chǎn)品信息記錄方法

PCT數(shù)據(jù)模塊是按單個(gè)飛機(jī)產(chǎn)品記錄構(gòu)型和狀態(tài)信息。例如針對(duì)編號(hào)為105的飛機(jī)，在PCT中記錄其對(duì)應(yīng)的型號(hào)、序列號(hào)等產(chǎn)品屬性信息和執(zhí)行的服務(wù)通告等產(chǎn)品條件信息。

按飛機(jī)產(chǎn)品生命周期，初始交付時(shí)PCT中記錄的是生產(chǎn)序列號(hào)、客戶選型和制造偏離；飛機(jī)投入運(yùn)營(yíng)后，發(fā)生設(shè)計(jì)更改時(shí)，對(duì)于適用更改且未交付的飛機(jī)，在PCT中相應(yīng)飛機(jī)中記錄更改的圖紙編號(hào)或三維模型編號(hào)；如果更改適用的是已交付飛機(jī)，需要在CCT中記錄服務(wù)通告編號(hào)，然后根據(jù)客戶反饋的服務(wù)通告執(zhí)行情況，在PCT中對(duì)計(jì)劃要執(zhí)行服務(wù)通告的飛機(jī)記錄“執(zhí)行前”和“執(zhí)行后”的狀態(tài)。對(duì)于不涉及構(gòu)型的服務(wù)通告，也需要在CCT中記錄服務(wù)通告編號(hào)，在PCT中記錄服務(wù)通告執(zhí)行狀態(tài)。

6 適用性信息變更

飛機(jī)構(gòu)型處于不斷變化之中，適用性記錄的信息隨著飛機(jī)產(chǎn)品生命周期會(huì)變得更為復(fù)雜。對(duì)于ACT數(shù)據(jù)模塊，涉及選型增加或出現(xiàn)新的制造偏離，就需要在屬性值中增加其編號(hào)；當(dāng)飛機(jī)轉(zhuǎn)國(guó)籍時(shí)，在ACT中增加新的注冊(cè)號(hào)號(hào)段；在PCT中更新注冊(cè)號(hào)信息。對(duì)于CCT數(shù)據(jù)模塊，已記錄的設(shè)計(jì)更改、服務(wù)通告信息都必須保留，否則可能面臨適用性標(biāo)識(shí)失效的問(wèn)題；新增的設(shè)計(jì)更改和服務(wù)通告都將記錄。對(duì)于PCT數(shù)據(jù)模塊，當(dāng)飛機(jī)持續(xù)交付時(shí)，需要在PCT中創(chuàng)建新的產(chǎn)品以便記錄新交付飛機(jī)的屬性和條件；如果CCT中有新增條件信息，也需要對(duì)PCT中相應(yīng)產(chǎn)品中添加條件信息；對(duì)于已經(jīng)失效的設(shè)計(jì)更改、已經(jīng)執(zhí)行完的服務(wù)通告，仍需保留在PCT中。

7 結(jié)束語(yǔ)

S 1000D是針對(duì)交互式電子技術(shù)出版物而誕生的，應(yīng)用S 1000D編制技術(shù)出版物已經(jīng)成為國(guó)際航空工業(yè)的趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)各主制造商、研究機(jī)構(gòu)正逐漸從對(duì)規(guī)范的理論研究轉(zhuǎn)向應(yīng)用實(shí)踐，這需要使用者在規(guī)范提供的功能框架下，根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)確定具體的方法，并通過(guò)不斷實(shí)踐進(jìn)行優(yōu)化，才能更好地應(yīng)用S 1000D解決技術(shù)出版物工作中的問(wèn)題，提高技術(shù)出版物的水平。

[1] 陳聰. S 1000D規(guī)范在技術(shù)出版物編制中的應(yīng)用淺析[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品， 2013（14）.

[2] 孟旭，賀璐，龔文秀. 民用飛機(jī)單機(jī)構(gòu)型定義方法[J]. 科技信息，2012（8）.

[3] AP-21-02 關(guān)于國(guó)產(chǎn)民用航空產(chǎn)品服務(wù)通告管理規(guī)定[S].

[4] 徐圣，劉曉明，姚小虎等. 基于MBD的飛機(jī)數(shù)字化定義技術(shù)[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（27）.

[5] 劉雅星，鄭晶晶. 飛機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)模塊化構(gòu)型管理[J]. 航空制造技術(shù)，2010（3）.