淺析民用飛機(jī)研制構(gòu)型審核

（中國(guó)航空綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

0.引言

民用飛機(jī)研制是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在研制過(guò)程中設(shè)計(jì)更改十分頻繁，為了確保產(chǎn)品構(gòu)型狀態(tài)清晰可控、質(zhì)量符合要求，必須進(jìn)行有效的構(gòu)型管理。構(gòu)型審核是構(gòu)型管理五大要素之一[1]，是確保產(chǎn)品的特性滿足其需求，且與發(fā)放的產(chǎn)品構(gòu)型定義信息一致的重要手段。

根據(jù)以往民機(jī)型號(hào)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，民機(jī)構(gòu)型審核工作主要存在三個(gè)問題：一是，對(duì)于構(gòu)型審核的定義與內(nèi)涵理解各異；二是，民機(jī)研制過(guò)程中，根據(jù)研制程序、適航規(guī)章等要求，需要開展質(zhì)量評(píng)審、首件鑒定、技術(shù)審查等審查活動(dòng)，構(gòu)型審核與上述活動(dòng)的關(guān)系不清晰；三是，在構(gòu)型審核工作開展的過(guò)程中存在著構(gòu)型審核的介入時(shí)機(jī)難以把握、審核預(yù)期難達(dá)預(yù)期，亟待解決。

本文嘗試結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，闡述構(gòu)型審核的內(nèi)涵，分析構(gòu)型審核與民機(jī)研制過(guò)程中其他評(píng)審的關(guān)系，提出民用飛機(jī)研制過(guò)程中開展構(gòu)型審核工作的建議。

1.構(gòu)型審核的內(nèi)涵

本部分通過(guò)對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中給出的構(gòu)型審核的定義進(jìn)行綜合分析，來(lái)闡述構(gòu)型審核的內(nèi)涵，目前行業(yè)內(nèi)與構(gòu)型管理相關(guān)的國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要有：EIA 649C-2019《Configuration Management》、GB/T 19017-2008《質(zhì)量管理體系 技術(shù)狀態(tài)管理指南》、GJB 3206A-2010《技術(shù)狀態(tài)管理》、HB 7807-2006《航空產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)(構(gòu)型)管理要求》、HB 8569-2020《民用飛機(jī)構(gòu)型管理要求》等，上述標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)構(gòu)型審核的定義見表1。

由表 1可以看出，這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于構(gòu)型審核的定義本質(zhì)上十分接近，都將其定義為一種檢查活動(dòng)，其目的是檢查構(gòu)型項(xiàng)和構(gòu)型信息之間的一致性（符合性），即功能特性和物理特性與構(gòu)型信息之間的一致性，分別對(duì)應(yīng)了構(gòu)型審核的兩個(gè)類別：功能構(gòu)型審核（Functional Configuration Audit，F(xiàn)CA）與物理構(gòu)型審核（Physical Configuration Audit，PCA）。構(gòu)型審核的對(duì)象是構(gòu)型項(xiàng)（CI），即應(yīng)該對(duì)每個(gè)CI都進(jìn)行構(gòu)型審核。從構(gòu)型審核與構(gòu)型基線的關(guān)系角度，F(xiàn)CA的目的是驗(yàn)證被審核對(duì)象對(duì)功能基線和分配基線的符合性；PCA的目的是為了建立/驗(yàn)證產(chǎn)品基線。

此外，在國(guó)外構(gòu)型管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于構(gòu)型審核章節(jié)，一般采用“構(gòu)型驗(yàn)證與審核（configuration verification and audit）”這樣的提法，此處需要明確的是，構(gòu)型驗(yàn)證和構(gòu)型審核是兩個(gè)不同的活動(dòng)，二者的目的不同，不應(yīng)混淆。例如在EIA 649C標(biāo)準(zhǔn)中，在“構(gòu)型驗(yàn)證與審核”一章給出了4個(gè)原則，分別是：持續(xù)的構(gòu)型管理過(guò)程驗(yàn)證；對(duì)初始產(chǎn)品構(gòu)型進(jìn)行驗(yàn)證，以確保滿足被文檔記錄的構(gòu)型要求；對(duì)批準(zhǔn)的變更情況進(jìn)行驗(yàn)證；功能構(gòu)型審核和物理構(gòu)型審核或同等的審核。在這4個(gè)原則中，前3個(gè)原則均是對(duì)構(gòu)型驗(yàn)證工作的規(guī)定，僅第4條是對(duì)構(gòu)型審核工作的規(guī)定。目前國(guó)內(nèi)構(gòu)型管理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，一般沒有提及“構(gòu)型驗(yàn)證”的相關(guān)內(nèi)容，但事實(shí)上，EIA 649C標(biāo)準(zhǔn)中所提到的構(gòu)型驗(yàn)證工作在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中被轉(zhuǎn)化為了對(duì)構(gòu)型控制工作的要求等其他章節(jié)的內(nèi)容。因此，應(yīng)該講構(gòu)型驗(yàn)證和構(gòu)型審核工作在定義上加以區(qū)分，不可視為同一個(gè)工作。

2.構(gòu)型審核與質(zhì)量評(píng)審的關(guān)系

質(zhì)量評(píng)審是“在產(chǎn)品檢驗(yàn)合格之后、交付之前，對(duì)研制產(chǎn)品的質(zhì)量及其質(zhì)量保證工作所作的全面與系統(tǒng)的審查[7]”。質(zhì)量評(píng)審前產(chǎn)品按要求已通過(guò)設(shè)計(jì)評(píng)審、工藝評(píng)審及首件鑒定且產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)或試驗(yàn)符合規(guī)定要求。質(zhì)量評(píng)審的主要包括產(chǎn)品的性能、可靠性、維修性、安全性和保障性符合情況；產(chǎn)品性能的一致性和穩(wěn)定性；產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)控制情況；偏離、超差(含原材料、元器件等)的控制情況等物理構(gòu)型審核的內(nèi)容外； 還有質(zhì)量保證大綱的執(zhí)行情況；產(chǎn)品質(zhì)量證明文件和質(zhì)量記錄的完整性等對(duì)質(zhì)量保證工作的審查，因此，質(zhì)量評(píng)審的內(nèi)容基本覆蓋了PCA的內(nèi)容，GJB 3206A中規(guī)定“預(yù)先的物理技術(shù)狀態(tài)審核可與產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)審工作結(jié)合進(jìn)行[4]。”

3.構(gòu)型審核與首件鑒定的關(guān)系

首件鑒定主要是“對(duì)試制或批址生產(chǎn)中首次制造的零部（組）件進(jìn)行全面的檢驗(yàn)和試驗(yàn)，以證實(shí)規(guī)定的過(guò)程、設(shè)備及入員等要求能否持續(xù)地制造出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品[8]”，即在明確了產(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)型以及與之配套的所有生產(chǎn)保證條件后，依照產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)定對(duì)試生產(chǎn)的第一件或第一批產(chǎn)品及過(guò)程所進(jìn)行的全面檢查，是驗(yàn)證產(chǎn)品制造過(guò)程能否滿足設(shè)計(jì)要求，確定生產(chǎn)工藝和設(shè)備是否可以保證生產(chǎn)出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品以及是否具備批產(chǎn)條件。首件鑒定是產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)之一，是批量生產(chǎn)的前提條件之一，其內(nèi)容包含了對(duì)產(chǎn)品實(shí)物與其設(shè)計(jì)構(gòu)型之間符合性的檢查，因此，PCA可以結(jié)合首件鑒定開展。

4.構(gòu)型審核與技術(shù)審查的關(guān)系

2017年工信部發(fā)布了HB 8525-2017《民用航空器研制程序》，規(guī)定了民用飛機(jī)研制過(guò)程的階段劃分和階段工作要求，將民用飛機(jī)研制過(guò)程的劃分為：需求與概念論證、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、試制與驗(yàn)證、批量生產(chǎn)等五個(gè)階段（如圖1所示），根據(jù)其階段工作的復(fù)雜性設(shè)立機(jī)會(huì)識(shí)別、總體技術(shù)方案、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)等11個(gè)技術(shù)審查點(diǎn)。

圖1 民用飛機(jī)研制程序[9]

技術(shù)審查是系統(tǒng)工程管理的重要組成部分，階段技術(shù)審查是產(chǎn)品研制的各個(gè)階段，隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，在關(guān)鍵的事件點(diǎn)上(如確定功能基線和分配基線)，對(duì)產(chǎn)品和技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)展情況所進(jìn)行的技術(shù)審查，如“初步設(shè)計(jì)審查”“詳細(xì)設(shè)計(jì)審查”等。通過(guò)這些審查評(píng)估系統(tǒng)和技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)展情況、設(shè)計(jì)成熟程度、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)消除情況等，以確定研制工作是否可進(jìn)入下一個(gè)研制階段。

FCA的目的是為驗(yàn)證技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)的功能特性達(dá)到功能基線、分配基線規(guī)定的要求，從系統(tǒng)工程的角度可以看作是對(duì)需求驗(yàn)證工作及相應(yīng)工作成果的審核。因?yàn)樵诓糠旨夹g(shù)審查點(diǎn)，審查的內(nèi)容已經(jīng)包含了部分對(duì)與需求驗(yàn)證的審查，因此，功能構(gòu)型審核可以結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)審查開展。例如，PDR的審查內(nèi)容包含系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證情況，在首飛審查時(shí)，需要對(duì)全機(jī)各系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、機(jī)上地面試驗(yàn)情況的審查；這些審查內(nèi)容都是表明指標(biāo)符合性的重要內(nèi)容，因此，F(xiàn)CA可以結(jié)合這些技術(shù)審查點(diǎn)開展。

5.構(gòu)型審核與制造符合性檢查的關(guān)系

根據(jù)適航規(guī)章[10-11]的相關(guān)規(guī)定，制造符合性檢查是對(duì)民用航空產(chǎn)品和零部件的制造、試驗(yàn)、安裝等符合經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)的檢查，制造符合性檢查代表和工程審查代表應(yīng)確定產(chǎn)品能夠按照型號(hào)設(shè)計(jì)資料始終如一地生產(chǎn)。制造符合性檢查中考慮的重點(diǎn)包括[10-11]：

（1）材料；（2）工藝和工藝過(guò)程；（3）關(guān)鍵和重要特性；（4）技能；（5）圖樣及相關(guān)更改記錄的充分性；（6）檢查記錄的充分性；（7）器材評(píng)審；（8）以前生產(chǎn)的零部件；（9）軟件。

制造符合性檢查，是取證過(guò)程中的一項(xiàng)重要工作，從審查內(nèi)容上看，與物理構(gòu)型審核存在很多相同之處。從基線建立的角度來(lái)說(shuō)，飛機(jī)完成制造符合性檢查后，并不能建立產(chǎn)品基線，因此，制造符合性檢查并不能代替PCA。但是，PCA的部分工作可以結(jié)合制造符合性檢查完成。

相關(guān)適航規(guī)章[10-11]要求，需進(jìn)行制造符合性檢查的工作對(duì)象包括：工程驗(yàn)證驗(yàn)中，對(duì)于已批準(zhǔn)的審定計(jì)劃（CP）或已簽署的專項(xiàng)合格審定計(jì)劃（PSCP）中確定的驗(yàn)證試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)產(chǎn)品和試驗(yàn)裝置的制造符合性檢查，典型的工程試驗(yàn)包括：零部件鑒定試驗(yàn)、系統(tǒng)功能試驗(yàn)、鐵鳥試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、燃燒試驗(yàn)、起落架落震試驗(yàn)、地面振動(dòng)試驗(yàn)、電磁干擾試驗(yàn)以及航空器地面驗(yàn)證試驗(yàn)等；對(duì)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件的制造符合性檢查；對(duì)航空器原型機(jī)飛行試驗(yàn)件的制造符合性檢查；航空器原型機(jī)的地面檢查等。

6.綜合分析

從構(gòu)型審核的目的和審核要點(diǎn)出發(fā)，可以看出，F(xiàn)CA主要對(duì)指標(biāo)符合性的審查，而指標(biāo)是通過(guò)需求、設(shè)備規(guī)范等體現(xiàn)的。從系統(tǒng)工程過(guò)程的角度來(lái)看，對(duì)指標(biāo)符合性的審查就是對(duì)需求進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程。對(duì)驗(yàn)證過(guò)程和結(jié)果的審查是技術(shù)審查的重要內(nèi)容，綜上所述，F(xiàn)CA可以結(jié)合研制過(guò)程技術(shù)審查開展。PAC通過(guò)分析可知，主要是驗(yàn)證或建立產(chǎn)品基線；圖2給出了民用飛機(jī)研制過(guò)程典型的基線節(jié)點(diǎn)，可以看出隨著詳細(xì)設(shè)計(jì)的進(jìn)行，開始有實(shí)物投產(chǎn)，隨之開始建立產(chǎn)品基線；當(dāng)詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)凍結(jié)，產(chǎn)品基線基本建立；隨著在試制與驗(yàn)證階段針對(duì)存在的問題進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，產(chǎn)品基線不斷演進(jìn)，并在完成TC取證時(shí)，基本確定了產(chǎn)品基線；隨著后續(xù)AEG評(píng)審相關(guān)工作的進(jìn)行，持續(xù)適航文件的完善，當(dāng)交付客戶的首架飛機(jī)通過(guò)客戶驗(yàn)收正式交付使用時(shí)，產(chǎn)品基線最終確定。在上述過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品的物理狀態(tài)進(jìn)行檢查的審查主要有質(zhì)量評(píng)審、首件檢驗(yàn)、設(shè)備鑒定試驗(yàn)、制造符合性檢查、交付驗(yàn)收等，F(xiàn)CA可以結(jié)合上述審查開展。

圖2 民機(jī)研制各階段基線建立的節(jié)點(diǎn)[8]

7.結(jié)論與建議

構(gòu)型審核是檢查構(gòu)型項(xiàng)和構(gòu)型信息之間的一致性（符合性）的工作，構(gòu)型審核的開展時(shí)機(jī)是由其目決定的，對(duì)于FCA來(lái)說(shuō)，前文的分析表明，其目的是驗(yàn)證指標(biāo)的符合性，指標(biāo)來(lái)源于適航需求、客戶的需求、投資方的需求等；對(duì)這需求符合性的最終驗(yàn)證，分別是在TC取證、飛機(jī)交付客戶、項(xiàng)目驗(yàn)收等時(shí)間定進(jìn)行的；除此之外，由于飛機(jī)研制是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對(duì)這些指標(biāo)的符合性的檢查一般還結(jié)合技術(shù)審查在研制過(guò)程中分層級(jí)的逐步進(jìn)行，因此建議FCA結(jié)合技術(shù)審查進(jìn)行，技術(shù)審查的審查點(diǎn)參考HB 8525和進(jìn)行設(shè)置。

對(duì)于PCA來(lái)說(shuō)，其目的是驗(yàn)證或建立產(chǎn)品基線，可以結(jié)合質(zhì)量評(píng)審、首件鑒定、設(shè)備鑒定試驗(yàn)、制造符合性檢查、客戶驗(yàn)收進(jìn)行；PCA與上述活動(dòng)的區(qū)別在于制造符合性檢查涉及局方、客戶驗(yàn)收涉及到客戶，而PCA一般就是主制造商內(nèi)部進(jìn)行的審查。另有一種建議的PCA時(shí)機(jī)，即將PCA看作制造符合性檢查、客戶驗(yàn)收等工作的預(yù)審查，PCA結(jié)果可以提供給相關(guān)方，為正式審查提供信心。