航空發(fā)動機產品結構管理初探

李吉鵬　黃威達　陳慧斌

摘要：在產品生命周期管理中，企業(yè)需要使用有效的機制來控制和跟蹤與產品相關的復雜數(shù)據(jù)和信息，以支持產品開發(fā)，提高產品質量，實現(xiàn)客戶期望，滿足適航要求。這種機制就是配置管理（CM）。從業(yè)務流程的角度來看，配置管理主要包括配置識別、變更控制、狀態(tài)計費和配置審計。體系結構管理的核心是產品結構的管理。前者包括有效性管理、基線管理、變更管理、識別管理等，這些都是圍繞著后面的要素進行的。

關鍵詞：航空發(fā)動機;產品結構;經營分析研究

1產品結構的建立

產品體系結構是與產品相關的業(yè)務和技術數(shù)據(jù)的有序集合，通過復雜產品的分解，支持流程更改、數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)可追溯性。產品體系結構描述業(yè)務和技術數(shù)據(jù)之間的關系，為不同的專業(yè)提供所需的信息和相關支持。在航空發(fā)動機開發(fā)的每個階段，不同的業(yè)務實體（銷售、設計、制造、項目管理、維護等）需要不同的產品結構信息。因此，必須采用通用的產品結構模式，以便每個業(yè)務實體能夠根據(jù)自己的需要獲得相應的信息。這種產品結構模式一般分為三個層次：頂層、配置層和底層，每個層次可分為不同的子層次。其中，頂層用于組織、構建和管理引擎的產品結構。通過頂層的結構分類，可以快速讀取和搜索底層構件。這一層的結構基本上沒有改變。它是一個虛擬節(jié)點，主要用于管理下級功能。一般來說，在設計階段，頂層結構主要按專業(yè)劃分，用于開展設計階段各專業(yè)的設計工作。在制造和裝配階段，產品結構的頂層與設計階段完全不同。裝配產品結構是發(fā)動機的物理分解，是發(fā)動機制造和工藝的分解，完全采用面向裝配的產品結構構建方法。

2產品結構的變化

航空發(fā)動機產品結構在設計、制造、裝配和維修過程中并不是一成不變的，在不同的階段會發(fā)生變化。它的變化過程有其內在的邏輯和聯(lián)系。在設計階段，頂層使用設計產品結構來管理和連接設計階段的配置層，以及底層的裝配和零件。在制造階段，頂層使用制造（裝配）產品結構來管理和連接制造階段的配置層，以及底層的裝配和零件。

在航空發(fā)動機制造和裝配階段的頂端是部件裝配（CA）。CA是一個管理節(jié)點，是一個可配置的物理可交付成果，它是一個物理組件可交付成果，而不是掛在CI上的松散套件。CA反映了不同的裝配過程，也就是說，不同的裝配過程通過CA實現(xiàn)。每個裝配過程的所有者負責建立和跟蹤CA配置，直到將其交付給客戶。配置層也是如此。設計階段的頂層、設計配置項和設計方案被分組到最終設計產品的定義視圖中。根據(jù)配置管理的單一配置原則，配置層最好保持不變，但隨著設計階段向制造階段的發(fā)展，設計階段的配置層和制造階段的配置層必須發(fā)生變化。因此，采用“過渡階段”方法將設計和配置層轉換為裝配和配置層，產品結構設計為懸掛裝配和配置層，從而形成完整的工程產品結構（如設計視圖）。在制造階段，頂部裝配產品結構懸掛到裝配配置層，以形成完整的裝配產品結構（如計劃視圖或準備視圖）。

3產品結構和物料清單的差異

物料清單（BOM）屬于設計數(shù)據(jù)集的管理范圍，根據(jù)模式集及其組件的屬性進行更新，并主要從產品結構的元素創(chuàng)建。

航空發(fā)動機圖紙集由BOM、工程變更單、三維模型、二維圖紙和技術文檔組成。BOM是一份包含定義元素、元素組成以及用于零件制造和裝配的所有重要信息（如圖紙列表、應用材料、防護處理和交換分類）的文件。一些企業(yè)經常將產品結構在不同階段的視圖管理稱為BOM管理。例如，BOM、設計BOM、工藝BOM、工藝BOM、服務BOM等。嚴格來說，這些術語是不準確的。根據(jù)BOM的定義，它必須包含零件、數(shù)量、成本等信息，因此需求BOM的標題不能滿足這樣的定義要求。而早期設計階段的設計模型主要由點、線、面組成，不能滿足本定義的要求。

4需要注意的問題

4.1準確識別和分類CI

發(fā)動機產品結構管理中遇到的典型問題是CI的識別和劃分不準確。CI是發(fā)動機產品結構中最重要的部分，承載著大量的信息，用于管理批次、零件、變更等業(yè)務流程，以及承載著項目管理、人員組織結構等信息。CI需要根據(jù)功能進行定義，包括產品功能和裝配功能。同時，CI的數(shù)量與產品的復雜性和系統(tǒng)集成度有關。不要定義太多CI，否則會影響配置管理的清晰性，使配置管理變得非?，嵥楹蛷碗s，失去對要點的把握，增加管理成本。

4.2充分體現(xiàn)舞臺特點

航空發(fā)動機產品結構管理的傳統(tǒng)方法是在早期設計階段建立設計產品結構。在設計產品結構的基礎上增加一些信息，形成工程產品結構;然后將信息添加到工程產品結構中，以形成制造或裝配產品結構。

也就是說，航空發(fā)動機產品結構的變化只是在初始產品結構的基礎上不斷添加信息以完成發(fā)動機產品結構演變過程的一種簡單方式。最大的問題是無法形成產品結構的精細化管理，難以在不同的產品開發(fā)階段形成具有階段性特征的產品結構。

一方面，這種現(xiàn)象是由于業(yè)務流程梳理不夠，如CI的確定。由于航空發(fā)動機設計制造單元分離，缺乏協(xié)調，在設計制造階段的產品結構轉換過程中，CI基本上只能滿足設計階段的要求，而忽略了制造裝配階段的要求，這也反映了信息化和數(shù)字化管理方法和手段的不足。

5結論

產品結構管理是飛機發(fā)動機配置管理的核心，不僅需要加強信息化、數(shù)字化，還需要改變傳統(tǒng)的自下而上的設計方式，隨著自上而下方法的轉變，并根據(jù)企業(yè)自身的具體情況進行組合，同時還需要在業(yè)務層面建立相應的組織機構，有效地推進業(yè)務管理流程。產品結構加強了對高度復雜產品的管理，是并行工程成功的基礎。它可以提高產品相關業(yè)務流程的透明度和靈活性。正確實施產品結構管理可以實現(xiàn)航空發(fā)動機配置的有效管理，提高企業(yè)的成本效益管理水平。

參考文獻

[1]廖駿. 基于線結構光的航空發(fā)動機葉片三維形貌測量技術研究[D].南昌航空大學，2017.

[2]李其漢. 航空發(fā)動機結構完整性研究進展[J]. 航空發(fā)動機，2014，40（05）：1-6.

[3]趙斌. 航空發(fā)動機整機振動半實物仿真模型研究[D].南京航空航天大學，2015.

[4]謝曉龍. 航空發(fā)動機性能評價與衰退預測方法研究[D].哈爾濱工業(yè)大學，2016.