教練機標準件的選用與統(tǒng)型

章越超，肖禮華，劉鵬，歐陽平

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌，330024）

0 引言

教練機標準件（以下簡稱標準件）是指教練機廣泛使用的“通用性強的零、組件”，其性能和質量一定程度上關系到航空產(chǎn)品的質量和壽命。

從產(chǎn)品的通用化程度來說，存在專業(yè)件—借用件—通用件—標準件的區(qū)分，標準件是通用性最強的零組件，按照相應的標準規(guī)范大批量生產(chǎn)，可以在不同型號、不同產(chǎn)品中實現(xiàn)同類型標準件的互換，便于安裝和維護，從而降低研制和維護成本。

按照國家標準、航空行業(yè)標準、企業(yè)標準等不同層級，標準件可以分為國標件、航標件、企標件等；按照常規(guī)用途，又可以分為緊固件、結構件、管路件、操縱件、電氣連接件和軸承等類型。標準件的品種多、數(shù)量大、使用范圍廣，標準件在教練機上的使用量可以達到幾十萬件，占全機零部件的比重可以達到80%以上。根據(jù)GJB170 要求，衡量一型教練機的標準化程度的指標—標準化系數(shù)，就是指教練機全機標準件使用數(shù)量占全機零部件總數(shù)的比重。

在教練機研制過程中，標準件選用是否合理，標準件技術性能是否滿足型號需求，標準件的使用是否能降低研制和管理成本，這些因素都是標準件選用水平的體現(xiàn)，也是衡量教練機技術水平的重要標志之一。因此，如何開展標準件的選用控制和統(tǒng)型壓縮是本文探討的重點，目的是通過標準件的合理選用，滿足型號需求的同時，縮短型號研制周期，降低研制成本。

1 教練機標準件選用現(xiàn)狀

以某航空企業(yè)為例，既有二十世紀六十年代研制批產(chǎn)的初級教練機，也有二十世紀八九十年代研制批產(chǎn)的中級教練機，還有2000 年以后研制的高級教練機，分別對應國內從一代、二代到三代的飛機發(fā)展代際差異。在標準件選用方面，初級教練機大部分選用的是從蘇聯(lián)轉化而來的、二十世紀五六十年代的標準件，標準非常老舊，大部分都已廢止或限用；中級教練機選用的是以1983 版為主的航標件，標準也普遍較傳統(tǒng)和落后，在高級教練機中選用的是以2002 版為主的航標件，缺乏新型標準件的應用，總體處于國內二代機的選用水平，與行業(yè)內先進單位也存在較大差距。在教練機標準件的選用方面，主要存在以下幾個突出問題。

1.1 品種繁雜，多版本并存

教練機使用的標準件品種多、規(guī)格多、數(shù)量大，一種標準件普遍存在多個版本，但不同版本之間無法實現(xiàn)完全互換。以航空行業(yè)標準HB 1-132《光桿公差帶f9 十字槽90°沉頭螺栓》為例，分別存在1974、1983、1995 和2002 共四個版本，除去已廢止的1974 版，仍然存在1983、1995 和2002 三個版本，1983 版和2002版的螺栓頭部高度（H 值）、十字槽的深度存在差異，導致兩者無法完全互換。在同一個教練機型號中，普遍存在同一種標準件選用多個版本以及不帶版本的問題，這導致標準件數(shù)據(jù)的混亂，影響標準件的生產(chǎn)、采購和使用等下游環(huán)節(jié)，影響標準件的互換性，從而影響飛機的技術狀態(tài)和后期維護。

1.2 管理方式落后，缺乏選用控制

在現(xiàn)有教練機型號中，對標準件的選用管理缺乏控制手段和措施，選用水平較低。初級和中級教練機采用的是紙質發(fā)圖方式，標準件的選用數(shù)據(jù)是通過人工統(tǒng)計的方式匯總到每一項裝配件的零部件明細表中，最后逐級匯總才能得到全機標準件選用清單。在此過程中很容易產(chǎn)生差錯，導致標準件標記錯誤或選用數(shù)量不準等問題：一個很微小的標記符號的區(qū)別就會產(chǎn)生很大的差異，如果標準件單機數(shù)量不準確或者有錯誤，會影響標準件的自制和采購數(shù)量，最終在現(xiàn)場裝配時會暴露問題。

高級教練機在研制過程中采用了三維數(shù)字化設計，通過VPM、EPDM 平臺實現(xiàn)了設計數(shù)據(jù)的審簽、傳遞和發(fā)放，標準件的選用數(shù)據(jù)通過EBOM 清單實現(xiàn)了基于架次的實時動態(tài)更新，相比傳統(tǒng)紙質方式實現(xiàn)了巨大的飛躍。與此同時，在高級教練機標準件選用過程中，普遍缺乏標準件選用控制，存在品種多、規(guī)格多、平均選用量少的問題。以某型教練機為例，通過EBOM 清單可以統(tǒng)計出某一架次的標準件選用匯總數(shù)據(jù)，在三千多項選用規(guī)格中，單機量僅選用1-2 件的標準件規(guī)格達到了八百多項，約占全機規(guī)格的四分之一，這意味著該教練機有四分之一的標準件單個規(guī)格的用量少于2 件。這些規(guī)格少、單機用量少的標準件，不管通過自制還是采購，都不方便，比如標準件自制存在原材料定額及最小起訂量問題，標準件采購存在標準件研制、鑒定、最小采購量及入廠復驗問題，無形之中都會增加生產(chǎn)、采購和管理成本，這也違背了標準件大批量、規(guī)?；⒌统杀镜某踔?。

1.3 老舊標準件大量使用，缺乏新型標準件應用

教練機標準件以國內二代機的標準體系為主。在標準方面，以1983 版（部分1976 版）為典型的老舊版本航空標準件得到大量使用，上述標準件在行業(yè)里已基本淘汰，已明顯不能滿足現(xiàn)有型號的需求。在材料方面，以30CrMnSiA、LY12 鋁合金為代表的傳統(tǒng)材料得到大量使用，新型及新材料標準件使用較少，僅限于部分進口的鋁合金抽釘和鈦合金抽釘，處于國內二十世紀九十年代二代機的應用水平，與行業(yè)內其他飛機型號相比，依然存在較大差距。

2 教練機標準件的選用與統(tǒng)型實踐

面對現(xiàn)有教練機標準件選用的種種問題，作為標準件的技術管理部門，標準化部門迫切需要開展標準件的選用控制和統(tǒng)型壓縮工作，摸索出符合企業(yè)實際并能引導設計部門合理選用標準件的方式方法。標準化部門通過不斷探索實踐，在標準件選用與統(tǒng)型方面采取了相關措施。

2.1 實現(xiàn)標準件選用數(shù)據(jù)信息化

與信息化部門和工藝部門協(xié)作，改變傳統(tǒng)的紙質圖樣管理模式，將初級和中級教練機等老舊型號的設計數(shù)據(jù)導入到EPDM 系統(tǒng)中，從而與高級教練機一道，實現(xiàn)標準件數(shù)據(jù)的信息化管理，形成以架次為單元的EBOM 標準件清單。標準件管理人員可以在EPDM系統(tǒng)中查詢下載某個架次的EBOM 標準件清單，這也為后續(xù)開展的標準件選用管理工作奠定了基礎。

2.2 梳理標準件選用數(shù)據(jù)，解決標準件版本問題

針對教練機標準件多版本以及不帶版本的問題，通過清查EBOM 標準件清單，從中梳理出多版本及不帶版本的問題標準件清單，并采用兩種方式解決：

方式一：初級和中級教練機由于其型號都是采用紙質圖樣發(fā)圖，圖紙都保存在檔案部門，已經(jīng)非常老舊，若按照傳統(tǒng)的設計更改流程，則需要設計人員發(fā)出更改單來更改底圖，將涉及到大量的標準件和設計圖紙，更改工作量巨大，涉及較多專業(yè)和設計人員，從設計端逐項更改因而缺乏操作性。標準化部門與設計部門協(xié)調，采用標準件版本對照的方式，針對問題標準件清單逐項分析版本之間的差異，將多版本和不帶版本的標準件都統(tǒng)一對照為一個版本，最后由標準化部門發(fā)出技術文件，工藝、生產(chǎn)等下游部門執(zhí)行該文件要求，在EPDM、MES、計劃管控等系統(tǒng)中都對照為唯一的版本，既避免了設計部門更改圖紙，又能糾正標準件的版本，從而較好地解決了老舊機型的標準件多版本及不帶版本的問題。

方式二：高級教練機由于采用三維發(fā)圖方式，設計更改也實現(xiàn)了無紙化，通過更改流程來更改標準件版本不存在太多困難，因此該型號的問題標準件清單通過設計部門進行直接更改，通過標準化主管進行標準化審查和監(jiān)督EBOM 標準件數(shù)據(jù)，逐步得到解決。

2.3 編制型號標準件選用范圍，構建標準件數(shù)據(jù)庫

標準化部門通過不同型號標準件選用數(shù)據(jù)經(jīng)驗的積累，以型號為基本單元，基于型號特點和功能性能要求，以滿足型號需求為出發(fā)點，在型號研制的方案階段，與設計部門充分溝通，按型號制定“型號標準件選用范圍”（以下簡稱選用范圍）。選用范圍中的標準件應包含標準件名稱、牌號、限用材料等信息，并明確標準件的版本。

標準化部門以型號為抓手，嚴格按照選用范圍構建標準件數(shù)據(jù)庫，添加標準件三維數(shù)模及相關信息，實現(xiàn)選用范圍內的標準件與型號標準件數(shù)據(jù)庫的唯一對應關系，并集成到VPM 平臺中，實現(xiàn)與設計平臺的無縫對接，設計人員只能從型號標準件數(shù)據(jù)庫選用標準件，通過VPM、EPDM 系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳遞到工藝、計劃、生產(chǎn)等下游部門，從而確保標準件數(shù)據(jù)的準確性和唯一性。編制型號標準件選用范圍，構建和應用標準件數(shù)據(jù)庫，可以在型號研制過程中較好地解決標準件版本混亂的問題。

2.4 制定標準件選用管理辦法，強化標準件選用與統(tǒng)型

針對標準件選用品種多、規(guī)格多、平均使用量少的問題，標準化部門從標準件選用涉及的各個環(huán)節(jié)著手：從型號標準件選用范圍的確定，到標準件數(shù)據(jù)庫的構建，再到設計部門開展標準件選用，形成EBOM標準件清單，最后到工藝部門匯總工藝定額并形成PBOM 標準件清單，在上述具體環(huán)節(jié)中均要貫徹標準件統(tǒng)型思想及控制要求。

標準化部門編制并發(fā)布了標準件選用管理辦法，對教練機標準件選用原則、部門職責、選用要求和工作程序均作出了規(guī)定，并明確了教練機標準件的選用原則如下：

1）品種規(guī)格最少化；

2）優(yōu)先選用生產(chǎn)成熟的標準件；

3）優(yōu)先選用供貨渠道穩(wěn)定的標準件；

4）鼓勵選用新型標準件；

5）同一型號同一標準件只允許選用一個版本。

在滿足設計要求的前提下，盡量壓縮標準件品種規(guī)格。標準化部門面向設計人員開展了專門的宣貫和培訓，對標準件選用管理辦法的內容和要求進行了詳細的解讀，提高設計人員對標準件選用控制和統(tǒng)型思想的認知。

在型號研制過程中，標準化部門結合研制進度清查型號EBOM 標準件清單，對于全機單個規(guī)格使用數(shù)量低于2 件的標準件，形成清查結果。設計部門按照清查結果給出反饋意見，對于可以壓縮的標準件規(guī)格，要求設計部門及時更改到位。

通過上述措施，在某型教練機研制中充分貫徹了統(tǒng)型思想，大力開展標準件的選用控制和規(guī)格壓縮工作，在研制階段不斷迭代優(yōu)化，與上一代教練機相比，品種壓縮了一半以上，選用規(guī)格壓縮了四分之一，從而較好地實現(xiàn)了標準件統(tǒng)型和規(guī)格品種的壓縮，提高了研制效率，有效降低了標準件制造、采購和管理成本。

2.5 加強新型標準件研制，開展新型標準件應用

目前國內外新型標準件技術不斷發(fā)展和進步，主要發(fā)展和應用趨勢為輕型、高強度、耐鹽霧環(huán)境、高抗疲勞、長壽命。標準件的材料主要以鈦合金、不銹鋼和高溫合金為主，具體應用類型為高鎖緊固件、單面連接標準件、粘接式標準件、高強度緊固件、冷擠壓強化用開縫襯套等。

在標準件標準方面，行業(yè)內缺乏大部分新型標準件的相應標準，因此需要標準化部門立足自身，開展新型標準件標準的編制工作。通過與行業(yè)內主機單位及標準件專業(yè)廠家的技術交流，標準化部門與設計部門充分溝通，逐步編制了數(shù)十項新型標準件的企業(yè)標準，比如無耳螺母、雙線螺栓、鈦合金齒輪槽MJ 螺紋緊固件、高鎖螺栓、可控斷頸槽抽釘、粘接螺母等，并開展了上述新型標準件的研發(fā)、鑒定、試裝和驗收等工作，從而滿足新研型號的使用需求。

在某型教練機研制中，標準化部門與設計部門開展了部分新型標準件的應用，逐步達到行業(yè)內的主流水平。特別是鈦合金緊固件，可以在現(xiàn)有鋼制緊固件的基礎上減重42%，同時具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，抗拉強度與鋼制緊固件相當，綜合性能水平高。隨著國內外航空航天領域大規(guī)模使用鈦合金，鈦合金的價格持續(xù)下降，目前已與不銹鋼材料相當，具備良好的經(jīng)濟性。在應用過程中，標準化部門和設計部門也積累了相關的使用經(jīng)驗和問題處理方法，為新型標準件在后續(xù)教練機型號中的應用奠定了基礎。

3 結語

教練機標準件的選用控制與統(tǒng)型壓縮是一項持續(xù)性工作，某航空企業(yè)對教練機標準件的選用與統(tǒng)型經(jīng)歷了“從無到有，從有到優(yōu)”的過程。標準件的選用與統(tǒng)型在行業(yè)內沒有統(tǒng)一做法，也沒有相關標準和文件提供技術指導。不管是初級教練機、中級教練機，還是高級教練機以及后續(xù)的新型號，都需要根據(jù)不同型號需求及實際情況，摸索出適合自身的工作方法和途徑，以滿足型號需求為基礎，解決問題為導向，引領技術進步為目標開展教練機標準件的選用與統(tǒng)型工作。逐步實現(xiàn)教練機標準件的合理科學選用，實現(xiàn)教練機標準件走向良性發(fā)展道路，從而引領航空企業(yè)標準件技術的不斷進步。