■ 華明達(dá) 李國(guó)飛/中國(guó)航發(fā)

與國(guó)際接軌的構(gòu)型管理方法的應(yīng)用，不僅保證了型號(hào)研制和適航取證的順利進(jìn)行，也為我國(guó)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型管理的發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及空氣動(dòng)力、工程熱物理、力學(xué)、材料、電子等眾多學(xué)科和專(zhuān)業(yè)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫、高壓和高轉(zhuǎn)速疊加的工況下工作，且不斷地追求性能、安全性和經(jīng)濟(jì)性等高指標(biāo)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)十分復(fù)雜和苛刻。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、試制和試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中，必然會(huì)出現(xiàn)多次迭代、不斷改進(jìn)、不斷優(yōu)化的過(guò)程，使技術(shù)狀態(tài)不可避免地會(huì)發(fā)生變化，工程更改日趨繁多，很有可能會(huì)丟失一些相關(guān)信息，導(dǎo)致最終生產(chǎn)出的產(chǎn)品與前期需求有一定偏離。為了有效控制更改，保證發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)清晰、完整，必須進(jìn)行嚴(yán)密和便捷的構(gòu)型管理。在適航取證過(guò)程中，構(gòu)型管理是局方審查的重要內(nèi)容之一，專(zhuān)門(mén)制訂了構(gòu)型管理審定計(jì)劃，且必須在取證前通過(guò)審查，這充分表明了構(gòu)型管理對(duì)于民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制管理的重要性。

構(gòu)型管理簡(jiǎn)介

構(gòu)型是指在定義文件中規(guī)定的、并在產(chǎn)品中達(dá)到的功能特性和物理特性。構(gòu)型管理通過(guò)文件形式將特性?xún)鼋Y(jié)形成不同的基線，并按照基線開(kāi)展設(shè)計(jì)制造，使最終產(chǎn)品滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，是對(duì)產(chǎn)品“屬性”的管理，是工程管理的核心環(huán)節(jié)。構(gòu)型管理主要包括構(gòu)型標(biāo)識(shí)、控制、紀(jì)實(shí)、審核等4項(xiàng)活動(dòng)（如圖1所示），通過(guò)有效地控制構(gòu)型項(xiàng)及標(biāo)識(shí)、偏離、更改和超差等工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)可控和可追溯。

圖1 構(gòu)型管理主要內(nèi)容

構(gòu)型標(biāo)識(shí)

構(gòu)型項(xiàng)是構(gòu)型管理的基本單元，分為零件級(jí)、組件級(jí)、部件級(jí)和整機(jī)級(jí)，采用以構(gòu)型項(xiàng)為基本單元的構(gòu)型管理模式，體現(xiàn)層次性，有利于研制和管理。構(gòu)型標(biāo)識(shí)是指確定構(gòu)型項(xiàng)，并對(duì)其功能特性和物理特性進(jìn)行標(biāo)識(shí)和文檔化的過(guò)程。構(gòu)型標(biāo)識(shí)為構(gòu)型控制、紀(jì)實(shí)和審核建立并保持一個(gè)確定的文件依據(jù)，包含構(gòu)型項(xiàng)的選取、構(gòu)型的定義及標(biāo)識(shí)、圖樣標(biāo)識(shí)和建立構(gòu)型基線等。

構(gòu)型項(xiàng)選取

合理選擇構(gòu)型項(xiàng)非常重要，具有獨(dú)立功能的、單獨(dú)裝配的、在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解中不可拆分組件，具有關(guān)鍵特性或重要特性的零件，單獨(dú)采購(gòu)和交付的成附件是主要的選取原則。

構(gòu)型定義及標(biāo)識(shí)

構(gòu)型項(xiàng)確定后，完成詳細(xì)設(shè)計(jì)和出圖，形成完整的零組件清單，確定發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)構(gòu)型，此過(guò)程即為構(gòu)型定義及標(biāo)識(shí)。在研制中，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都有單獨(dú)的構(gòu)型定義，具體示例見(jiàn)表1。每一個(gè)構(gòu)型項(xiàng)都有一個(gè)構(gòu)型號(hào)并采用與圖號(hào)分離的方式進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)識(shí)。

表1 發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)型定義示例

圖樣標(biāo)識(shí)

各類(lèi)零組件應(yīng)按照統(tǒng)一的規(guī)則進(jìn)行圖樣標(biāo)識(shí)（具體如圖2所示）。采用這種方式可避免傳統(tǒng)航空產(chǎn)品圖樣編號(hào)方式只能反應(yīng)出型號(hào)和組別號(hào)，無(wú)法反映出零件狀態(tài)（成品、試驗(yàn)件、外購(gòu)件等），也不能反映出零件的設(shè)計(jì)狀態(tài)（為該零件的第幾次設(shè)計(jì)）的情況。

圖2 圖樣編號(hào)規(guī)則

建立構(gòu)型基線

構(gòu)型基線分為功能基線、分配基線和產(chǎn)品基線。在需求分析與定義階段，分析與定義客戶(hù)需求，建立功能基線；在初步設(shè)計(jì)階段，確定發(fā)動(dòng)機(jī)總體對(duì)各部件、系統(tǒng)和軟件的技術(shù)要求，建立分配基線；在試制、驗(yàn)證及適航取證階段，通過(guò)試驗(yàn)和試飛完成構(gòu)型審核和確定產(chǎn)品基線。

構(gòu)型控制

構(gòu)型控制是對(duì)構(gòu)型基線的工程更改、偏離與讓步處理，始于功能基線確定之時(shí)，繼而貫穿于項(xiàng)目研制、生產(chǎn)的全過(guò)程，既是構(gòu)型管理的核心，也是構(gòu)型控制委員會(huì)（CCB）的主要工作。構(gòu)型控制的工作具體分為更改控制和偏離與讓步控制。

更改控制

為完善設(shè)計(jì)，對(duì)所批準(zhǔn)的構(gòu)型文件提出更改請(qǐng)求，分析更改產(chǎn)生的影響及其受影響的產(chǎn)品范圍，形成對(duì)構(gòu)型文件和產(chǎn)品（在制品、已制品和已交付產(chǎn)品）的處理意見(jiàn)，實(shí)施正式的工程更改，并跟蹤更改的貫徹執(zhí)行情況。更改控制需要制定更改程序與管理文件，明確更改對(duì)象、類(lèi)別、程序、申請(qǐng)單編制要求、簽署要求等內(nèi)容。

如表1構(gòu)型定義所示，只要構(gòu)型定義中的圖號(hào)、版本號(hào)等發(fā)生變化，構(gòu)型就會(huì)有相應(yīng)變化。構(gòu)型更改控制按照兩類(lèi)進(jìn)行管理（見(jiàn)表2），分別為I類(lèi)更改和Ⅱ類(lèi)更改。其中，I類(lèi)更改要換圖號(hào)，Ⅱ類(lèi)更改僅換圖號(hào)版次。

不管是I類(lèi)更改還是Ⅱ類(lèi)更改，都不改變零組件的構(gòu)型號(hào)。當(dāng)下屬部組件更改時(shí)，如不影響接口、形狀、功能（3F），上級(jí)部組件可不更改，阻斷了更改向上傳遞，既避免了出現(xiàn)一個(gè)零件換號(hào)導(dǎo)致部件/系統(tǒng)、甚至整機(jī)圖樣換號(hào)的情況，又避免了同步更改三大文件目錄（零件目錄、組件目錄、部組件明細(xì)表）。這樣，構(gòu)型更改不僅簡(jiǎn)便、工作量小，而且不易導(dǎo)致更改頻繁、更改不及時(shí)，構(gòu)型定義不易出差錯(cuò)。

表2 構(gòu)型更改類(lèi)別

另外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)或單元體總圖中只填寫(xiě)下屬部組件的構(gòu)型號(hào)，而不填寫(xiě)圖號(hào)，所以盡管發(fā)生了構(gòu)型更改，不會(huì)影響總圖的裝配關(guān)系，十分便于管理。

偏離與讓步控制

偏離與讓步控制是對(duì)制造過(guò)程中不合格品的處理，當(dāng)產(chǎn)品不滿(mǎn)足構(gòu)型文件的要求時(shí)，通過(guò)論證、評(píng)定、審批和實(shí)施措施，臨時(shí)允許不合格品使用或臨時(shí)調(diào)整加工要求。不合格品處理分為偏離（DR）和讓步（concession），偏離是和設(shè)計(jì)圖樣偏離的輕微超差，讓步是涉及接口尺寸、性能等互換性的超差項(xiàng)目（影響3F），讓步是偏離的升級(jí)。

需要制訂偏離與讓步控制程序，嚴(yán)格執(zhí)行“不合格品審理單”辦理程序，所有偏離與讓步的不合格品（超差）處理均需審理。經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的偏離許可和讓步，僅在指定的范圍和時(shí)間內(nèi)適用，不作為構(gòu)型文件的更改依據(jù)。

構(gòu)型紀(jì)實(shí)

構(gòu)型紀(jì)實(shí)指對(duì)已確定的構(gòu)型信息、提出的更改狀況和已批準(zhǔn)更改的執(zhí)行情況所作的正式記錄和報(bào)告。構(gòu)型紀(jì)實(shí)應(yīng)準(zhǔn)確、全面地記錄每一構(gòu)型項(xiàng)和已批準(zhǔn)的構(gòu)型文件及其更改的狀況，確保每一構(gòu)型演變的可追溯性。

在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中開(kāi)展構(gòu)型紀(jì)實(shí)，記錄發(fā)動(dòng)機(jī)在研制和取證階段與構(gòu)型有關(guān)的信息，包括：構(gòu)型項(xiàng)；構(gòu)型文件信息；更改從提出到實(shí)施的全過(guò)程信息；所有偏離與讓步的信息；構(gòu)型審核的結(jié)果，不符合項(xiàng)的情況，最終的處理情況；單臺(tái)份構(gòu)型定義清單；單臺(tái)份的技術(shù)狀態(tài)報(bào)告等。

通過(guò)完整的構(gòu)型紀(jì)實(shí)，不但保證了研制質(zhì)量，而且便于適航取證的審查。

構(gòu)型審核

構(gòu)型審核是指為確定構(gòu)型項(xiàng)是否符合其構(gòu)型信息所進(jìn)行的檢查。對(duì)構(gòu)型項(xiàng)是否符合構(gòu)型文件的正式檢查，應(yīng)納入型號(hào)研制階段評(píng)審和取證過(guò)程，并由審核組在研制方或承制方的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行功能構(gòu)型審核和物理構(gòu)型審核。功能構(gòu)型確認(rèn)是指在完成適航審定部門(mén)評(píng)審之前對(duì)構(gòu)型項(xiàng)目的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和質(zhì)量保證記錄的正式檢查，確認(rèn)該構(gòu)型項(xiàng)已達(dá)到的構(gòu)型文件中指定的性能和功能特征；物理構(gòu)型確認(rèn)是對(duì)制造構(gòu)型的正式檢查，確認(rèn)該構(gòu)型項(xiàng)與適航取證基線的制造符合性。

發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型審核要結(jié)合初步設(shè)計(jì)評(píng)審（PDR）、詳細(xì)設(shè)計(jì)評(píng)審（CDR）等評(píng)審，審查構(gòu)型項(xiàng)是否實(shí)現(xiàn)了構(gòu)型文檔中的定義的功能、性能、接口特性要求，進(jìn)行功能構(gòu)型審核。結(jié)合首件鑒定和質(zhì)量審查開(kāi)展構(gòu)型項(xiàng)制造下的工程圖紙/設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、技術(shù)規(guī)范、技術(shù)數(shù)據(jù)、質(zhì)保數(shù)據(jù)記錄和試驗(yàn)記錄的詳細(xì)審核，審查交付產(chǎn)品是否滿(mǎn)足產(chǎn)品構(gòu)型定義文件的要求，并及時(shí)糾正設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中出現(xiàn)的偏離，進(jìn)行物理構(gòu)型審查。

構(gòu)型管理取得的效率

采用先進(jìn)的構(gòu)型管理方法，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制和適航取證能起到重要促進(jìn)作用，主要體現(xiàn)在：構(gòu)建了有效的構(gòu)型管理組織和體系，并與項(xiàng)目管理有機(jī)結(jié)合；實(shí)行了面向構(gòu)型項(xiàng)和構(gòu)型文件的管理方式，替代傳統(tǒng)的面向圖樣和技術(shù)文件的管理方式；改變了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品層級(jí)架構(gòu)定義方式，實(shí)現(xiàn)構(gòu)型層和設(shè)計(jì)層的分離，并有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)；采用了先進(jìn)的圖樣編號(hào)方法，有效地標(biāo)識(shí)零件狀態(tài)和設(shè)計(jì)更改狀態(tài)；采用了構(gòu)型號(hào)和圖號(hào)分離的標(biāo)識(shí)方式，有效地阻斷設(shè)計(jì)更改的向上傳遞，不必更改上級(jí)圖樣和文件目錄，便于管理且減少工作量；減少了更改類(lèi)別，大改換號(hào)、小改換版，構(gòu)型控制簡(jiǎn)便、高效；實(shí)施了單臺(tái)份構(gòu)型管理，保證每臺(tái)份發(fā)動(dòng)機(jī)具有清晰的技術(shù)狀態(tài)；借助物理數(shù)據(jù)模型（PDM）信息化平臺(tái)管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)，保證產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)的可追溯性。

結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)構(gòu)型管理的組織體系還不健全，各型號(hào)的構(gòu)型管理水平參差不齊，構(gòu)型管理的發(fā)展仍任重道遠(yuǎn)。為提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和管理水平，應(yīng)進(jìn)一步提高對(duì)構(gòu)型管理重要性的認(rèn)識(shí)，健全組織和體系并將其納入中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)（AEOS），為我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制能力的穩(wěn)步提升做出貢獻(xiàn)。