航空制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化方面的實(shí)踐與思考

我所是航空領(lǐng)域從事標(biāo)準(zhǔn)化研究和應(yīng)用的專業(yè)化 機(jī)構(gòu)。由于航空制造業(yè)對數(shù)字化的旺盛需求，我所是 國內(nèi)較早開展標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化研究的單位。從2011年開 始，我所專門成立了“標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新研發(fā)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)”，目 前已經(jīng)發(fā)展為“標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化技術(shù)研究部”和“裝備標(biāo) 準(zhǔn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室”。這些年我所一直在不斷地探索標(biāo) 準(zhǔn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路?？偟膩碚f，我們的實(shí)踐大致可以 劃分為兩個(gè)階段。

第一個(gè)階段是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化改造階段（2011— 2015年）。這個(gè)階段是把海量文本標(biāo)準(zhǔn)電子化、結(jié) 構(gòu)化和碎片化，讓用戶能夠檢索得到顆粒度更細(xì)的標(biāo) 準(zhǔn)內(nèi)容。這個(gè)階段我們主要提出和實(shí)現(xiàn)了兩種結(jié)構(gòu)化 模式：XML-OUT模式、XML-IN模式。

（1）XML-OUT模式，主要針對存量標(biāo)準(zhǔn)，它 是一種事后結(jié)構(gòu)化模式，即標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)化 加工，將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成額外的XML數(shù)據(jù)包，也就是說 XML在標(biāo)準(zhǔn)外面，所以我們稱其為“XML-OUT”。 針對這種模式我們開發(fā)了“標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化加工工具（智 標(biāo)加工）”，該工具一直在改進(jìn)，目前可以“一鍵” 自動(dòng)提取標(biāo)準(zhǔn)的所有結(jié)構(gòu)化內(nèi)容，包括圖表、公式和 術(shù)語等，準(zhǔn)確率在90%以上。

（2）XML-IN模式，主要針對增量標(biāo)準(zhǔn)（未來 標(biāo)準(zhǔn)），它是一種事前結(jié)構(gòu)化模式，即標(biāo)準(zhǔn)編寫時(shí)采 用XML表達(dá)的，也就是說XML在標(biāo)準(zhǔn)里面，所以我們 稱其為“XML-IN”。針對這種模式我們開發(fā)了“標(biāo) 準(zhǔn)結(jié)構(gòu)化編制工具（智標(biāo)編制）”，該工具采取內(nèi)容 和格式分離模式設(shè)計(jì)的，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的填空式編 寫、自動(dòng)化校驗(yàn)和交互式出版。

第二個(gè)階段是標(biāo)準(zhǔn)智能化應(yīng)用階段（2016— 2023年）。這個(gè)階段我們主要考慮標(biāo)準(zhǔn)如何在航空 產(chǎn)品數(shù)字化研制體系下更好地發(fā)揮作用，不能為了數(shù) 字化而數(shù)字化，必須要考慮用戶（航空產(chǎn)品研制單 位）的需求，根據(jù)具體的應(yīng)用場景，來決定改造哪些 標(biāo)準(zhǔn)、改造到什么程度。這個(gè)階段我們主要開展了兩 方面的工作。

（1）將標(biāo)準(zhǔn)融入研制流程。我們行業(yè)很多產(chǎn)品研 制單位，尤其是主機(jī)廠所，都在開展集成研發(fā)平臺(tái)（精 益研發(fā)平臺(tái)）建設(shè)，其核心工作就是業(yè)務(wù)流程梳理。業(yè) 務(wù)流程活動(dòng)一般包括輸入、輸出、資源、約束等要素， 其中約束和資源與標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)度非常高。我們標(biāo)準(zhǔn)化部門 要做的工作就是將標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)（結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化）關(guān)聯(lián) 到業(yè)務(wù)流程活動(dòng)中，形成“流程伴隨知識(shí)”。這樣就可 以將標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)自動(dòng)推送到設(shè)計(jì)員的桌面，實(shí)現(xiàn)“人找標(biāo) 準(zhǔn)”向“標(biāo)準(zhǔn)找人”的轉(zhuǎn)變。

（2）將標(biāo)準(zhǔn)嵌入研制環(huán)境。我們發(fā)現(xiàn)僅僅給工 程技術(shù)人推送結(jié)構(gòu)化的標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)不能滿足產(chǎn)品數(shù)字化 研制的需要，尤其是在目前MBSE和數(shù)字孿生廣泛應(yīng) 用的背景下。因?yàn)榇蠖鄶?shù)時(shí)候，我們的工程師需要的 不是文本知識(shí)，而是可以直接被軟件系統(tǒng)調(diào)用的數(shù)據(jù) 庫、數(shù)字模型和軟件服務(wù)。數(shù)字化環(huán)境下，用戶（人 或機(jī)器）最希望的還是數(shù)字化程度更高的“即插即 用”服務(wù)，也就是我們常說的“服務(wù)即標(biāo)準(zhǔn)”“使用 即標(biāo)準(zhǔn)”。因此這一階段我們嘗試開發(fā)了一系列APP 工具，將標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)封裝為工業(yè)軟件，例如以下2款典 型APP：

1）裝備需求定義標(biāo)準(zhǔn)化工具：該工具集成了 1000余項(xiàng)航空裝備相關(guān)的要求類標(biāo)準(zhǔn)，包含了近3萬 條標(biāo)準(zhǔn)條目，覆蓋了航空裝備常用的整機(jī)級(jí)和系統(tǒng) 級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)要求。該工具與裝備需求定義軟件 （如DOORS）進(jìn)行了無縫集成，基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn) 了需求定義階段的標(biāo)準(zhǔn)智能應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)引用溯源、需 求符合性檢查、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用跟蹤以及型號(hào)專用規(guī)范自動(dòng) 生成等功能，有效保證裝備產(chǎn)品需求定義完整性、規(guī) 范性和敏捷性。

2）三維模型檢查標(biāo)準(zhǔn)化工具（數(shù)字標(biāo)審員）： 該工具集成了20余項(xiàng)航空產(chǎn)品建模和基于模型的定義 （MBD）相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，提煉形成了200余條建模 規(guī)則，覆蓋了通用檢查、環(huán)境檢查、特征檢查、拓?fù)?檢查、裝配檢查、標(biāo)注檢查、注釋檢查、屬性8方面 的標(biāo)準(zhǔn)符合性檢查內(nèi)容。該工具與三維建模軟件（如 CATIA、UG等）進(jìn)行了無縫集成，基于建模規(guī)則庫 實(shí)現(xiàn)了三維模型質(zhì)量智能檢查、錯(cuò)誤自動(dòng)優(yōu)化等功 能，大幅度減輕圖樣/模型標(biāo)審工作量，幫助設(shè)計(jì)人員 提前發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，從而減少設(shè)計(jì)更改，降低設(shè)計(jì)成本， 縮短設(shè)計(jì)周期。

我們所還在標(biāo)準(zhǔn)與人工知識(shí)智能結(jié)合（標(biāo)準(zhǔn)知 識(shí)圖譜系統(tǒng)）、標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)字孿生結(jié)合（標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字樣機(jī) 系統(tǒng)）、標(biāo)準(zhǔn)與云計(jì)算結(jié)合（標(biāo)準(zhǔn)云資源和云應(yīng)用平 臺(tái)）方面做了一些實(shí)踐探索工作。

此外我還有兩點(diǎn)思考：一是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)便 攜式的出版和發(fā)布，能否制定一種國產(chǎn)化的交互式電子 文檔出版格式，從而方便數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)的閱讀和傳遞，實(shí)現(xiàn) 對大眾的普及。該文檔格式可以實(shí)現(xiàn)交互式操作，如熱 點(diǎn)跳轉(zhuǎn)、VR動(dòng)畫播放、三維模型操作、表格數(shù)據(jù)導(dǎo)出 等。二是將標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)封裝為軟件后，為保證其正確性、 一致性、持續(xù)性，需要建立標(biāo)準(zhǔn)符合性認(rèn)證。