面向全生命周期的飛機產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構技術

周永， 羅小琦， 李榮強， 熊青岳

中航工業(yè)成都飛機設計研究所, 成都　610091

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面向全生命周期的飛機產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構技術

周永*， 羅小琦， 李榮強， 熊青岳

中航工業(yè)成都飛機設計研究所, 成都610091

摘要:為增強產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力，提升飛機研發(fā)效率和質量，基于構型控制技術和飛機產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的多年實踐，提出了飛機統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構(UA-PDA)概念，并依據(jù)飛機研制生命周期過程對UA-PDA的分類、組成以及相互之間的關系進行了定義和描述，對架構管理技術和方法也進行了探討；此項技術研究對于復雜產(chǎn)品研制構建統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，實施產(chǎn)品研制和服務全過程的數(shù)據(jù)協(xié)同和構型控制，具有十分重要的意義。

關鍵詞:產(chǎn)品生命周期管理； 數(shù)據(jù)架構； 功能架構； 構型控制； 工程協(xié)同

近年來，隨著復雜產(chǎn)品的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和產(chǎn)品生命周期管理(PDM/PLM)技術的應用發(fā)展，產(chǎn)品研發(fā)過程中不同階段、不同功能的產(chǎn)品數(shù)據(jù)構成及其相互關系成為了應用研究熱點。

在飛機或其他復雜系統(tǒng)的研制過程中，將產(chǎn)生多種類型、數(shù)量巨大的設計、生產(chǎn)、管理和保障數(shù)據(jù)[1]。這些數(shù)據(jù)可以按照功能分解、空間結構裝配關系等多個維度進行組織，并且在產(chǎn)品整個生命周期中不斷地生成[2]，它們往往相互依賴，存在著復雜的邏輯關聯(lián)關系。如果不能對這些數(shù)據(jù)進行管控，保證其一致性，不同專業(yè)和部門間的協(xié)調工作將會浪費大量時間，從而導致研發(fā)效率降低、項目拖延，甚至造成產(chǎn)品質量缺陷[3]。因此，實現(xiàn)單一數(shù)據(jù)源產(chǎn)品數(shù)據(jù)(Single Source of Product Data, SSPD)管理對執(zhí)行高效、高質量的研發(fā)工作具有重要意義。

目前國外具有業(yè)界先進水平的航空企業(yè)已經(jīng)廣泛開展了基于物料清單(BOM)或相應機制的產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)管理工作，并在保障產(chǎn)品順利研發(fā)交付方面取得了有目共睹的成績。例如，空客、Boeing等企業(yè)等都在飛機產(chǎn)品多業(yè)務物料清單(xBOM)管理技術上，借助產(chǎn)品生命周期管理(PLM)工具，采用多視圖IT控制技術，為飛機型號建立了完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，以支持產(chǎn)品生命周期研發(fā)和交付保障[4-5]。

達索系統(tǒng)公司的ENOVIA V6系統(tǒng)推出了需求/功能/邏輯/物理模型(RFLP)產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義技術，支持運用系統(tǒng)工程的方法對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行架構開發(fā)和應用[6]。

通過對飛機研制過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)的特征進行分析和歸納，可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間雖然存在復雜的關聯(lián)，但能夠通過多個分解結構的交叉和映射進行有效的描述和管理，因此這些不同類型的分解結構可以共同形成一種產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構(Product Data Architecture, PDA)，來作為產(chǎn)品全生命周期管理的核心線索。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構是一種自頂向下的產(chǎn)品數(shù)據(jù)分解構成，主要用于定義并表達產(chǎn)品生命周期全過程數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品的需求分析與定義、設計與建模、分析仿真、產(chǎn)品試驗、產(chǎn)品工藝、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品裝配、產(chǎn)品交付與維護等信息，用于支持產(chǎn)品工程研發(fā)、制造和服務過程的工程協(xié)同和技術狀態(tài)管理。

飛機研制需要歷經(jīng)方案設計、初步設計、詳細設計和試制、試飛以及產(chǎn)品交付過程。在方案設計和初步設計中，飛機總體設計的重要內容之一是定義飛機按系統(tǒng)和成品的產(chǎn)品分解結構，按照系統(tǒng)功能和裝配工藝提出設計、制造、集成的研制要求和規(guī)范，形成產(chǎn)品研制數(shù)據(jù)構成和管理方案，這對于開展工程研制過程協(xié)同與技術狀態(tài)管理意義重大。

建立飛機型號級統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構，對數(shù)據(jù)架構進行有效管理，有利于根據(jù)不同的視圖和管理需要，從頂層上安排和掌握飛機型號的研發(fā)方案和研制情況，保證研制需求和規(guī)范在研制過程中得到貫徹和實現(xiàn)。

同時，對不同的功能數(shù)據(jù)架構進行關鍵指標或模型的關聯(lián)，能夠維護產(chǎn)品各模塊和組成部分間的關聯(lián)關系，從而保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性。這對產(chǎn)品的研發(fā)過程協(xié)同和管控，特別是對變更控制、設計迭代和產(chǎn)品配置管理有著極大的促進作用，能夠有效地提高產(chǎn)品研發(fā)和交付質量。

此外，按研制周期定義數(shù)據(jù)架構分類，可以分門別類、多角度地進行產(chǎn)品知識的積累，也便于實現(xiàn)結構和部件的參考和引用，從而為后續(xù)產(chǎn)品型號的改進發(fā)展提供可持續(xù)的敏捷研發(fā)能力。

最后，對數(shù)據(jù)架構進行多視圖應用開發(fā)，對飛機工作范圍進行劃分，也能夠增強采購和分包管理能力，實現(xiàn)對飛機系統(tǒng)和子系統(tǒng)的協(xié)同開發(fā)和承制商管控能力的提升。

1飛機全生命周期產(chǎn)品數(shù)據(jù)組成

1.1數(shù)據(jù)分類

通過對飛機研制過程進行研究和分析，可將飛機全生命周期產(chǎn)品數(shù)據(jù)分類歸納如下[7-8]。

1) 研制需求類：包括飛機指標、能力目錄、飛機研制規(guī)范、系統(tǒng)研制規(guī)范、機體研制規(guī)范和技術指標等數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)初始產(chǎn)生于飛機方案設計階段，用于指導飛機研制全過程。

2) 系統(tǒng)設計類：包括系統(tǒng)設計原理圖、線路圖、飛機系統(tǒng)接口定義文件、設備數(shù)模、按功能分解的設備設計實例號以及系統(tǒng)試驗/仿真等數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)初始產(chǎn)生于飛機初步設計階段，服務于初步設計及以后的所有飛機研制階段。

3) 數(shù)字樣機類：包括飛機數(shù)字樣機按區(qū)段的分區(qū)協(xié)調模型、評審記錄、飛機總體三面圖/總體布置圖/理論外形數(shù)模、樣機三維數(shù)模以及生產(chǎn)用技術條件文檔等數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)初始產(chǎn)生于飛機詳細設計階段，服務于詳細設計及以后的所有飛機研制階段。

4) 工藝設計類：包括工藝路線、工藝組合件和材料定額等工藝信息數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)初始產(chǎn)生于飛機詳細設計階段，服務于詳細設計及以后的所有飛機研制階段。

5) 裝配制造類：包括工藝規(guī)程、工裝設計數(shù)據(jù)、生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)/檢驗記錄、成品序列號、超差、偏離情況以及單機/單件稱重信息等數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)在飛機試制階段產(chǎn)生，服務于飛機試制及以后的所有飛機研制階段。

6) 維修保障類：包括維護維修任務規(guī)劃、維修分析報告、支持維護技術手冊和備品備件信息等數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)在飛機初步設計階段產(chǎn)生，服務于飛機初步設計及以后的所有飛機研制階段。

7) 外場服務類：包括飛機外場維修維護記錄、設備履歷、技術通報以及更改外場執(zhí)行情況等信息數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)在飛機使用支持階段產(chǎn)生，主要服務于該階段。飛機全生命周期產(chǎn)品數(shù)據(jù)與研制階段關系如圖1所示。

飛機研制過程中各類數(shù)據(jù)的產(chǎn)生均具有自頂向下、逐級衍變的特點，因此適合采用樹狀數(shù)據(jù)結構進行關系組織[9]。

1.2需求

圖1飛機全生命周期產(chǎn)品數(shù)據(jù)與研制階段關系
Fig. 1Relationships between aircraft product data of lifecycle and R&D phase

飛機產(chǎn)品研制需求，是飛機設計各階段的設計依據(jù)和狀態(tài)基礎，對產(chǎn)品的設計、實現(xiàn)和驗證起牽動作用。需求的定義過程就是對關鍵因素和指標的反復權衡過程，包括：系列化、多樣性、功能、性能、安全、可靠性、可支持性、舒適性、成本、研發(fā)進度、周期、生產(chǎn)能力和供應鏈等。需求的具體產(chǎn)生過程是：首先對客戶需求進行正確的識別和捕獲(表達為飛機指標和能力目錄)，在客戶需求一經(jīng)確認后，就需要建立需求基線；在需求基線初步確定后，再進行功能分析，建立功能架構。功能架構是在功能分解和分配的過程中不斷迭代，并權衡其影響后建立起來的。需求到功能架構的建立過程模型如圖2所示，需求的分解和分配過程如圖3所示。

考慮到飛機產(chǎn)品組成和設計的復雜性，不同系統(tǒng)需要不同專業(yè)人員參與完成。飛機設計中主要包括結構設計和系統(tǒng)設計兩大類。

圖2客戶需求到功能架構的建立過程模型
Fig. 2Model of construction process from customer
requirements to function architecture

結構架構遵從一個共同的結構數(shù)據(jù)頂層框架，它也是設計分解和集成(裝配)的源頭。飛機結構框架組成是在初步設計階段完成的，對單一型號而言，其相對變化小。結構架構需要包括產(chǎn)品各大部件(主結構)框架和組成、各部件功能需求、材料需求、結構強度、工藝可加工性和裝配性等，工程設計中需要對架構數(shù)據(jù)的組成關系、部件結構需求和指標等進行定義和管理。

系統(tǒng)設計不同于結構設計，一開始并沒有統(tǒng)一的系統(tǒng)架構；系統(tǒng)架構是通過系統(tǒng)頂層設計和各系統(tǒng)設計逐步建立起來的。從系統(tǒng)的頂層功能需求開始，進行系統(tǒng)的組成和功能的設計，經(jīng)過多次迭代，驗證系統(tǒng)頂層方案達到設計目標，滿足系統(tǒng)的功能需求[10]。完成系統(tǒng)頂層設計后，才能建立飛機系統(tǒng)的架構，所以系統(tǒng)架構因系統(tǒng)功能需求的不同而不同。一般來講，系統(tǒng)架構應包括系統(tǒng)需求文件(SRD)、系統(tǒng)安裝需求文件(RIRD)、系統(tǒng)安裝設計原則(SIDP)、設備安裝需求文件(EIRD)、采購技術規(guī)范(PTS)和系統(tǒng)設計目標(TDD)等。這些系統(tǒng)需求與規(guī)范文件包含了有關系統(tǒng)的安全性要求、功能要求、客戶要求、運行要求、性能要求、物理和安裝要求、維修性要求以及接口要求等[11]。

圖3飛機需求的分解和分配過程模型
Fig. 3Model of deployment and allocation of aircraft
requirements

1.3數(shù)字樣機

數(shù)字樣機是飛機從設計到工程實現(xiàn)的核心架構，是產(chǎn)品工程物料清單(EBOM)的集成形式。EBOM是工程設計組織創(chuàng)建的產(chǎn)品結構樹，反映產(chǎn)品設計的意圖和內容，存儲了工程產(chǎn)品及其組件的結構關系和數(shù)量關系，是產(chǎn)品工程數(shù)據(jù)的組織架構與飛機工程制造的依據(jù)。其構造從產(chǎn)品逐層分解到物理安裝，涵蓋了產(chǎn)品詳細設計階段設計產(chǎn)生的、用于生產(chǎn)的大量零部件數(shù)據(jù)[12]。

國內外不同航空企業(yè)在構建EBOM時采取了不同的方式。空客公司采用的是“固定層-構型層-零組部件層”的三大層次，在構型層采用“構型項(CI)-連接點(LO)-設計方案(DS)”的模式。Boeing公司采用的是“選項(OPTIONS)-模塊(MODULES)-零組部件(PARTS)”的模式。無論是空客公司還是Boeing公司，飛機產(chǎn)品結構上層部分的構建方式基本相似，均以艙段和大部件，以及系統(tǒng)、子系統(tǒng)(民機采用ATA章節(jié))為線索進行EBOM分解[13]。

圖4為空客公司A380項目的頂層產(chǎn)品結構。由圖可知，A380項目至少包括A380-800和A380-700兩個系列型號。在型號之下，首先按飛機大部件進行劃分，例如按左右機翼、機身、垂尾、起落架和發(fā)動機進行劃分；然后再按飛機結構進行分段；分艙段之后再按系統(tǒng)、分系統(tǒng)(對應ATA章節(jié))進行劃分；在系統(tǒng)、分系統(tǒng)劃分之后，再設立構型項(CI)，并通過設計方案(DS)將零部件組織起來。

圖4空客公司A380飛機EBOM頂層結構
Fig. 4Top-level EBOM structure of Airbus A380 aircraft

2數(shù)據(jù)架構管理技術

2.1飛機統(tǒng)一產(chǎn)品架構模型定義

結合飛機研制流程和規(guī)律，總體來說，可將飛機研制數(shù)據(jù)歸納為兩類：①圍繞飛機功能的定義和設計過程服務，包括研制需求類數(shù)據(jù)、系統(tǒng)設計類數(shù)據(jù)和維護保障類數(shù)據(jù)；②圍繞飛機實物的生產(chǎn)與裝配過程，包括數(shù)字樣機類數(shù)據(jù)、工藝設計類數(shù)據(jù)、裝配制造類數(shù)據(jù)和外場服務類數(shù)據(jù)[14]。

對應地，在架構分類上，可將飛機架構模型也分為兩類：①按飛機系統(tǒng)/功能架構對飛機產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行樹狀分解和組織，簡稱飛機功能架構(F-PDA)；②按照飛機空間幾何及物理安裝進行樹狀分解和組織，簡稱飛機空間架構(S-PDA)。以F-PDA和S-PDA為基礎組合可以形成統(tǒng)一的飛機產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構——飛機統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構(UA-PDA)，它采用層次化的方式定義飛機數(shù)據(jù)結構，主要集成需求、設計、驗證、制造和外場保障的相關元數(shù)據(jù)，管理飛機全生命周期過程數(shù)據(jù)與狀態(tài)數(shù)據(jù)(定義、關系、約束和變更)，形成產(chǎn)品綜合視圖，對飛機全生命周期技術狀態(tài)進行完整紀實。

下面對UA-PDA進行詳細描述。

UA-PDA由層次化的節(jié)點與節(jié)點關聯(lián)的數(shù)據(jù)構成，包括頂層產(chǎn)品結構、配置層、底層產(chǎn)品結構和設計資源層4層結構。

UA-PDA的頂層產(chǎn)品結構與配置層由F-PDA和S-PDA共同組成。其中，F(xiàn)-PDA的頂層節(jié)點代表飛機系統(tǒng)設計功能分解的層次，通常由飛機系統(tǒng)/分系統(tǒng)/子系統(tǒng)這樣的結構組成；F-PDA的配置層簡稱F-CI，通常分解至飛機各系統(tǒng)的外場可更換單元(LRU)級或接口級。而S-PDA的頂層產(chǎn)品結構上，每一個節(jié)點代表飛機按物理安裝的分解層次，通常按照主部段/艙段/安裝/裝配這樣的結構組成；S-PDA的配置層簡稱S-CI，主要包括設備安裝結構、結構件和結構連接件3種類型數(shù)據(jù)。

在UA-PDA的配置層以下緊鄰的為底層產(chǎn)品結構，它由需求和系統(tǒng)設計等數(shù)據(jù)集合構成，提供給配置層選用，選配關系定義在配置層與數(shù)據(jù)集合層之間的鏈接關系上(參見2.2 節(jié))。

UA-PDA的最下層為設計資源層，用于存儲設備、通用零部件、元器件、標準件和材料等通用設計資源設計信息，提供給底層產(chǎn)品結構設計過程選用。UA-PDA模型定義如圖5所示。

圖5UA-PDA模型
Fig. 5Model of UA-PDA

2.2飛機統(tǒng)一產(chǎn)品架構數(shù)據(jù)關系

在UA-PDA模型中，各種類型飛機產(chǎn)品數(shù)據(jù)均應與架構節(jié)點關聯(lián)，同時架構關聯(lián)模型之間也具有從前到后、派生和引用等關系特征，例如研制需求數(shù)據(jù)的產(chǎn)生完善過程，將引導產(chǎn)品分解結構(PBS)初步架構和數(shù)字樣機技術要求的產(chǎn)生；而系統(tǒng)設計過程將產(chǎn)生系統(tǒng)設備模型以及系統(tǒng)裝配、連接等技術要求，這些設計要素均可作為數(shù)字樣機產(chǎn)生過程中的重要輸入，驅動數(shù)字樣機的設計工作[15]。

在UA-PDA中，可依據(jù)關聯(lián)的數(shù)據(jù)類型(參見1.1 節(jié))，將架構節(jié)點與產(chǎn)品數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系進行分類定義，建立產(chǎn)品架構關系模型，包括：需求關系模型(R-LINK)、系統(tǒng)設計關系模型(St-LINK)、數(shù)字樣機關系模型(E-LINK)、維修保障關系模型(S-LINK)、工藝設計關系模型(P-LINK)、裝配制造關系模型(M-LINK)和外場使用關系模型(O-LINK)[15]。將這種數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關系進行梳理、定義，對于飛機研制流程的規(guī)范化和知識化具有重要意義；同時，當數(shù)據(jù)變更產(chǎn)生時可以依據(jù)關系鏈路，進行向前和向后影響分析，得到更為全面的變更影響分析結論[16]。圖6為UA-PDA數(shù)據(jù)在飛機研制過程中的關系模型定義。

圖6UA-PDA數(shù)據(jù)關系模型
Fig. 6Model of UA-PDA data relationships

通過對這些關系模型進行統(tǒng)一管理，可以實現(xiàn)基于UA-PDA自動抽取不同的工程視圖，包括需求視圖(RBOM)、系統(tǒng)視圖(StBOM)、工程視圖(EBOM)、工藝視圖(PBOM)、制造視圖(MBOM)、保障視圖(SBOM)以及運營視圖(OBOM)等，從而實現(xiàn)xBOM的綜合應用[17]。圖7為由UA-PDA進行多視圖應用的原理。

2.3與國外先進模式的對比

國外航空工業(yè)巨頭——空客公司在其最新研制的A350機型中，采用了三級多視圖管理方式對飛機全生命周期各個階段的產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織進行了規(guī)劃定義，該規(guī)劃分為主數(shù)據(jù)架構層(對應意向視圖(As Proposed)、規(guī)格視圖(As Specified)、定義視圖(As Defined)、設計視圖(As Designed)、系統(tǒng)視圖(System View)、工藝視圖(As Planed)、制造視圖(As Prepared)和維護視圖(As Maintained)8個主視圖)、數(shù)據(jù)架構實例層(由8個主視圖分別擴展生成7個擴展視圖)和交付層(對應各視圖輸出的可交付數(shù)據(jù))3層，從飛機全生命周期、全過程域給出了A350飛機研制擬采用的研制數(shù)據(jù)管理規(guī)劃。該模式目前也僅在空客A350機型研制中進行了試點，并未全面推廣應用。圖8為空客A350采用的產(chǎn)品數(shù)據(jù)多視圖結構規(guī)劃模型。

與空客公司的規(guī)劃相比較，本文所研究的飛機統(tǒng)一產(chǎn)品架構模型及其相關技術，主要結合了國內飛機研制特點，側重于自頂向下對飛機研制數(shù)據(jù)及其內部組織關系的描述定義，從根本上建立飛機全生命周期產(chǎn)品數(shù)據(jù)的核心管理機制，基于該機制可實現(xiàn)對產(chǎn)品功能和物理空間兩個視角在統(tǒng)一架構下管理飛機全生命周期數(shù)據(jù)，有利于解決當前工程各階段數(shù)據(jù)分散管理、技術狀態(tài)難以完整控制的被動局面。

圖7UA-PDA多視圖應用原理
Fig. 7Application principle of UA-PDA multi-view

2.4架構配置管理

UA-PDA主要通過版本和有效性控制方式進行配置管理。其中，有效性管理主要分為兩類：方案有效性和架次有效性。

方案有效性指針對不同飛機的系統(tǒng)功能或性能要求，在研制中采用不同的設計方案。例如，同系列型號的A型飛機和B型飛機，可對應到飛機設計方案A和設計方案B。不同設計方案在物理實現(xiàn)中最終將落實到不同飛機架次上進行驗證或研制交付[18]。

架次有效性與生產(chǎn)密切相關，對應具體的飛機生產(chǎn)架次序列。管理中通常用1～9 999的數(shù)字序列對飛機架次進行配置和管理[19]。

在F-PDA上主要通過方案有效性進行配置管理，其配置方式為：F-PDA上每個節(jié)點可多個大版本同時有效，每個大版本對應不同的方案有效性數(shù)據(jù)集。有效性配置模型如圖9所示。

S-PDA上主要管理飛機物理架次有效性，采用簡化有效性定義方式進行配置管理：頂層產(chǎn)品結構節(jié)點最新版本有效，不定義有效性，默認對整個產(chǎn)品全架次范圍有效；有效性僅在S-CI上定義，該節(jié)點可多個大版本同時有效。每個大版本對應不同的架次范圍；底層產(chǎn)品結構模塊最新版本有效，有效性直接從對應版本的S-CI上繼承，其有效性配置模型如圖10所示。

圖8空客產(chǎn)品數(shù)據(jù)多視圖架構模型
Fig. 8Multi-view architecture model of Airbus product data

圖9F-PDA有效性配置模型
Fig. 9Model of F-PDA effectiveness configuration

圖10S-PDA有效性配置模型
Fig. 10Model of S-PDA effectiveness vonfiguration

2.5架構集成技術

UA-PDA中的工程數(shù)據(jù)通常產(chǎn)生于不同的專業(yè)/業(yè)務設計工具和系統(tǒng)，如DOORS、Raphsody、ENOVIA、CATIA、DELMIA等，因此UA-PDA架構的有效運作，要求架構管理系統(tǒng)具備跨平臺的集成能力，應能夠根據(jù)架構視圖建立架構關系模型，從各個專業(yè)系統(tǒng)中定位和獲取該結構相關的專業(yè)數(shù)據(jù)，并在各個視圖應用中根據(jù)結構關系為使用者提供這些信息。上述能力主要涉及UA-PDA管理工具的3個主要技術特征：

1) 產(chǎn)品信息描述方法。產(chǎn)品各視圖數(shù)據(jù)可在UA-PDA架構管理工具中提取、傳遞和使用，要求在被集成的各個專業(yè)系統(tǒng)中，產(chǎn)品的數(shù)據(jù)都是高度結構化的，能夠通過一定標準進行描述和存儲。

2) 產(chǎn)品結構主數(shù)據(jù)源。為了實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構集成，各業(yè)務系統(tǒng)應將其數(shù)據(jù)對象與產(chǎn)品結構建立關聯(lián)，即在業(yè)務數(shù)據(jù)組織方式設計中應體現(xiàn)其與產(chǎn)品架構的映射思想。這種關聯(lián)可能是基于BOM映射維護系統(tǒng)中的結構樹與產(chǎn)品結構視圖自動關聯(lián)，也可能是直接人工指定數(shù)據(jù)對象與產(chǎn)品架構某一視圖的結構項之間關聯(lián)。但無論哪種關聯(lián)，UA-PDA架構管理工具均應成為產(chǎn)品結構的唯一主數(shù)據(jù)源[20]。

3) 產(chǎn)品信息提取與使用。UA-PDA管理工具不應該成為產(chǎn)品業(yè)務數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，而應該成為數(shù)據(jù)的調度員；它應將各個業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)按產(chǎn)品結構關系進行匯集，并根據(jù)業(yè)務依托的視圖提供給其他需要這些數(shù)據(jù)的業(yè)務系統(tǒng)。產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構在其應用深度上的表現(xiàn)很大程度上取決于各個業(yè)務系統(tǒng)的開放程度。

3應用與展望

產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構技術正在筆者單位進行深入研究和開發(fā)，并已逐步應用到工程研制過程中，目前已經(jīng)基于S-PDA實現(xiàn)了飛機設計狀態(tài)、架次狀態(tài)的變更控制和有效追溯;而隨著產(chǎn)品系統(tǒng)工程的推進,F-PDA的研究和應用開發(fā)也在逐步深入，上述工作為實現(xiàn)對UA-PDA的進一步研究與應用打下了堅實的基礎。圖11為根據(jù)某飛機工程應用需求建立的一個UA-PDA實例。可以預見的是，UA-PDA技術的推廣應用，有利于飛機研制過程中的多專業(yè)、多業(yè)務協(xié)同，將為完整實現(xiàn)飛機全生命周期中的過程與數(shù)據(jù)管理提供強大支持。

圖11UA-PDA應用實例
Fig. 11Application example of UA-PDA

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周永男， 學士， 研究員， 碩士生導師。主要研究方向： 計算機應用技術， 企業(yè)信息化。

Tel: 028-85509145

E-mail: zy1572@163.com

羅小琦男， 學士， 工程師。主要研究方向： 計算機應用技術。

Tel: 028-66339261

E-mail: luo_xq@126.com

李榮強男， 碩士， 高級工程師。主要研究方向： 飛機研制數(shù)字化應用， 虛擬現(xiàn)實仿真。

Tel: 028-66329660

E-mail: rqli1978@sina.com

熊青岳男， 碩士， 工程師。主要研究方向： 計算機應用技術。

Tel: 028-65034553

Email: jameswilliam@163.com

Received： 2015-08-20; Revised: 2015-10-28; Accepted: 2015-11-13; Published online: 2015-12-0410:08

URL： www.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20151204.1008.016.html

Technology of lifecycle oriented aircraft product data architecture

ZHOU Yong*, LUO Xiaoqi, LI Rongqiang, XIONG Qingyue

AVIC Chengdu Aircraft Design & Research Institute, Chengdu610091, China

Abstract:For raising the product data management capability and improving the efficiency and quality of aircraft research and development, this paper proposes the concept of unified aircraft-product data architecture (UA-PDA) based on the practice of configuration control and aeronautic product data management for years, defines and discusses the classification, constitution and inner relation of UA-PDA according to the aircraft product lifecycle processes, and investigates the method and technology of architecture management. The investigation will be of great significance to the construction of UA-PDA for complex product, the data cooperation and configuration control in the whole process of product R&D implement and services.

Key words:product lifecycle management; data architecture; function architecture; configuration control; engineering collaboration

*Corresponding author. Tel.： 028-85509145E-mail: zy1572@163.com

作者簡介：

中圖分類號：V221； V37

文獻標識碼：A

文章編號：1000-6893(2016)01-0324-11

DOI：10.7527/S1000-6893.2015.0320

*通訊作者.Tel.： 028-85509145E-mail: zy1572@163.com

收稿日期：2015-08-20; 退修日期: 2015-10-28; 錄用日期: 2015-11-13; 網(wǎng)絡出版時間: 2015-12-0410:08

網(wǎng)絡出版地址： www.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20151204.1008.016.html

引用格式： 周永， 羅小琦， 李榮強， 等. 面向全生命周期的飛機產(chǎn)品數(shù)據(jù)架構技術[J]． 航空學報, 2016, 37(1): 324-334. ZHOU Y, LUO X Q, LI R Q, et al. Technology of lifecycle oriented aircraft product data architecture[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2016, 37(1): 324-334.

http://hkxb.buaa.edu.cnhkxb@buaa.edu.cn