并行工程在機(jī)上地面試驗(yàn)中的應(yīng)用研究

王冬明

摘 要：研制飛機(jī)是龐大的系統(tǒng)工程，研制周期長(zhǎng)、投資強(qiáng)度大。縮短研制周期、降低研制成本是取得商業(yè)成功的關(guān)鍵要素之一，通過(guò)使用科學(xué)的方法和管理技術(shù)縮短周期是制造商的共同目標(biāo)，并行工程是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑之一。本文介紹了并行工程定義，分析了商用飛機(jī)的全生命周期的成本，并行工程在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合商用飛機(jī)研制特點(diǎn)，研究并行工程在機(jī)上地面試驗(yàn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：并行工程 機(jī)上地面試驗(yàn) 商用飛機(jī)研制

中圖分類號(hào)：F27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（b）-0061-02

研制飛機(jī)是龐大的系統(tǒng)工程，研制周期長(zhǎng)、投資強(qiáng)度大。縮短研制周期、降低研制成本是取得商業(yè)成功的關(guān)鍵要素之一，通過(guò)使用科學(xué)的方法和管理技術(shù)縮短周期是制造商的共同目標(biāo)，并行工程是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑之一。

1 并行工程的定義

并行工程是對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程進(jìn)行并行、集成化處理的系統(tǒng)方法和綜合技術(shù)，要求從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)開(kāi)始就考慮到全生命周期內(nèi)各階段因素，強(qiáng)調(diào)各部門協(xié)同工作，建立各決策者間的有效信息交流機(jī)制，綜合考慮各相關(guān)因素影響，最大限度地減少設(shè)計(jì)反復(fù)，縮短設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備和制造時(shí)間[1]。

2 國(guó)內(nèi)外商用飛機(jī)并行工程應(yīng)用的現(xiàn)狀

隨著工業(yè)的發(fā)展，并行工程理論已經(jīng)成熟，并在實(shí)用化方向有了很好的發(fā)展。美國(guó)洛克希德公司在研制新型NMD導(dǎo)彈過(guò)程中，通過(guò)采用并行工程，開(kāi)發(fā)周期從5年縮短為2年。美國(guó)波音公司在B777飛機(jī)時(shí)，運(yùn)用并行工程，與B767飛機(jī)相比，研制周期縮短了13個(gè)月[2]。

國(guó)內(nèi)并行工程的應(yīng)用也取得一定的成果，如西飛公司研制運(yùn)7改型飛機(jī)時(shí)，對(duì)于內(nèi)裝飾采用了設(shè)計(jì)制造并行，研制周期從1.5年縮短到1年。

3 機(jī)上地面試驗(yàn)介紹

3.1 定義

機(jī)上試驗(yàn)程序是在系統(tǒng)安裝完成后，在地面檢查線纜和系統(tǒng)的安裝和功能是否正確的試驗(yàn)，包含兩類試驗(yàn)：線纜導(dǎo)通試驗(yàn)程序（WIT）和機(jī)上功能試驗(yàn)程序（OATP）。機(jī)上試驗(yàn)程序?qū)儆陲w機(jī)設(shè)計(jì)集成過(guò)程的驗(yàn)證階段。

3.2 試驗(yàn)順序規(guī)劃

根據(jù)系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)功能及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的影響，可分為以下四類試驗(yàn)。

（1）公共能源類試驗(yàn)，如電源、液壓。

（2）具有平臺(tái)功能的試驗(yàn)，如航電核心處理。

（3）功能相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)試驗(yàn)，如起落架、防火。

（4）全機(jī)綜合試驗(yàn)。

試驗(yàn)的邏輯順序如圖1所示。

某新型商用飛機(jī)共有16項(xiàng)機(jī)上功能試驗(yàn)，如果采用上述串行試驗(yàn)邏輯順序，計(jì)劃如圖2所示。

按上述計(jì)劃，完成全部試驗(yàn)共需要88d，其中線纜導(dǎo)通15d，各系統(tǒng)功能試驗(yàn)合計(jì)73d。

4 并行工程在機(jī)上功能試驗(yàn)中的應(yīng)用

為提高試驗(yàn)效率，在該型飛機(jī)的試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中引用并行工程方法，主要應(yīng)用于以下五個(gè)方面。

4.1 線纜導(dǎo)通測(cè)試與總裝并行

并行原理：在系統(tǒng)設(shè)備安裝前已完成大部分線纜安裝，已具備部分線纜導(dǎo)通測(cè)試條件，將線纜導(dǎo)通與總裝工作并行開(kāi)展，可節(jié)省導(dǎo)通測(cè)試時(shí)間，并有效避免某一束線纜的導(dǎo)通工作制約所有功能試驗(yàn)開(kāi)展的情況。

4.2 相互制約的OATP，并行開(kāi)展

并行原理：優(yōu)化前置條件要求，將互相制約關(guān)系改為并列關(guān)系，一次試驗(yàn)同時(shí)驗(yàn)證。如圖3所示，電源系統(tǒng)首次上電時(shí)，電源、航電核心和空調(diào)均要求其他系統(tǒng)功能正常作為前置條件，作為飛機(jī)首次上電，各系統(tǒng)功能均未驗(yàn)證，故形成制約關(guān)系。通過(guò)變互相制約的關(guān)系為并列關(guān)系，只把3個(gè)系統(tǒng)安裝完成作為前置條件，功能正常不作為前置條件，一次試驗(yàn)便可同時(shí)驗(yàn)證3個(gè)系統(tǒng)的功能狀態(tài)。

此種并行的意義在于：解鎖試驗(yàn)限制附件，允許試驗(yàn)開(kāi)展，如圖3所示。

4.3 復(fù)雜系統(tǒng)試驗(yàn)細(xì)化分解

并行原理：將復(fù)雜系統(tǒng)試驗(yàn)細(xì)化分解為多項(xiàng)試驗(yàn)；試驗(yàn)前置條件細(xì)分簡(jiǎn)化，將相似條件的試驗(yàn)并行開(kāi)展。例如：將航電系統(tǒng)試驗(yàn)細(xì)化分解，合理并行后，原來(lái)需要14d的試驗(yàn)可在7d完成，如表1所示。

4.4 OATP與總裝并行

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)試驗(yàn)程序進(jìn)行嚴(yán)格梳理，明確前置條件和試驗(yàn)范圍，對(duì)于相互無(wú)影響的系統(tǒng)，可并行開(kāi)展總裝和試驗(yàn)工作。如圖4所示，電源、航電完成系統(tǒng)安裝后即可開(kāi)展OATP試驗(yàn)，并同時(shí)開(kāi)展燃油等系統(tǒng)總裝工作。

按原有串行工作計(jì)劃，全機(jī)完成總裝后再開(kāi)展機(jī)上功能試驗(yàn)，試驗(yàn)周期需要88d。按并行方案規(guī)劃試驗(yàn)安排，在發(fā)動(dòng)機(jī)安裝前已完成約70%的試驗(yàn)項(xiàng)目，在發(fā)動(dòng)機(jī)完成安裝后21d即完成全部機(jī)上功能試驗(yàn)。

4.5 試驗(yàn)排故中設(shè)計(jì)與制造并行

試驗(yàn)中遇到故障問(wèn)題，如需進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，為縮短排故時(shí)間，在設(shè)計(jì)方案確定后，便開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)采購(gòu)、備料，設(shè)計(jì)數(shù)模達(dá)到一定成熟度后，即可進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)制造，待數(shù)模發(fā)布后，完成加工和檢驗(yàn)入庫(kù)，見(jiàn)圖5。此方法可有效縮短新制件的制造周期。

5 結(jié)語(yǔ)

按原有串行工作方案，總裝后需88d完成全部試驗(yàn)，通過(guò)應(yīng)用并行工程，機(jī)上功能試驗(yàn)與總裝工作并行開(kāi)展，在發(fā)動(dòng)機(jī)安裝前已完成70%的試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝后21d即完成全部功能試驗(yàn)。

實(shí)踐表明，應(yīng)用并行工程，可顯著提高機(jī)上地面試驗(yàn)效率，有效縮短研制周期，繼而降低研制成本，提高商用飛機(jī)獲得商業(yè)成功的機(jī)會(huì)。

參考文獻(xiàn)

[1] （德）漢斯-亨利奇·阿爾特菲爾德.商用飛機(jī)項(xiàng)目[M].航空工業(yè)出版社，2013.

[2] 耿汝光.大型復(fù)雜航空產(chǎn)品項(xiàng)目管理[M].航空工業(yè)出版社，2012.endprint