飛機機載設備數字數據管理技術研究

張磊 羅旭升

摘 要：本文立足于飛機研制過程的實際需要，提出了機載設備數字數據在總設計師單位的管理思路，通過系統視圖解決了機載設備的交付管理，設計安裝和更改管理等過程，并探討了飛機機載設備的管理，解決了飛機客戶化需求。

關鍵詞：飛機;機載設備;交付管理;更改管理

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0013-02

0 引言

傳統意義上的飛機由物理機體、航空發動機及飛機機載設備三個部分組成[1]。飛機機載設備一般是指能對飛機飛行過程中的各種信息、指令和操縱進行測量、監測、處理、分析、傳遞、顯示控制的設備[2]。飛機機載設備各項技術指標主要由總設計師單位提出，以便對全機機載設備技術狀態進行實時管控和高效管理。當前形勢下用戶對其飛機機載設備技術狀態管控滿意度較低[3]，主要體現在機載設備全壽命周期中各個階段的技術狀態管控，如設計階段、初樣試制階段、試驗生產階段、科研試飛階段、交付定型階段以及服役階段，數據狀態缺乏全面而統一的管理，質量管理過程缺失有效控制，從而影響全機機載設備總體技術狀態不受控。

因此，總設計師單位和總制造師單位應組織各承制單位和設備供應商共同搭建一個可同時訪問和交流的機載設備數據管理平臺，通過制定有效的規范和統一的機載設備管理模式，實現機載設備數字數據協同管理，從而提升飛機的協同研制能力。

1 機載設備數字數據管理的范圍

按照機載設備研制管理慣例，可將機載設備研制過程劃分為以下幾個階段：論證階段（K）、方案階段（F）、初樣研制階段（C）、試樣研制階段（S）以及鑒定階段（D）。機載設備研制階段與飛機整機研制階段之間的關系如圖1所示。

對照機載設備各個研制階段和整機研制階段的業務內容，對于機載設備各個研制階段產生的數字數據管理，主要應包含以下內容：

對供應商基本信息管理，包括供應商評價與等級管理，設備主管，基礎配置文件等。

開展工程協調管理，通過協調備忘錄，開展ECM、PCM、MCM管理、并建立共享存儲區管理。

更改管理要建立換版更改和換號更改業務流程，以及配套的軟件更改控制流程。

技術狀態管理應包含實物裝機狀態、軟件裝機狀態、單機設備清冊、單機軟件清冊、單機交付進度跟蹤、指標滿足度跟蹤等。

2 基于系統視圖的機載設備管理

從機載設備的研制階段來看，機載設備的交付貫穿了方案階段到鑒定階段，機載設備交付主要包含了以下文件：原理圖、接口控制文件（ICD）、外形數模以及其他相關文件。為了有效管理機載設備數字數據的交付過程，建立系統結構樹，通過系統視圖，實現機載設備交付的獨立管理，使得交付數據和過程可追溯。

系統視圖產品結構定義包含了頂層、構型層和底層設計層，如圖2所示。其中，構型層主要由構型項ECI、配置方案ECS和設計模塊DM組成。其中ECI、ECS、DM由飛機總設計師單位的設備主管建立，設備供應商通過數據交付功能在產品結構樹上完善底層產品結構[4]。當數據交付后，應啟動相應的工作流程，實現總設計師單位對設備供應商提供數據的確認，并將固化機載設備數模狀態以便于安裝設計過程對設備數模的調用。

3 機載設備的安裝設計

系統設計視圖數據與設計視圖數據通過“設備外形數?！标P聯起來，設備數模指供應商提供用以進行機載設備模型與飛機安裝關系協調的三維模型及相關圖樣文檔。設備數模參與兩個視圖的構型管理，但由系統視圖進行控制，設計視圖使用，兩者的兼容性通過設備交付號一一對應。交付號將貫穿于設備數據、系統集成數據、設備安裝數據等，以此保障設備數據的兼容性[5]。機載設備安裝設計在設計視圖中完成，如圖3所示。設計視圖中定義了設備的安裝模塊，在設備的安裝模塊中可以直接引用系統視圖中由總設計師單位確認過的機載設備數模。

4 機載設備更改管理

4.1 機載設備交付前的工程更改控制

設備供應商對于機載設備更改在其內部平臺完成[6]。在更改之前需要發起更改申請流程并由總設計師單位審批通過方可執行更改，具體流程如下：

（1）設備供應商編制機載設備工程更改申請表;（2）總設計師單位為機載設備分配新的編號和技術狀態標示碼;（3）設備供應商和總設計師單位共同完成工程更改申請表的審簽;（4）總設計師單位將審簽完畢的工程更改申請表發放給設備供應商。

4.2 機載設備交付后的工程更改控制

在機載設備交付后，工程更改控制較交付前更加復雜，不僅要考慮設計圖紙的更改，同時要考慮實物的處理，具體控制過程如下：

（1）設備供應商編發質量召回函，并發往機載設備接收單位;（2）接收單位將機載設備（實物）返回設備供應商;（3）設備供應商針對出現的問題（或新的需求）進行分析、定位;（4）設備供應商向總設計師單位發起工程更改申請，過程同交付前的工程更改控制;（5）設備供應商完成設備的工程更改（含實物的更改）;（6）設備供應商將機載設備的相關設計文檔發往總設計師單位，并將實物返回。

5 結語

本文立足于飛機研制過程的實際需要，提出了機載設備數字數據在總設計師單位的管理思路，通過系統視圖解決了機載設備的交付管理，設計安裝和更改管理等過程，并探討了飛機機載設備的管理，解決了飛機客戶化需求。

參考文獻

[1] 賀璐，許松林，楊道文.飛機構型管理中的產品結構分解研究[J].民用飛機設計與研究，2010（3）：34-35.

[2] 馮培德.發展中國大型飛機機載設備的思考[J].航空學報，2008（3）：682-685.

[3] 寧振波.數字樣機在飛機設計中的作用[J].機械設計與工程，2002（10）：20-22.

[4] 寧振波.飛機制造業信息化技術應用與發展[J].航空精密制造技術，2009（1）：16-19.

[5] 劉雅星，鄭晶晶.飛機產品數據模塊化構型管理[J].航空制造技術，2010（3）：57-60.

[6] 鄭黨黨.飛機數字化性能樣機技術及體系研究[J].航空科學與技術，2015（5）：5-9.