基于S1000D規范的發動機技術出版物BOM架構研究

蔡 彬 張晟昱 張勝男

(中國航發商用航空發動機有限責任公司，上海 200241)

0 引言

隨著國家布局民用航空領域，“大飛機”以及配套的發動機項目也隨之立項。根據相關法規，民用航空發動機企業需編制形成一套技術出版物，來保障其發動機產品的持續適航性[1-3]。本文基于國際上普遍遵循的S1000D規范，通過深入研究各技術出版物間的邏輯關系，利用構型管理活動中的物料清單(Bill of Material，簡稱BOM)的方式，對航空發動機維修類技術出版物涉及的數據模塊(Data Module，簡稱DM)按ATA章節從維修活動的劃分、引用關系等角度進行樹狀層次化分解。為民用航空發動機維修類技術出版物的規劃、編制、全壽命周期管理，以及滿足適航法規要求的目標提供了一條可行方案。

1 技術出版物

1.1 技術出版物的編制需求

《民用航空產品和零部件合格審定規定》(CCAR-21)第21.50條，以及《航空發動機適航規定》(CCAR-33)第33.4/33.5條對技術出版物的編制、發布、修訂等工作提出了要求，即在獲取型號合格證前或首次向用戶交付發動機時，必須形成滿足適航規章要求的完整的技術出版物，并應當使得這些文件被要求符合它的其他人員或單位獲得。同時，技術出版物也是航空公司和發動機維修單位作為其制定維修計劃，編制維修和改裝方案的主要依據，從而確保發動機及相應機隊的安全可靠運營[1-3]。

1.2 S1000D規范及數據模塊

S1000D規范的全稱是“利用公共源數據的技術出版物國際規范”，是一個通過使用公共源數據庫來規范數字格式技術出版物生成、維護和發布，全生命周期的過程，主要定位是維護修理類技術出版物。

為了利于通過數據庫對產品技術信息進行管理及維護，以及便于技術出版物信息的生成及使用，S1000D規范以DM作為出版物技術數據編寫和管理的要素，是一個自我包含的數據單元，不可分割，具有原子性，因此它的信息處理方法具有更高的通用性，DM作為S1000D的核心概念，是S1000D規范模塊化、結構化的重要體現[4-5]。基于數據模塊的概念也符合現代民用航空產品基于模塊化的構型管理理念，有利于技術出版物全生命周期管理的要求，為數據模塊采用BOM的途徑開展管理的方式提供了基礎。

1.3 國內外發展趨勢

基于S1000D的技術出版物開發標準已逐漸被國內外OEM普遍采用，如空客的A350、波音的波音787，GE的LEAP、羅羅的TRENT1000和普惠的PW1100G；國內OEM中如中國商飛的C919和西飛的新舟600，以及608所的渦軸16等。各企業在相關項目上基本首選維修類手冊(如ESM、AMM、IPC等)采用S1000D規范。

相對于國外成熟制造商，國內制造商在基于S1000D開發交互式電子技術出版物的工作上尚處于起步狀態，相關工作尚不完善，如何規劃并管理好多本手冊中數以萬計的數據模塊，是各制造商面臨的重大考驗。

2 技術出版物工作涉及的主要維修類手冊

2.1 主要維修類手冊

基于《航空發動機適航規定》(CCAR-33)，以及S1000D等要求，民用航空發動機項目主要涉及到的維修類技術出版物包括：《發動機車間維修手冊》(ESM)、《圖解工具和設備手冊》(EIETM及IETM發動機相關部分)、《無損檢測手冊》(NDTM)、《圖解零件目錄》、《發動機標準施工手冊》(ESPM)、《消耗品手冊》(CPM)、以及《動力裝置航線維修程序》等[5]。

上述手冊涉及相關數據模塊近萬個，如何規劃管理好相應的數據模塊，明確各數據模塊之間的關聯關系，是啟動并開展民用航空發動機項目技術出版物編制的重要工作。

2.2 手冊間相關數據模塊間的關聯關系

基于民用航空發動機技術出版物各手冊的實際用途，民用航空發動機的維修活動主要以發動機車間維修以及航線維護為主線。

其中，發動機車間維修涉及的活動(IC碼)主要包含：發動機本體拆卸(720)與裝配(520)、清洗(250)、檢查(310/351等)、儲存(810)、測試(340)、修理(655/636/646等)等，對應的維修對象為ATA章節第72章發動機本體；發動機航線維修中的數據模塊主要描述飛機航線維修時涉及發動機的維修活動，涉及的活動(IC碼)主要包含：對發動機相關部件的拆卸(720)與裝配(520)、檢查(310)、儲存(810)、測試(340)等，對應的維修對象為ATA章節第70章標準施工、第71章動力裝置、第73章發動機燃油及控制、第74章發動機點火系統、第75章發動機空氣系統、第76章發動機控制系統、第77章發動機指示系統、第78章發動機排氣系統、第79章發動機滑油系統和第80章發動機啟動系統[6]。

以上述活動形成的數據模塊，編制形成《發動機車間維修手冊》以及《動力裝置航線維修程序》。其余的手冊，如《圖解工具和設備手冊》、《無損檢測手冊》、《圖解零件目錄》、《發動機標準施工手冊》，以及《消耗品手冊》涉及的各相關數據模塊，基于《發動機車間維修手冊》和《動力裝置航線維修程序》中各數據模塊的類型，建立參引關系，并按各手冊的實際內容需求，補充完善，如圖1所示[7-8]。

圖1 主要維修類手冊關聯關系

3 民用航空發動機維修類技術出版物BOM建設

民用航空發動機技術出版物業務需面對數量龐大的數據模塊，提前規劃管理好每個數據模塊，以及建立起相互之間的引用關系，是后續基于S1000D啟動并持續開展技術出版物編制和維護工作的重要前提，也是提升技術出版物編制質量的有效保證。

3.1 維修類技術出版物數據模塊物料清單的主要功能

為管理企業信息化系統中的核心數據，串聯起企業間不同部門、不同流程間的數據，各企業普遍采用物料清單這一組織產品數據的重要形式和手段。建立以BOM為基礎的技術出版物數據模塊架構是實現技術出版物編制和維護工作的保障之一。技術出版物數據模塊物料清單(DM-BOM)的主要功能如下：

1) 聯系與溝通各業務部門的紐帶。如通過產品部件為對象使DM-BOM與工程物料清單(E-BOM)建立起關聯關系，使得下游DM-BOM能夠及時感知到上游E-BOM發生的構型等變化。

2) 支撐技術出版物數據模塊業務規劃。通過DM-BOM可以清晰地梳理發動機各相關需維護部件，并以《發動機車間維修手冊》(ESM)以及《動力裝置航線維修程序》(AMM中發動機相關部分)為主體，其余手冊為輔助，規劃技術出版物各數據模塊，及相互引用關系。

3) 工作進展的跟蹤。有了業務規劃，即可基于規劃以單個數據模塊為最小顆粒度地開展編制計劃的制定，以及計劃進展的反饋。

4) 反查與追溯。通過DM-BOM可以查詢任何一個數據模塊所屬的相互關系，為后續數據模塊的維護變更提供便利。

5) 積累與傳遞。可為后續不同型號相似類型發動機的技術出版物編制工作提供數據基礎和經驗沉淀[9-13]。

3.2 維修類技術出版物物料清單(DM-BOM)架構

維修類技術出版物物料清單(DM-BOM)主要分三層主體架構。

第一層架構以ATA章節劃分，可以方便與E-BOM迅速建立起關聯關系，便于體現發動機各相關零組件的結構關系，以及反映發動機產品的屬性和各個零件之間的設計關系等。同時，打通源數據與下層技術出版物數據模塊間的數據通道，利用IT手段及時感知來自E-BOM的源數據變更，從而做到對DM-BOM源數據的內容管控等。

第二層、第三層架構以技術出版物各主要維修類手冊數據模塊為主。其中，第二層架構為主體活動層，基于上文分析，由《發動機車間維修手冊》(ESM)以及《動力裝置航線維修程序》(AMM中發動機相關部分)中各數據模塊組成。第三層為關聯信息層，按《發動機車間維修手冊》(ESM)以及《動力裝置航線維修程序》(AMM中發動機相關部分)中各數據模塊的類別以及所描述的相關對象及活動的實際情況引用其他各相關手冊。如，針對《動力裝置航線維修程序》中對某一具體對象的拆裝活動——引用《圖解零件目錄》(EIPC)中此對象相關數據模塊，以提供件號、數量、歷史構型等相關信息；如涉及工裝則同時引用《圖解工具和設備手冊》中相關工裝數據模塊。又如，針對《發動機車間維修手冊》中對某一具體對象的修理活動——引用《圖解零件目錄》(IPC)中此對象相關數據模塊，以提供件號、數量、歷史構型等相關信息；如涉及則引用《無損檢測手冊》(NDTM)中相關檢測數據模塊、《消耗品手冊》(CPM)中相關消耗品數據模塊，以及《發動機標準施工手冊》(ESPM)中相關標準施工數據模塊等。

技術出版物物料清單(DM-BOM)架構如圖2所示。

圖2 技術出版物物料清單架構

4 結論

通過技術出版物數據模塊物料清單(DM-BOM)的建設，能夠做到：

1) 規劃、組織維修類技術出版物數據模塊并對其的動態變化過程進行控制和管理。

2) 將數據模塊按維修活動主線，從ATA章節的角度，構建起架構層、主體活動層和關聯信息層在內的三層視圖。

3) 通過與上游EBOM的關聯，以及未來與SBOM建立接口關系，可同時滿足研發、客服、維修等人員對數據和信息管理，查看及使用需要。