航空发动机技术状态标识建立的方法研究

宋柳丽，梁海涛，黄耀宇

(中航工业沈阳发动机设计研究所 航空发动机总体设计一部，沈阳 110015)

航空发动机技术状态标识建立的方法研究

宋柳丽，梁海涛，黄耀宇

(中航工业沈阳发动机设计研究所 航空发动机总体设计一部，沈阳 110015)

为加强航空发动机的技术状态管理，对发动机技术状态标识的建立进行了具体的研究。依据发动机工作分解结构，对技术状态项的确定、选取原则、在系统中的建立以及实现更改控制给出了指导性思路，该方法已在航空发动机研制过程中进行了实践应用，可以满足技术状态管理中对基线的控制要求，同时也为其他复杂工程系统研发过程中开展技术状态标识工作提供参考。

技术状态管理；工作结构分解；标识；基线

技术状态标识是技术状态管理工作的首要任务，它包括确定发动机的产品结构，选择技术状态项目，将技术状态项目的物理特性和功能特性以及接口和更改形成文件，为技术状态项目及相应的文件分配标识特征或编码，发放技术状态文件，建立技术状态基线等。技术状态标识是一个动态的过程，为技术状态控制、技术状态记实和技术状态审核工作的开展提供了一个确定的文件依据[1-2]。

本文主要结合国内外发动机研制工作的现状[3-12]，对技术状态项及基线的确定及选取原则进行分析，并利用分析结果在现有的PDM系统中进行工程应用，从而规范研制过程，保证研制质量，促进型号研制的顺利发展。

1 技术状态项

1.1 发动机的工作结构分解

技术状态项目(CI)是实施技术状态管理的对象，它来自于产品的工作分解结构 Work Breakdown Structures(WBS)，技术状态项是从WBS中选定的可以独立进行技术状态管理的硬件、软件或其综合体。所有选定的技术状态项目都可直接追溯至产品的WBS。因此，在技术状态项确定前，应先建立发动机的WBS(或产品结构分解)，WBS是对航空发动机项目在研制过程中所应完成的工作自上而下逐级分解所形成的一个层次体系。该层次体系要以研制的可交付产品为导向，由产品(硬件和软件)项目、服务项目和资料项目组成。发动机主机按产品结构自上而下可逐级分解为四个层级：单元体、主要装配组件(或分系统)、中间组件、基本零件或成附件，发动机产品结构见图1。

图1 产品结构分解示意图

1.2 技术状态项选取准则

依据GJB3206A《技术状态管理》要求，“能满足最终使用功能，并被指定作为单个实体进行技术状态管理的硬件、软件或其集合体”，称为技术状态项[1]。应选择功能特性和物理特性能被单独管理且有助于达到总的最终使用性能的产品作为技术状态项。参考美国国家技术状态管理标准，技术状态项应从相应的产品分解层级上进行选取，结合目前国内发动机研制、生产和使用的实际需要，在实际工作中技术状态项选取的具体做法可按如下方法执行：

(1)选取发动机整机为主机的技术状态项；

(2)根据产品现状，为方便管理，可从产品结构的第一层、第二层中选择单元体或大部件作为主机的技术状态项；

(3)选择单独采购的为型号新研的成附件作为独立的技术状态项，涉及不同承制单位的同一成附件应作同一技术状态项；

(4)主机技术状态项选至第二层级、成附件到第四层级，不再向下细分，按大层级控制；

(5)技术状态项需为主要件、关键件、重要作用、高风险件；

(6)软件项目应作为单独的技术状态项，并用编号加以区分。

技术状态项选取后发动机研制单位应按发动机型号建立技术状态项标识所需的标准化规定，并要求按其执行，通过研究和参考国外先进标准和工程实践，发动机型号的技术状态项标识按发动机和发动机支持设备的硬件、软件可分成四大类。同一型号的技术状态项基本编号应保持产品全寿命周期不变，在不同阶段、不同批次、不同状态的技术状态项应用补充符号进行区分，状态相同则直接沿用原编号。

2 技术状态基线

对已确定的技术状态项目需实施技术状态管理工作，实际是控制这些技术状态项目的功能、分配、产品基线。因此按型号研制要求建立基线,并进行控制是实施型号技术状态管理的关键。

在工程系统的研发过程中，随着研发阶段的演进，技术状态的基线主要包括功能基线、分配基线和产品基线三种。基线文件的完整性对后期开展发动机技术状态的控制尤为重要，参照国内外技术状态基线文件资料，本文详细总结出各阶段基线文件应包含的主要特性，详见表1。

表1 各研制阶段对应基线文件特征

3 技术状态标识在系统中的建立

目前国内发动机研制单位已利用PDM系统建立了完整的发动机的三维产品结构(EBOM)，为利用现有系统实现对技术状态项及基线的管理，需进一步在系统中将前期确定的技术状态项及技术状态文件提取出来，利用相应的有效性版本控制机制、快照技术以及更改管理实现针对不同批次的设计技术状态的标识、控制和发放，来满足了对设计技术状态的管理要求。

3.1 系统中技术状态项的定义

在系统中由项目主管部门(科技部)依据技术状态项目清单在系统中定义技术状态项结构树，同时选择技术状态项进行任务指派，更改任务所有权，把相关工作赋给相关的专业室人员来完成。

技术状态项负责人根据技术状态项文件清单，在系统中关联技术状态项和技术状态文件。技术状态项与文件关联的数据组织方式如图3所示，在每一个技术状态项中分别建立功能技术状态文件夹、分配技术状态文件夹、产品技术状态文件夹，将前期清理的技术状态文件放入到对应的文件夹中。技术状态文件包括文档类文件和图纸类(三维和二维)文件等。

待完成技术状态项的文件组织工作后需要对其版本进行审批冻结。在技术状态项版本下有“状态审核”的文件夹，设计人员需要通过添加审核对象选项选定技术状态项目文件版本并发起审核流程，如图4所示。审核流程结束后即完成了对技术状态项及相关技术状态文件的定义。

3.2 系统中基线的定义

CI项审核结束后，依据技术状态项目控制结构树，针对不同的阶段创建基线。基线对象的组成结构如图5所示，基线对象由独立的Item类型来定义，在基线版本下存放该基线的说明文档数据集，该数据集描述了基线建立的原则和具体描述。基线文件夹中存放的是与该基线相关的所有技术状态文件版本。

基线创建完成后需要对基线版本进行流程审批，以冻结基线。基线审核的内容包括该阶段需要冻结对象的版本是否完整和准确，文件对象间的关联关系是否正确等信息。基线一旦被冻结则不允许再向该基线中添加、删除任何文档，如果需要变更则需要经过技术状态管理委员会的审核，批准后对基线文件修订版本进行升版。整个过程需要通过严格的技术状态变更申请流程、分类考核验证流程进行控制。基线的版本更改如图6所示。

图2 定义CI项

图3 技术状态项与文件关联的数据组织方式

图4 技术状态文件的状态审核

为了方便技术状态管理纪实，需要对比不同的基线版本在更改先后文档的差异，在系统中可建立“基线文件对比”功能，使系统自动生成差异报告，即可查看结果以便于更改活动的追踪。

图5 基线对象的组成结构

图6 基线的换版更改

4 结束语

本文从航空发动机角度出发对其技术状态标识的建立进行了具体的研究。首先，结合发动机研制的特点提出了的发动机工作分解结构；其次，针对技术状态管理过程中技术状态项的选取以及选取后工作的开展给出了指导性意见，提炼出基线文件应包含的主要特性；最后，对技术状态标识在PDM系统中建立、版本控制给出了具体的实例。该方法已在航空发动机研制过程中得到初步的应用，可以满足技术状态管理过程中对基线的控制要求，同时为其他复杂工程系统研发过程中开展技术状态标识工作提供参考。

[1]GJB 3206A-2010 技术状态管理.

[2]GJB 9001B-2009 质量管理体系要求.

[3]张志珍 技术状态管理指南[M].北京：中国计量出版社，1998.

[4]舒彪,韩晓建.复杂工程系统研发中的技术状态管理[J].航空制造技术,2008(9):82-88.

[5]于勇，范玉清.飞机构型管理研究与应用.北京航空大学学报，2005，31(3)：278-283.

[6]邵锦成.严格技术状态管理确保技术状态受控[J].质量与可靠性，2003(1).

[7]谈心刚，周燕飞.技术状态管理及其在直升机型号研制中的应用[J].直升机技术,2003(1):39-42.

[8]Burgess T F,McKee D,Kidd C.Configuration management in the aerospace industry:a review of industry practice[J].International Journal of Operations & Production Management,2005(3):290-301.

[9]黄梅.武器装备研制与生产技术状态管理探究[J].空军预警学院学报,2013，27(2)：146-148.

[10]Brakel R,Eeten P V,Hartmann D A,et al.Configuration Management for Wendelstein 7-X[J].Fusion Engineering and Design,2008(2)：505-508.

[11]李军.浅谈如何正确实施技术状态管理[J].低温与超导，2011，39(4):78-82.

[12]陈明丽，高德记.技术状态管理的认识与实践[J].航空标准化与质量,2004(3)：27-30.

[13]GJB 2993-1997《武器装备研制项目管理》.

[14]GJB 5709-2006 《装备技术状态管理监督要求》.

[15]沙炎宾.面向航空发动机的产品配置管理研究[D].西安：西北工业大学,2005.

(责任编辑：吴萍 英文审校：刘红江)

Researchontheestablishmentoftheconfigurationidentifiersofaircraftengines

SONG Liu-li,LIANG Hai-tao,HUANG Yao-yu

(Aero-engine Design 1st.Dept,AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute,Shenyang 110015,China)

In order to strengthen the configuration management,the establishment of the configuration identifiers of aircraft engines is studied in this paper.The determination of configuration items,the principle of choosing items,their establishment in the system and the change control of the items are discussed according to the work breakdown structures of the engines.Having been used in the development of an engine,this method proves to meet the requirements of baseline control and provides a reference for the development of other complicated engineering systems.

configuration management;work breakdown structure;identifier;baseline

2014-06-11

宋柳丽(1983-)，女，辽宁沈阳人，工程师，主要研究方向：航空发动机，E-mail：sll127@163.com。

2095-1248(2014)04-0034-05

V239

A

10.3969/j.issn.2095-1248.2014.04.007