S1000D中的適用性信息記錄方法研究

吳朝騫 周龑 王清淼

民用飛機由于市場變化、客戶需求、技術發(fā)展等因素會發(fā)展出多種構型，運營方機隊中存在不同構型的飛機，因此需要查閱適用所維護飛機的手冊內容以實施維護任務。紙質、非交互式技術出版物難以針對每個客戶、每個飛機都發(fā)布一套手冊，只能對適用不同飛機構型的內容標注架次范圍、服務通告等信息，以便手冊使用人員正確識別所需內容。

隨著數字技術的發(fā)展，電子交互式出版物逐漸取代了紙質技術出版物，用戶可以通過飛機序列號等條件篩選、過濾手冊內容。目前被廣泛采用的S 1000D《基于公共源數據庫的技術出版物國際規(guī)范》提出了適用性的概念以及基本規(guī)則以實現這一功能。

國際主要飛機制造商在其新型號飛機（如空客A350、波音787）[1]上已經采用了S 1000D來編制技術出版物，國內飛機制造商和研究機構也都開展了對S 1000D的研究，在軍用和民用裝備型號中初步應用。然而由于對S 1000D的理解不深，型號構型復雜性也較低，國內對適用性功能的應用沒有成熟的先例，尤其是缺少記錄和更新適用性信息的成熟方法，這會影響技術出版物適用性功能的實現。

1 適用性功能原理

交互式電子技術出版物的重要功能之一是讓用戶可以根據構型信息過濾出正確的技術出版物內容。為了實現這一功能，S 1000D在其“4信息管理”和“7 信息處理”中提出了適用性（Applicability）的概念。S 1000D中的適用性包含了：適用性信息記錄、適用性標識、適用性表達。適用性信息記錄是指將飛機構型狀態(tài)信息分類記錄在數據庫中；適用性標識是指建立針對不同構型狀態(tài)的適用性表達式，在數據模塊中引用適用性表達式作為標記；適用性表達是通過計算機解析表達式、匹配構型狀態(tài)對應的架次范圍并顯示正確的技術出版物內容。這三者相互關系如圖1所示。

適用性信息記錄是實現適用性功能的基礎，適用性標識和適用性表達均需要應用已經記錄的構型狀態(tài)信息。S 1000D將需記錄的構型和狀態(tài)信息分為產品屬性和產品條件。產品屬性是飛機生命周期中通常不會變化的信息，一般在產品交付時就已經確定；產品條件包括技術條件、環(huán)境條件、運營條件等，其中技術條件與產品構型關聯(lián)，在產品生命周期中會發(fā)生變化。

S 1000D設計了適用性交叉參引表（Applicability Cross-reference Table，ACT）、條件交叉參引表（Condition Cross-reference Table，CCT）、產品交叉參引表（Product Cross-reference Table，PCT）3種數據模塊用以記錄飛機相關構型狀態(tài)信息，以ACT數據模塊記錄產品屬性信息，以CCT數據模塊記錄產品條件信息，PCT數據模塊記錄每個飛機產品實際具有的產品屬性和適用的產品條件，且按照規(guī)范要求，不能超出ACT和CCT中所含信息的范圍。CCT和PCT通過數據模塊參引與ACT關聯(lián)。

2 適用性信息分析

技術出版物所需要的構型和狀態(tài)信息來自設計、制造和交付運營階段，這些來源包含了大量技術出版物適用性不需要的信息，比如公差、工藝要求等，在記錄時必須進行分析、選擇，否則會使創(chuàng)建和維護適用性記錄的成本過高，也不便于創(chuàng)建適用性標識。

根據S 1000D對產品屬性和產品條件的定義，可以列出在民用飛機生命周期中需要記錄的各類構型和狀態(tài)信息，詳細分析如表1所示。

表1 民用飛機技術出版物常用構型和狀態(tài)信息分析

因此CCT可記錄服務通告、設計構型信息；ACT可記錄制造偏離、客戶選型、生產序列號、注冊號；PCT按照架次記錄飛機上的生產序列號、服務通告、客戶選型、設計構型、制造偏離。

3 產品屬性記錄方式

對于編號類信息（包括飛機型號、生產序列號、注冊號），按照S 1000D要求可記錄其編碼范圍，如架次范圍“101～999”，注冊號段“B1001～B9999”；或者記錄其編碼格式。

客戶選型通常在設計階段已經分配了選型編號。客戶選型可能包括不同層級，比如側桿操縱的選型有“主動式側桿操縱”，其下一級是“主駕駛側桿組件”。不同技術出版物內容可能對應不同層級的選型，如圖解零件目錄數據模塊對應的是主駕駛側桿組件、飛機維修手冊中的系統(tǒng)描述對應主動式側桿操縱，所以需要記錄所有客戶選型信息。在ACT中需要建立名稱為“客戶選型”的屬性、以每個選型的編號作為該屬性的值進行記錄。

制造偏離是指制造時產生偏離設計要求的狀態(tài)，經批準后保留在飛機上[2]。制造偏離只針對單架機。由于一些制造偏離（如公差要求偏離）不會影響技術出版物內容，因此在記錄時首先評估制造偏離的影響，有影響的制造偏離需記錄其編號。建立名稱為“制造偏離”的產品屬性、以每個偏離的編號作為該屬性的值進行記錄。

4 產品條件記錄方法

服務通告是針對已交付飛機實施檢查、重復檢查、改裝等技術要求[3]，除改裝外其他情況不涉及飛機構型的變化。在技術出版物中需要提供服務通告執(zhí)行前和執(zhí)行后適用的內容，并進行適用性標識以告知用戶。因此不管是否涉及構型變化，所有服務通告都需要在CCT中記錄其編號。

飛機設計構型代表了飛機當前的具體狀態(tài)，隨產品生命周期逐步變化。適用性功能的目標是標識適用架次范圍，對于適用于當前所有架次的內容，不需要特別標識；只有適用于部分架次的內容，才需要特別標識其適用范圍。因此可以假定一種虛擬的“基礎構型”，其包含的所有系統(tǒng)、組件、功能等，不管是原始設計還是后續(xù)更改都適用于全部飛機，因為不產生差異，基礎構型不需要記錄。按此標準，在產品生命周期中產生的不屬于基礎構型而需要記錄的構型信息有：客戶選型、只影響部分架次的設計更改。其中客戶選型已經在ACT中記錄，設計更改需要在CCT中記錄。采用此種方法，可以大幅減少記錄和跟蹤的信息量。

設計更改有專門文件用以批準對飛機具體的更改，但不同的更改可能影響同一部件或安裝關系，僅記錄文件信息不能明確此部件或安裝關系的狀態(tài)，因此為描述設計更改，應記錄更改影響的具體部件或安裝關系的信息。

目前飛機的設計廣泛采用產品數字化定義（Model Based Definition）技術，描述部件和安裝關系的圖樣逐步從二維工程圖發(fā)展到了三維數字模型[4]。因此在記錄設計更改時需要二維工程圖號或三維數字模型的編號。按照構型管理的一般性規(guī)則，對于完善零部件設計的更改，需要升級版次號；對于外形、裝配、互換性等更改，需要重新編號[5]。由于升版次號不產生新構型，所以適用性可不記錄版次號，而編號是需要記錄的。

工程圖樣體系會劃分多個層級以描述各層級裝配關系，應選擇記錄具體發(fā)生更改的圖紙或模型編號。一般情況下，數據模塊都可以找到所在層級可與之對應的圖樣。目前有很多主制造商采用扁平化數據管理，由于三維模型所含信息量較二維圖紙更多，更適合采用扁平化管理。應用扁平化管理可使三維模型層級減少到3層，但數據模塊本身可能超出單獨三維模型能表達的層級范圍。比如有些維修程序數據模塊針對大組件如空調制冷組件的拆卸、安裝，沒有單獨的三維模型與之對應。根據構型管理原則，飛機產品結構分解中存在穩(wěn)定不變的頂層結構，如果數據模塊內容對應在這一層級，這些數據模塊可認為適用于基礎構型，當數據模塊對應組件的下級零部件發(fā)生構型差異時，只在數據模塊內標注適用性，所需記錄的信息仍是工程圖樣體系中可找到的三維模型編號。

5 單個產品信息記錄方法

PCT數據模塊是按單個飛機產品記錄構型和狀態(tài)信息。例如針對編號為105的飛機，在PCT中記錄其對應的型號、序列號等產品屬性信息和執(zhí)行的服務通告等產品條件信息。

按飛機產品生命周期，初始交付時PCT中記錄的是生產序列號、客戶選型和制造偏離；飛機投入運營后，發(fā)生設計更改時，對于適用更改且未交付的飛機，在PCT中相應飛機中記錄更改的圖紙編號或三維模型編號；如果更改適用的是已交付飛機，需要在CCT中記錄服務通告編號，然后根據客戶反饋的服務通告執(zhí)行情況，在PCT中對計劃要執(zhí)行服務通告的飛機記錄“執(zhí)行前”和“執(zhí)行后”的狀態(tài)。對于不涉及構型的服務通告，也需要在CCT中記錄服務通告編號，在PCT中記錄服務通告執(zhí)行狀態(tài)。

6 適用性信息變更

飛機構型處于不斷變化之中，適用性記錄的信息隨著飛機產品生命周期會變得更為復雜。對于ACT數據模塊，涉及選型增加或出現新的制造偏離，就需要在屬性值中增加其編號；當飛機轉國籍時，在ACT中增加新的注冊號號段；在PCT中更新注冊號信息。對于CCT數據模塊，已記錄的設計更改、服務通告信息都必須保留，否則可能面臨適用性標識失效的問題；新增的設計更改和服務通告都將記錄。對于PCT數據模塊，當飛機持續(xù)交付時，需要在PCT中創(chuàng)建新的產品以便記錄新交付飛機的屬性和條件；如果CCT中有新增條件信息，也需要對PCT中相應產品中添加條件信息；對于已經失效的設計更改、已經執(zhí)行完的服務通告，仍需保留在PCT中。

7 結束語

S 1000D是針對交互式電子技術出版物而誕生的，應用S 1000D編制技術出版物已經成為國際航空工業(yè)的趨勢。目前國內各主制造商、研究機構正逐漸從對規(guī)范的理論研究轉向應用實踐，這需要使用者在規(guī)范提供的功能框架下，根據行業(yè)特點確定具體的方法，并通過不斷實踐進行優(yōu)化，才能更好地應用S 1000D解決技術出版物工作中的問題，提高技術出版物的水平。

[1] 陳聰. S 1000D規(guī)范在技術出版物編制中的應用淺析[J]. 中國新技術新產品， 2013（14）.

[2] 孟旭，賀璐，龔文秀. 民用飛機單機構型定義方法[J]. 科技信息，2012（8）.

[3] AP-21-02 關于國產民用航空產品服務通告管理規(guī)定[S].

[4] 徐圣，劉曉明，姚小虎等. 基于MBD的飛機數字化定義技術[J]. 科技創(chuàng)新導報，2011（27）.

[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）.