面向民用飛機的構型再標識模型分析

孫洪洋+++賀璐+++孟旭

摘 要：構型標識作為構型管理的重要活動之一，在民用飛機全生命周期內起到關鍵作用，特別是零組件的標識及更改后再標識。文章從產品標識號的組成出發分析可能導致零組件標識號更改的要因并綜合民用飛機全生命周期的特點及需求，總結零組件更改后再標識的要素模型，保證零組件處于合適等級的構型控制下。

關鍵詞：民用飛機；構型標識；全生命周期

1 概述

民用飛機的構型管理，由于客戶需求、產品復雜性和適航取證等特殊要求，在飛機制造過程中應用最廣泛、最深入。構型管理已成為新飛機研制中不可缺少的環節。構型管理活動包括構型標識、構型控制、構型紀實和構型審核。構型標識是整個活動的基礎，其中對產品的標識是基礎的基礎，也是一切活動的主要目的。

如果一個產品或其零組件發生了更改，它的標識號或是對應的數據集應當更新，以便識別新的構型狀態和滿足追溯要求。在更改執行以后，對于重大更改應能通過產品標識區分新的構型與其他構型的區別，對于其他更改可以通過數據集的版本保證可追溯性。構型標識的更改確保零件處于合適等級的構型控制下，對于零件采用合適的標識方法。唯一存在的零件標識號可以用來表明零件更改前后的互換性，同時也可以在后續更改發生時確保其更改可追溯。

2 產品構型標識

2.1 產品構型標識的元素

對于零組件而言，需要分配唯一的標識來保證其3F（Form、Fit、Function）特性的完整，同時唯一的零組件標識有利于在項目內部的圖文管理體系中進行零組件狀態的追蹤。目前行業內廣泛使用的方法是通過件號來控制零組件的構型狀態，相同件號的零件間具有相同的性能指標。件號可以與圖號相同，也可以是與圖號具有某種聯系的獨立編碼。另外，有部分設備廠商采用件號與版本共同控制零件的構型狀態，只有實物件號和版本均相同的零件才具有相同的3F特性。經過分析比較和項目實際運行的檢驗，通過件號唯一定義構型的方法更為直觀，本文所描述的構型再標識判斷原則將在此前提下展開。

2.2 產品構型標識的更改及原因分析

通常來說，當對于零件的需求發生變化時，需要分配新的件號。在民用飛機研制過程中，供應商的更換或新增，項目過程中的工程更改均會導致零組件的件號更改，如圖1。

產品構型標識的更改保證生產和航線運營中的構型管控需求。以工程設計更改導致的件號更改為主要研究對象，可以得到以下原因會導致構型標識發生變化：用于明顯區分新老構型狀態，保證航材備件具有獨立構型狀態，滿足追溯需求，影響運行包線、性能指標，材料，內部或外部表層裝飾、材料強度、抗腐蝕性、疲勞或使用壽命的更改，影響規范中的技術要求，對重量、重心產生影響，需要重新進行零件合格試驗、需要新的研發測試或是需要更改運行、自檢或維修維護程序，更改前后的兩個零件不具有互換性。

3 產品構型再標識判斷原則

根據上述導致零組件件號更改的原因，通過分類整合總結出三大類主要影響因素，如圖2所示，下面將逐一分析對零組件標識號更改的影響。

3.1 雙向互換性

在對零組件發起工程更改的時候，首先要考慮更改前后的零組件是否保持雙向互換性。對于雙向互換的理解并不僅僅局限于物理位置的可互換裝機，必須要綜合考慮其他相關因素。需要考慮的因素主要有：

（1）對零組件進行的設計更改不會影響其本身的安全性；（2）更改后零組件的使用壽命不低于更改前的狀態；（3）零組件的功能不受到此次工程更改的影響，滿足設計規范要求；（4）相比于更改前，更改后的零組件不需要額外增加維修維護程序；（5）更改后零組件的重量不會發生顯著改變，即不會對飛機重心（CG）、最大起飛重量（MTOW）等重量相關指標產生不利影響。

主制造商在項目過程中可能會發生構型標識規則的更改，如果零組件更改前后的狀態處于兩種不同的構型標識體系下，且更改前后的狀態無法按照上述標準進行雙向互換，則要求直接按照最近規則對零組件重新分配標識號。

若更改后的零組件滿足上述所有因素，可以認為更改前后的零組件之間具備雙向互換性。在這個基礎上，如果更改前后的零部件在作為備件使用的任何情況下同樣具備滿足以上條件的雙向互換性，則無需為更改后的零組件重新分配標識號，通過圖紙版本更改記錄更改即可。

對于更改前后不具備雙向互換性的零組件，或是在某些作備件使用的情況下無法進行雙向互換的零組件。這時需要補充評估其他因素方可確定是否需要通過分配新的件號來定義產品的構型狀態。

縱觀民用飛機的全壽命周期，在項目前期設計階段會進行頻繁的更改，由于這個階段沒有零組件實物生產，從降低管理成本的角度考慮一般不會重新為零組件分配新的件號。另外，項目進入批量生產階段前不排除會出現零組件構型狀態頻繁更改的特例，如果更改前的零組件狀態作為更改的中間狀態沒有組織實際的零件生產，同樣允許保持件號不變而通過改變圖紙版本記錄進行更改。

3.2 實物狀態

3.2.1 零組件隨飛機交付客戶

對于更改前后不滿足雙向互換且有實物生產的零組件，需要繼續評估其他方面的影響來確定是否需要對其重新分配件號。作為民用飛機主制造商，應重點關注和減少客戶在飛機使用過程中可能遇到的問題。如果有部分工程更改涉及的零組件已經有部分隨飛機交付航線，在未充分評估及熟悉客戶航空公司對裝機和備用零件的追溯能力前，要求為更改后的零組件重新分配新的件號來明顯區分前后的構型狀態。

3.2.2 全部返工至最新構型

對于不滿足更改前后可雙向互換的零組件，主制造商可能會尋求在制品返工來避免研制成本的大幅增加。如果對更改前構型狀態的零組件返工后，可以按照3.1節中各項要求與更改后構型狀態雙向互換，那么可以考慮通過在制品返工的方法來降低成本。但是為了準確控制產品的構型狀態，必須要在這之前確認所有更改前構型狀態的零件全部都在主制造商或其供應商的控制之下且能進行追溯返工。這里所說的在全部追溯返工并不是僅限于生產線上及庫房中的零組件，還包括已經裝機、處于運輸途中以及客服中心采購作為備件使用的零組件。應該慎重評估主制造商本身、供應商對裝機零件及其備件的追溯能力，在制品全部返工至最新構型的過程中不僅需要構型管理活動的監督，同時需要質量控制體系的介入，嚴格保證所有在制品的追溯及構型更新。

如果本次更改對象為組件，還需要關注本次更改的組件下是否包含帶有新件號的零件。由于下層產品結構中，具有新件號的零件與被替換的零件本身不具備雙向互換性，而且更改前后的組件層級不直接具備雙向互換性，這種情況下需要重新分配新的件號來區分兩種構型狀態。

3.3 對維修和檢測程序的影響

更改前后的零組件如果可以通過返工達到雙向互換，另外要考慮對維修和維護程序的影響，確保嚴謹的構型管控。如果更改的對象為不可維修項且無對應檢測程序時無需此環節。

如果對零組件的更改影響維修和檢測的程序，導致程序產生過多變化，那么需要重新分配新的件號來確保件號對構型狀態描述的唯一性。例如，供應商對提供的設備進行更改，導致其對應的驗收測試程序（ATP）進行較大更改，就需要對設備分配新的件號。另外，更改后的零組件狀態雖然可以通過返工達到與改前的零組件雙向互換，但是需要定期更換密封件，這種情況被認為是影響了維修程序，同樣需要分配新的件號。

3.4 滿足飛機級追溯要求

作為產品構型再標識判斷邏輯樹的最后一個因素，在判斷到達此處時，就表示更改后的零組件可以通過返工與更改前的零組件完全互換，但是有時候在證后運營和批產階段，根據項目的需要，對某些重大更改需要進行重點的跟蹤與追溯保證更改在所有架次上的落實，為了明顯區分更改前后的狀態以便于追溯同樣需要分配的件號。

在不確定此次工程更改是否需要重點追溯和管理時，應與項目管理團隊和構型管理團隊確認。

3.6 圖紙換版/零組件換號

如果更改前后的零組件具有雙向互換性或是通過返工達到雙向互換且滿足上述所有條件，這種情況下無需為零組件分配新的件號，通過對應圖紙的升版記錄進行更改并保證更改過程可追溯即可。

對于更改前后不具備雙向互換性的零組件，在構型標識更改的判斷過程中，如果不滿足上述任意一條因素則需要通過重新分配新的件號來區分兩種構型狀態。另外，在飛機實際航線運營中會產生航材備件互換性信息的需求，為了避免后續大量的補充評估工作，在分配新的件號前，需要明確更改前后的互換關系，例如雙向互換、單向互換、不互換等。對于互換性的系統分類及判斷原則，不在本文中詳細描述。

零組件標識號的改變可能影響上一級組件，零組件號的更改需要持續向上一級追溯直到重新建立互換性或是更改頂層部件的構型標識號。

4 結束語

產品構型標識是開展民用飛機設計及運營維護的基礎，需要考慮產品研制初期更改頻繁的特點，兼顧后續航材備件的需求，在保證有效構型管理控制的同時盡量避免更改件號帶來的人力成本和研制成本的增加。

參考文獻

[1]王慶林，余國華，王睿.構型管理[M].上?？茖W技術出版社，2010.

[2]王慶林.飛機構型管理[M].上?？茖W技術出版社，2012.

[3]于勇，范玉青.飛機構型管理研究與應用[J].北京航空航天大學學報，2005，31（3）：278-283.

[4]賀璐，張樂.民用飛機構型標識方法[J].民用飛機設計與研究，2015（03）：55-5.