基于工作包的型號設計資料管理研究

張發玉

【摘 要】民機項目開發過程中涉及到的資料量巨大，對型號設計資料的有效管理有利于型號的開發。基于國內某型民機項目的型號設計資料管理要求，分析數據管理當前所面臨的問題，提出基于工作包的型號設計資料管理模式，分析其對民機項目數據管理的推動作用。

【關鍵詞】民機；工作包；型號設計資料；產品數據管理

0 引言

型號設計資料作為重要的產品數據一直是適航審查活動關注的重點，隨著項目組織機構的調整，越來越多的管理活動都強調以工作包為單元進行開展。目前國內外主流的飛機型號研制過程中，普遍使用“工作分解結構”（Work Breakdown Structure-WBS）和“工作包”（Work Package）作為基本工具對研制過程進行系統、科學的管理[1-2]。工作包是項目管理的基本元素，是對基本單元的工作描述和工作授權[3]。在我國某民機項目中，也采用了工作分解結構和工作包進行管理，尤其是項目組織機構調整之后，對飛機各部段的設計、制造、檢查以及交付都廣泛采用了工作包模式。但是在項目開展過程中，產品數據管理尤其是對型號設計資料的管理還存在許多與工作包管理模式不匹配的地方。本文提出了基于工作包的型號設計資料管理模式，有針對性的解決了一些傳統數據管理活動存在的問題。

1 型號設計資料管理要求

1.1 型號設計資料概念

產品設計資料是說明產品及其零部件的原理、功能、構成、外形、零部件之間的關系以及生產、檢驗要求的技術資料，并直接作為產品生產、安裝、使用和維護過程的依據[4-5]。通俗來講，產品設計資料是對產品的定義，而對于飛機型號而言，其本身就是一個復雜產品[6]。

1.2 型號設計資料管理要求

型號設計資料屬于產品數據的一部分，工作包所涉及的型號設計資料是生產過程中的制造依據，也是制造符合性檢查的依據[5][7]。只有制造和檢查的依據正確、規范和完整，才能保證各項相關活動的順利開展。

對工作包中型號設計資料的管理首先應遵循產品數據管理的基本要求，同時為了滿足生產制造以及適航檢查等各類活動的需要，對型號設計資料的管理應重點關注以下要求：

a）所有資料的定義準確、規范；

b）資料批準生效后及時發放到所有相關的工作包；

c）各工作包型號設計資料完整，避免資料數據的多發、漏發。

2 當前管理所面臨的問題

2.1 數據定義結構化程度不高

在我國某民機項目中，大部分圖樣類資料的定義以三維模型為基礎，使三維模型成為生產制造過程中的唯一依據。而文件類的資料的定義則采用文檔的形式。從單個數據來說，目前僅實現了圖樣類資料的部分結構化，文件類資料還屬于非結構化形式，如果考慮數據之間的關聯性，將圖樣和關聯的文件作為整體進行評價，其結構化程度還很低。

2.2 數據之間關聯關系缺失

構成型號設計資料的各個數據之間并沒有真正將有實質性關聯關系的數據作為一個整體進行管理。這種以單個數據為主的管理方式使得很多數據成為了“信息孤島”，對于數據的使用者而言，容易忽略數據之間的關聯關系，從而引起各類數據之間干涉和沖突等不協調的情況。

2.3 數據發放混亂

在“主制造商-供應商”研制模式下，大量的型號設計資料需要發放至各供應商。目前數據發放采用的方式是單個數據資料批準生效后獨立發放，由于缺少可執行的規范以及設計部門和項目管理部門信息的不對稱導致設計資料的發放比較混亂，經常出現多發或者漏發的情況。

2.4 數據完整性差

以單個數據為主的管理方式下，當數據完成定義和發放后，往往意味著對數據的管理活動結束，數據的跟蹤、統計以及使用過程中的問題經常被忽視。由于缺少供應商視角的數據完整性要求，供應商是否收到了與其分工對應的完整數據以及這些數據后續的更改情況難以跟蹤。在制造符合性檢查活動中，甚至出現了由于生產現場制造依據的完整性不清楚導致中止檢查的情況。

3 基于工作包的型號設計資料管理模式

基于工作包的型號設計資料管理模式主要強調將有實質性關聯關系的數據作為整體進行管理，同時配合工作包的生產、檢驗以及交付等各項活動，有針對性地對型號設計資料進行管理，所有資料的發放、使用和更改均需從工作包的角度考慮數據之間的協調性和完整性。

3.1 設計資料的分類

按照適航規章對型號設計資料的定義，其型號設計資料可分為圖樣類數據、文件類數據和軟件類數據，而工作包所涉及的主要是圖樣類和文件類數據。圖樣類數據主要指各類結構件和系統件的生產圖樣，文件類數據主要包含工藝規范、材料規范、標準件規范、基礎標準、技術條件和通用要求，俗稱“六大類文件”。工作包中型號設計資料的分類見圖1。

3.2 設計資料的定義

型號設計資料定義方法要求在工作包維度將所有相關的文件類資料以結構化的方式關聯在三維數模中，為后續的管理活動奠定基礎。以工作包中常見的零部件為例，定義零部件的設計資料主要是三維數模，數模中定義了零部件的幾何信息、材料信息、加工要求等，而對材料信息定義可以延伸出材料的規范，加工要求信息中也涉及到工藝規范、行業標準以及型號專用的一些技術條件等。將材料規范、工藝規范、基礎標準和技術條件四類文件通過輔助定義工具從資源庫中調用至三維數模中，同時保留與文檔對象的關聯關系（見圖2）。標準件規范則根據預先定義好的關聯關系關聯到標準件數模上，通用要求類資料直接與工作包進行關聯。最終這些數模、規范、標準和技術條件等通過關聯關系共同組成了零部件的產品定義。

3.3 設計資料的審批

基于工作包的型號設計資料管理模式要求將審批流程和發放流程分開管理，實行“單獨審批、整體審查”。由于型號設計資料中每個數據的定義者、定義時間大都不同，而數據的審批主要是對數據本身的準確性進行審查，因此對型號設計資料不強調整體審批，即各數據的審批工作仍獨立進行。與傳統管理模式不同的是，圖樣類數據作為關鍵數據承載了與文件類數據的關聯關系，是基于工作包管理模式的基礎，因此在圖樣類數據審批之前，要求其所關聯的各類文件資料提前完成審批，同時將關聯關系的正確性和規范性作為圖樣類數據的重要審查內容。endprint

3.4 設計資料的發放

基于工作包的型號設計資料管理模式要求所有數據完成審批后，以圖樣類數據為主，將所有關聯數據一起發放，作為關聯數據的文件類資料不再單獨面向供應商發放。即每個三維數模發放時，根據其關聯關系將所有關聯文件一起發放，如果工作包中已經發放過某個文件，則不再重復發放。首次發放完成后，任何數據的更改都會默認發放至該工作包。

由于工作包對各自的分工內容比較明確，而工作分工所對應的圖樣類數據是型號設計資料的核心，因此相比于單個數據發放的方式，基于工作包的數據整體發放可以更好的保證型號設計資料的完整性，同時也能有效的減少數據的多發、漏發情況。

3.5 設計資料的使用和跟蹤

采用基于工作包的數據定義和發放方式后，各供應商接收的數據已經較好地完成了數據的結構化和關聯關系的定義，因此可以根據數據間的關聯關系將所有型號設計資料在工作包的范圍內重新構建成數據結構樹（圖3所示），從而更直觀地了解工作包的數據構成和相互引用關系，工作包內型號設計資料的完整性也得到了保證。由于有效減少了多發、漏發的情況，工作包中不再有冗余或缺失的型號設計資料，大大減少了以往數據篩選和分析的工作量。

4 結語

型號設計資料管理是產品數據管理的重要內容，本文針對傳統管理方式所存在的問題，提出了基于工作包的管理模式，解決了型號設計資料在結構化定義、關聯發放等方面的一些問題，也可以為工作包的其他管理活動提供支持。隨著工作包管理模式的不斷推進以及產品數據管理工作中一些基礎管理的不斷細化，本方案所涉及的很多方面也有待進一步深入研究。

【參考文獻】

[1]楊建國.樹計劃技術──工作分解結構進度計劃模擬分析與優化[J].系統工程理論與實踐，1994，14（5）：14-19.

[2]黃智輝.淺談工作分解結構（WBS）在項目管理控制中的應用[J].建筑設計管理， 2005（4）：57-59.

[3]胡楊博，莫蓉，常智勇，等.基于工作分解結構復雜多級項目的進度監控技術研究[J].現代制造工程，2008，2008（2）：16-19.

[4]薛芳芳.民機機載飛行計劃管理系統的設計與實現[D].西北大學，2014.

[5]胡衛樂.淺談民機檔案及其管理[J].民用飛機設計與研究，2010（2）：74-78.

[6]呂瀟超.基于模塊的民機全面構型管理研究及應用[J].航空制造技術，2015， 488（18）：98-101.

[7]孟旭，楊道文，龔文秀.淺談PDM系統在民機構型管理中的應用[J].科技信息， 2011（30）：271-272.

[責任編輯：田吉捷]endprint