PLM項目在星敏感器技術狀態管理中的應用研究

趙亞芹?董蕓松?李春江?戈強?龔德鑄

摘 要 隨著宇航及商業航天領域應用需求的細分，對星敏感器的個性化定制需求更加迫切，并且伴隨著批量化生產的需求，需對產品進行更加精細化的技術狀態管理，本文研究了多子型狀態星敏感器產品在PLM系統中的技術狀態優化管理實現方式，最后總結了此管理方式在技術狀態管理中的提升效果。

關鍵詞 PLM系統;技術狀態管理;星敏感器產品

引言

星敏感器是目前衛星平臺精度最高的慣性空間姿態測量設備，根據不同用戶的個性化定制需求，同種星敏感器的子型數量不斷增加。某型星敏感器根據用戶的個性化需求梳理的產品子型見表1所示，此產品的特點是子型多（共11個子型）、子型間差異較小。

為符合宇航及商業航天事業飛速發展的需求，星敏感器的研制模式逐漸從原本的小樣本轉化為批量生產，難點問題就是如何實現批生產多子型狀態星敏感器的技術狀態管理，保證產品高質量、高效率、高效益研制[1]。

1技術狀態管理方式

產品技術狀態管理的目的是確定全壽命周期中每個階段中的技術狀態基線狀態[2-3]，傳統的航天產品技術狀態管理實質上是文檔，圖紙和實物幾乎是一一對應，即基線中一系列文檔的狀態就代表單機產品的技術狀態。

針對多子型星敏感器而言，任何一個物料的狀態變化都會影響整個產品的基線狀態，傳統的技術狀態管理模式已不能滿足狀態管理的需求，而開展數字化單機設計可實現技術狀態的精細化管理。

數字化單機包括數字化BOM數據，數字化模型及結構化工藝，其中以數字化BOM為載體，關聯相應的結構化工藝與數字化模型，保證了三者間技術狀態變化的聯動性。

PLM這種管理模式的價值就在于對生產制造業所提出的有關于產品生命周期信息管理的各項需求做到基本滿足。PLM通過以產品結構樹為中心組織產品各物料信息[4]，建立同一產品代號不同技術狀態的產品PBOM，追蹤產品歷程與版本關系，明確產品代號、物料、配置等之間的關聯關系與代表狀態，以實現宇航產品的精細化技術狀態管理。

綜上所述，合理的產品PBOM是宇航產品精細化技術狀態管理的核心。

2星敏感器產品在PLM系統中的技術狀態管理實踐

以某型多子型狀態星敏感器產品為例，介紹星敏感器產品在PLM系統中的技術狀態管理實現方式。

2.1 某型星敏感器產品EBOM

假設XMGQ-1為星敏感器產品的型譜代號，通過對表1各設計屬性進行功能模塊化劃分，可得表2的EBOM模塊列表，共15個模塊。

2.2 某型星敏感器產品PBOM

依據產品EBOM，通過設置合理的基本模塊和可配置包，對EBOM模塊進行包絡設計如表3所示。

結合XMGQ-1產品研制技術流程，考慮產品工藝實現過程，通過設定物料多工藝路線等手段，得到產品的PBOM，XMGQ-1的PBOM簡易圖如圖3所示。

按照IPD中模塊化的設計思路，XMGQ-1產品PBOM中的工藝模塊見表4所示。

3PLM系統對星敏感器產品技術狀態管理提升

在PLM系統中，每個物料都是一個固定版本的Item對象，在系統中可以進行復制操作。每個Item對象通常都是由一組相應的圖紙、數據模型、設計文檔、工藝文檔等來進行描述的，同時每個Item版本對象還具有特定的關鍵、一般屬性。產品的各類物料通過工藝實現過程形成PBOM，通過PBOM主線對各種物料相應的信息視圖進行整合組織，從而實現對所有產品數據的全關聯管理，實際上是一種以各種類型物料為核心的數據管理模式，相比于傳統的圖和文檔的管理模式是一個徹底的顛覆。

由3.1節的EBOM模塊可知，若不考慮PLM系統而使用傳統的基線管理方式，在產品策劃時需要對15種功能模塊進行技術狀態管理。而在PLM系統中，可以實現產品的工藝PBOM，由3.2節的PBOM結構可知，在產品制造時只需要對4種模塊進行技術狀態管理即可，模塊內部的技術狀態變更不會引起其他模塊的技術狀態變化，管理更清晰。并且在PLM系統中，可以通過復制粘貼操作進行模塊的復用，提高了數據質量。

PLM系統的管理模式及IPD中模塊化、標準化設計方式對于某型星敏感器產品技術狀態管理的提升效果主要反映在以下幾方面：

技術狀態控制：星敏感器產品全生命周期的狀態包括起草編制-各級審簽-編寫者修改-批準發布-受控歸檔等狀態組成。在相應的設計師需要對這種狀態進行修改的時候，首先就需要在相對應的PLM系統當中借助更改單實現設計文件舊版本到新版本的修訂，數據的修改需要在新版本當中進行，受到控制的工藝文件或者設計文件的更改都可以借助相對應的PLM系統的更改單來進行有效控制。更改單對象會對更改之前和之后的數據進行有效的關聯，從而把更改對象和相對應的有關于星敏產品的BOM以及設計文檔等各項數據進行有效的關聯，從而實現每次變更歷史的記錄。這樣就可以使得產品數據以及技術狀態能夠被比較方便的追溯出來。

技術狀態審核：PLM系統以零部件為核心進行管理，技術文件的評審落實反映在對象的變更上，通過數據比對，可以快速明確的追蹤到評審的落實情況。

標準化、模塊通用化和選配管理：建立以系列化、標準化為原則的產品數據管理方式，對零件進行標準化設計，對部件進行模塊通用化設計，通過PLM系統提供的Item復制功能實現不同產品對標準化零件和通用化模塊的復用;為快速響應不同型號產品的個性化定制需求，通過PLM系統修改原標準化模塊化物料來實現系列化產品變形設計，并且通過不同模塊重組，迅速生成用于產品制造的各類PBOM及工藝路線（BOP）數據;對于多子型狀態的產品而言，組成產品的模塊可分為基本的和穩定的模塊、可重用的模塊以及根據不同用戶需求產生的特定的模塊。對于組批產品而言，配置某組批產品數據，用于在下游ERP系統進行主計劃生產，會大大提高生產效率并降低質量控制成本。相比于傳統技術狀態管理中使用產品基線組織產品生產數據的方式更為快速。

并行的協同工作平臺：在PLM系統中，不同的用戶可以在自身所設定的權限范圍當中來實現對各種有關于零部件的數據的方便查詢以及合理管理。不同協作部門及設計、工藝人員間在統一的數據模型管理下，可并行開展工作，工藝人員可在線實時審核圖紙的設計工藝性，較少迭代次數的同時，實現了產品設計、工藝、生產和制造等一體化管理。

4結束語

通過使用PLM系統進行數據管理，星敏感器產品實現了以產品結構樹為主線的產品相關數據管理，解決多子型產品技術狀態管理難、信息共享程度低、信息復用性差、相關數據及物料屬性查詢不方便等問題，提高了數據共享度和數據集中存儲，通過復制粘貼功能，保證了數據質量。通過基本模塊設定、可配置包配置及多工藝路線設置，可快速響應用戶的個性化定制需求，并可保證技術狀態管理的有效、系統、準確和一致。

參考文獻

[1] 戈強，曹宇，王子歡，等.宇航通用產品組批生產管理模式研究與實踐[J].管理觀察，2019（17）：13-15.

[2] 郭寶柱.技術狀態管理—對基線更改的控制[J].航天器工程，2014， 23（5）：1-5.

[3] 溫嵐，楊威，趙寧，等.航天器技術狀態基線與技術狀態文件的應用探討[J].航天器工程，2015，24（1）：133-139.

[4] 周傳宏.產品全生命周期管理技術[M].上海：上海交通大學出版社，2006.