基于TC和PC分離下的通航飛機構型管理研究

談騰，徐輝

（中電科蕪湖鉆石飛機制造有限公司，安徽 蕪湖 241000）

0 引言

隨著我國通航產業(yè)的蓬勃發(fā)展，全球各類型號的通航飛機陸續(xù)引進至國內，在此背景下產生了國內企業(yè)通過型號合格證TC（Type Certificate型號證書）權益轉讓獲得國外已取得TC產品的使用權，然后在中國申請獲得生產許可證PC（Production Certificate生產證書），即“TC和PC分離”的情況。

標準的構型管理是從飛機論證階段起，直至使用保障階段的全生命周期管理。它是建立和維護飛機及其組成產品的功能和物理特性與產品的需求和構型信息之間的一致性的確認與管理過程，也是一個項目管理的過程。在TC和PC分離的情況下，飛機的構型管理區(qū)別于標準的構型管理，產生了新變化和新發(fā)展。

1 構型管理的發(fā)展

1.1 國外的構型管理發(fā)展

構型管理的概念來于美國軍事工業(yè)，是在當時的導彈核武器研制過程中發(fā)展起來的一門工程管理控制技術，以保證開發(fā)出來的產品滿足合同規(guī)定的設計需求。20世紀60、70年代，美國陸續(xù)制定了四項美軍標標準，可見其在軍事工業(yè)設計制造中的重要性。歐洲歐空局則于1992年發(fā)布了技術狀態(tài)管理與控制的文件。1995年，國際標準化組織結合美軍標和歐空局的經驗發(fā)布了ISO 10007（International Standard國際標準）作為工業(yè)界各類產品共同遵守的準則。隨著美軍標的改革，1997年美國發(fā)布了最新的MIL-HDBK-61（Military Standardization Handbook美軍標指南）技術狀態(tài)管理指南，一直沿用至今。

民航業(yè)中，波音公司于1993年提出了基于產品數(shù)據(jù)管理的數(shù)字化構型管理系統(tǒng)DCAC/MRM（Define And Control Airplane Configuration/Manufacturing Resource Management飛機構型定義與控制和制造資源管理），2001年在全球供應鏈中正式運行該系統(tǒng)[1]。空客公司則建立了專門小組GMC（General Modification Committee綜合構型更改委員會）于1998年開發(fā)技術信息系統(tǒng)進行構型管理。

1.2 國內的構型管理發(fā)展

國內的構型管理始于1987年《軍工產品質量管理條例》的要求。我國先后于1997年對標ISO 10007（International Standard國際標準）國際標準頒布了GB/T 19017（國標）《質量管理技術狀態(tài)管理指南》，1998年對標美軍標MIL-HDBK-61（Military Standardization Handbook美軍標指南）頒布了國軍標GJB 3206A（國軍標）《技術狀態(tài)管理》[3]。我國航天工業(yè)，行業(yè)標準參考采用GB/T 19017（國標）、GJB 3206A（國軍標） 和MIL-HDBK-61（Military Standardization Handbook美軍標指南）。

我國民航業(yè)中的構型管理始于國外民機轉包生產部件項目，目的是保障整個產品生命周期的管理和控制[2]。隨著我國民航業(yè)的迅猛發(fā)展，構型管理的發(fā)展也越來越深入，2018年6月，中國商用飛機有限責任公司成立了構型管理中心，進一步發(fā)展并完善我國新研民航產品和項目群的構型管理體系建設。

2 TC和PC分離下的通航飛機構型管理

2.1 TC和PC分離下的通航飛機構型管理概述

飛機構型管理是產品壽命周期內，確立和維護其功能物理特征與產品需求一致的管理活動[4]。飛機的全壽命周期從飛機設計論證階段開始到設計、生產定型階段，批量生產階段、使用保障階段。每一個階段的構型管理都包括有以下4個內容[5]：1）技術狀態(tài)標識。確定該階段的技術狀態(tài)文件，建立技術狀態(tài)基線作為里程碑輸出。2）技術狀態(tài)控制。制定技術狀態(tài)更改、偏離許可和讓步的管理并確保得到準確實施。3）技術狀態(tài)記實。記錄和報告技術狀態(tài)的實施全過程和最終處理情況。4）技術狀態(tài)審核。完成對飛機功能和物理兩大技術狀態(tài)的審核，確保構型管理活動的完整，符合客戶的需求。

在TC和PC分離的情況下，TC持有人負責從論證階段到生產定型階段的構型管理，PC廠家則對飛機的批量生產階段和使用保障階段進行構型管理。

技術狀態(tài)基線一般分為三類：功能基線、分配基線和產品基線。從圖1中的產品基線可以看出基線并不是一成不變的，它隨著市場變化、客戶定制化需求、工藝改進、技術指標變化而變化，是一項動態(tài)的控制管理。因此，基線有啟動、變更、凍結與再發(fā)展的管理階段。PC廠家的構型管理并非完全獨立，為確保構型管理的完整性，需要建立接口與TC持有人溝通反饋，使TC持有人設計的產品不斷完善，迭代更新。

圖1 TC和PC分離下的構型管理

2.2 TC和PC分離下的通航飛機構型管理特點

1）通航飛機與民航飛機不一樣，它的產品結構和層級的復雜性低于民航飛機，組成的原材料、零部件也遠少于民航飛機。因此，通航飛機的基礎數(shù)據(jù)管理能夠做到相對程度上的簡化，整個構型管理系統(tǒng)也會相對精簡。

2）PC廠家以制造為主，不參與引進機型的設計研制，但會根據(jù)特殊客戶的定制化需求工藝優(yōu)化等進行飛機三大基線的變更和再發(fā)展。

3）PC廠家和TC持有人作為2個獨立機構，所使用的構型管理系統(tǒng)并不一定統(tǒng)一，PC廠家在符合規(guī)范的情況下可以使用獨立的構型管理系統(tǒng)開展構型管理活動。

3 TC和PC分離下的通航飛機構型管理的典型研究

3.1 模塊化構型項

引進的某雙發(fā)四座通航飛機的產品數(shù)據(jù)源包括機型、產品結構分解層和構型項。構型項是以機型為基礎，通過增加設計更改項組成。其中，設計更改項分為必選設計更改項和可選設計更改項。必選設計更改項的評估和實施關系著飛機的有效性管理，可選設計更改項則可以根據(jù)客戶的需求進行選擇。

結合通航飛機訂單需求多變、任務緊急的特點，PC廠家簡化構型管理，進一步優(yōu)化構型項，從中提煉形成模塊化構型項，從而快速生成客戶認可的構型，及時響應客戶需求。從圖2可見，PC構型管理的模塊化構型項將機型和設計更改項提煉為基礎項、加減項和選裝項。

圖2 PC構型管理的基礎和發(fā)展

1）基礎項。是主機型所必須的通用選項，基礎項n是由設計更改項所引起的通用選項迭代。2）加減項。當增加選裝項時，對通用選項產生影響的選項，因選項之間的必要性和互斥性可加可減。3）選裝項。客戶選裝特定設計或設備時的選項。

基礎項為通用的、穩(wěn)定的構型項，占全機51%，加減項是發(fā)生選裝時對基礎項產生影響的構型項，占全機19%，選裝項為客戶指定選裝的增項，占全機30%。從占比來看，通航飛機針對客戶定制化的選裝項占到全機構型項的30%，由此體現(xiàn)出通航飛機的構型多樣性，其配套構型管理機制需要足夠靈活精簡才能滿足市場需求。

開展模塊化構型項的管理活動，對PC廠家的構型管理者來說，需要建立選項之間的規(guī)則關系，制定選項之間的關聯(lián)性、必須性和互斥性的條件約束和邏輯。另一方面，PC廠家的構型管理者需要從架次有效性出發(fā)對選項的版本進行控制，從而進行有效的構型管理控制。

3.2 構型更改控制

以批量生產階段為研究主線，客戶確認過飛機配置后，構型管理者結合客戶需求通過篩選有效的模塊化構型項，形成當前單架次飛機初始構型[2]。在初始構型確認后，有以下3種情況會引起飛機的構型產生變化：1）TC持有人優(yōu)化產品，發(fā)出新的設計更改；2）客戶提出新的選項要求；3）PC廠家生產出現(xiàn)制造偏離，需要讓步申請，但實質上不引起構型更改。

構型更改控制作為構型管理的重要管理內容之一，關系著整個產品構型管理活動開展的成果。PC廠家的構型管理者需要制定規(guī)范的構型更改控制流程以確保在需要時，更改申請的有效記錄和實施。

針對上述3種構型更改情況，構型更改控制的相應簡化流程如圖3所示。申請人提出更改申請，經過構型管理者判斷分類更改原因，開始相應更改控制流程。其中，設計更改是由TC持有人傳遞給PC廠家，視為主動更改。客戶需求的臨時更改和制造過程中發(fā)生偏離實際上是被動更改。這3種引起構型更改的情況，其構型控制細節(jié)均有不同。

圖3 PC廠家的構型更改控制流程

當TC持有人發(fā)出新的設計更改時，設計更改接收人會提出構型更改申請，構型管理者需協(xié)調相關部門進行物料、工藝和生產計劃的評估作為更新構型版本、架次有效性等相關文件的實施基礎，例如：工程部門評估工藝的實施性、是否新增工裝和物料的變化；物資部門負責評估原物料的庫存和在途情況；生產計劃部門負責核實在制架次和未發(fā)料起始架次。工藝、物料、計劃信息統(tǒng)計完畢后，由構型管理者確認是否對當前架次產生影響，并維護設計更改實施架次的有效性。

如果在生產過程中發(fā)生客戶需求更改，由市場營銷人員提出申請，構型管理者協(xié)調跟蹤相關部門完成物料、工藝和生產計劃的評估和實施。一般來說，客戶有特殊定制化需求的情況發(fā)生在構型洽談初期，臨時增加的新需求會在現(xiàn)有的構型項中選擇。因為特殊需求需要由PC廠家反饋至TC持有人，使產品基線發(fā)生變更，時間周期較長。在現(xiàn)有的構型項中選擇，構型管理者可以通過已有的模塊化構型項，第一時間整理出物料和相關技術資料的增減。物資部門則可以及時對新構型下的物料進行庫存情況評估，如需新購，需要評估采購到貨周期；生產計劃部門則結合物料情況重新評估生產計劃。

針對情況三，發(fā)生制造偏離，構型管理者需要就目前制造的情況通過讓步報告提交至TC持有人，由TC持有人決定是否接受偏離，或經TC持有人評估后，PC廠家進行相關整改措施，由工藝編制返工工藝，準備物料，對制造偏離的物料進行返工。制造偏離通過讓步報告進行記錄，對實際的構型不產生改變。

相關流程完成后，一般由質量部門核實更改實施情況。PC廠家的構型管理者可以通過多種數(shù)字化信息化手段記錄好模塊化構型項的版本和相關技術文件，同時鏈接實施架次的有效性，最終將構型狀態(tài)反饋至TC持有人，以閉環(huán)整個構型更改控制流程。

3.3 構型管理記實和審核

在構型管理活動中，構型管理記實是對飛機生命周期內技術狀態(tài)的記錄和報告活動。它貫穿于模塊化構型項和構型更改控制活動，包括：1）定義模塊化構型項時所需的機型設計圖樣、設計更改、工藝規(guī)范、測試報告、技術保障資料等各類文件；2）模塊化構型項后確定的基礎項、加減項和選裝項等構型項技術文件；3）客戶構型確認的飛機初始構型；4）構型控制管理活動中的設計更改評估和實施記錄、制造偏離讓步報告，構型更改申請實施審核記錄；5）生產定型時的飛機最終構型、工藝操作記錄、測試檢查記錄、產品返工記錄、適航指令實施記錄等；6）構型審核記錄。

構型管理審核是對飛機功能技術狀態(tài)和物理技術狀態(tài)的審核。在PC批生產階段，功能技術狀態(tài)和物理技術狀態(tài)的審核一般由質量人員開展，同構型管理記實一樣，也貫穿于整個構型管理活動，如圖4所示。

圖4 PC廠家構型記實和審核

4 結語

TC和PC分離下，構型管理活動的開展和實施關系著PC廠家制造產品的符合性和有效性。PC廠家一方面需要學習標準構型管理的管理內容實施規(guī)范化構型管理；另一方面需要結合通航特性總結規(guī)律，簡化構型管理系統(tǒng)，發(fā)展構型管理的新模式。利用模塊化構型項的構型管理模式快速響應通航市場，及時滿足通航飛機訂單多樣化、多變化的特點。嚴格規(guī)范構型更改控制流程，實施好構型管理記實和審核活動，才能夠在通航市場上獲得市場認同，優(yōu)質發(fā)展。