教練機標準件的選用與統型

章越超，肖禮華，劉鵬，歐陽平

（航空工業洪都，江西 南昌，330024）

0 引言

教練機標準件（以下簡稱標準件）是指教練機廣泛使用的“通用性強的零、組件”，其性能和質量一定程度上關系到航空產品的質量和壽命。

從產品的通用化程度來說，存在專業件—借用件—通用件—標準件的區分，標準件是通用性最強的零組件，按照相應的標準規范大批量生產，可以在不同型號、不同產品中實現同類型標準件的互換，便于安裝和維護，從而降低研制和維護成本。

按照國家標準、航空行業標準、企業標準等不同層級，標準件可以分為國標件、航標件、企標件等；按照常規用途，又可以分為緊固件、結構件、管路件、操縱件、電氣連接件和軸承等類型。標準件的品種多、數量大、使用范圍廣，標準件在教練機上的使用量可以達到幾十萬件，占全機零部件的比重可以達到80%以上。根據GJB170 要求，衡量一型教練機的標準化程度的指標—標準化系數，就是指教練機全機標準件使用數量占全機零部件總數的比重。

在教練機研制過程中，標準件選用是否合理，標準件技術性能是否滿足型號需求，標準件的使用是否能降低研制和管理成本，這些因素都是標準件選用水平的體現，也是衡量教練機技術水平的重要標志之一。因此，如何開展標準件的選用控制和統型壓縮是本文探討的重點，目的是通過標準件的合理選用，滿足型號需求的同時，縮短型號研制周期，降低研制成本。

1 教練機標準件選用現狀

以某航空企業為例，既有二十世紀六十年代研制批產的初級教練機，也有二十世紀八九十年代研制批產的中級教練機，還有2000 年以后研制的高級教練機，分別對應國內從一代、二代到三代的飛機發展代際差異。在標準件選用方面，初級教練機大部分選用的是從蘇聯轉化而來的、二十世紀五六十年代的標準件，標準非常老舊，大部分都已廢止或限用；中級教練機選用的是以1983 版為主的航標件，標準也普遍較傳統和落后，在高級教練機中選用的是以2002 版為主的航標件，缺乏新型標準件的應用，總體處于國內二代機的選用水平，與行業內先進單位也存在較大差距。在教練機標準件的選用方面，主要存在以下幾個突出問題。

1.1 品種繁雜，多版本并存

教練機使用的標準件品種多、規格多、數量大，一種標準件普遍存在多個版本，但不同版本之間無法實現完全互換。以航空行業標準HB 1-132《光桿公差帶f9 十字槽90°沉頭螺栓》為例，分別存在1974、1983、1995 和2002 共四個版本，除去已廢止的1974 版，仍然存在1983、1995 和2002 三個版本，1983 版和2002版的螺栓頭部高度（H 值）、十字槽的深度存在差異，導致兩者無法完全互換。在同一個教練機型號中，普遍存在同一種標準件選用多個版本以及不帶版本的問題，這導致標準件數據的混亂，影響標準件的生產、采購和使用等下游環節，影響標準件的互換性，從而影響飛機的技術狀態和后期維護。

1.2 管理方式落后，缺乏選用控制

在現有教練機型號中，對標準件的選用管理缺乏控制手段和措施，選用水平較低。初級和中級教練機采用的是紙質發圖方式，標準件的選用數據是通過人工統計的方式匯總到每一項裝配件的零部件明細表中，最后逐級匯總才能得到全機標準件選用清單。在此過程中很容易產生差錯，導致標準件標記錯誤或選用數量不準等問題：一個很微小的標記符號的區別就會產生很大的差異，如果標準件單機數量不準確或者有錯誤，會影響標準件的自制和采購數量，最終在現場裝配時會暴露問題。

高級教練機在研制過程中采用了三維數字化設計，通過VPM、EPDM 平臺實現了設計數據的審簽、傳遞和發放，標準件的選用數據通過EBOM 清單實現了基于架次的實時動態更新，相比傳統紙質方式實現了巨大的飛躍。與此同時，在高級教練機標準件選用過程中，普遍缺乏標準件選用控制，存在品種多、規格多、平均選用量少的問題。以某型教練機為例，通過EBOM 清單可以統計出某一架次的標準件選用匯總數據，在三千多項選用規格中，單機量僅選用1-2 件的標準件規格達到了八百多項，約占全機規格的四分之一，這意味著該教練機有四分之一的標準件單個規格的用量少于2 件。這些規格少、單機用量少的標準件，不管通過自制還是采購，都不方便，比如標準件自制存在原材料定額及最小起訂量問題，標準件采購存在標準件研制、鑒定、最小采購量及入廠復驗問題，無形之中都會增加生產、采購和管理成本，這也違背了標準件大批量、規模化、低成本的初衷。

1.3 老舊標準件大量使用，缺乏新型標準件應用

教練機標準件以國內二代機的標準體系為主。在標準方面，以1983 版（部分1976 版）為典型的老舊版本航空標準件得到大量使用，上述標準件在行業里已基本淘汰，已明顯不能滿足現有型號的需求。在材料方面，以30CrMnSiA、LY12 鋁合金為代表的傳統材料得到大量使用，新型及新材料標準件使用較少，僅限于部分進口的鋁合金抽釘和鈦合金抽釘，處于國內二十世紀九十年代二代機的應用水平，與行業內其他飛機型號相比，依然存在較大差距。

2 教練機標準件的選用與統型實踐

面對現有教練機標準件選用的種種問題，作為標準件的技術管理部門，標準化部門迫切需要開展標準件的選用控制和統型壓縮工作，摸索出符合企業實際并能引導設計部門合理選用標準件的方式方法。標準化部門通過不斷探索實踐，在標準件選用與統型方面采取了相關措施。

2.1 實現標準件選用數據信息化

與信息化部門和工藝部門協作，改變傳統的紙質圖樣管理模式，將初級和中級教練機等老舊型號的設計數據導入到EPDM 系統中，從而與高級教練機一道，實現標準件數據的信息化管理，形成以架次為單元的EBOM 標準件清單。標準件管理人員可以在EPDM系統中查詢下載某個架次的EBOM 標準件清單，這也為后續開展的標準件選用管理工作奠定了基礎。

2.2 梳理標準件選用數據，解決標準件版本問題

針對教練機標準件多版本以及不帶版本的問題，通過清查EBOM 標準件清單，從中梳理出多版本及不帶版本的問題標準件清單，并采用兩種方式解決：

方式一：初級和中級教練機由于其型號都是采用紙質圖樣發圖，圖紙都保存在檔案部門，已經非常老舊，若按照傳統的設計更改流程，則需要設計人員發出更改單來更改底圖，將涉及到大量的標準件和設計圖紙，更改工作量巨大，涉及較多專業和設計人員，從設計端逐項更改因而缺乏操作性。標準化部門與設計部門協調，采用標準件版本對照的方式，針對問題標準件清單逐項分析版本之間的差異，將多版本和不帶版本的標準件都統一對照為一個版本，最后由標準化部門發出技術文件，工藝、生產等下游部門執行該文件要求，在EPDM、MES、計劃管控等系統中都對照為唯一的版本，既避免了設計部門更改圖紙，又能糾正標準件的版本，從而較好地解決了老舊機型的標準件多版本及不帶版本的問題。

方式二：高級教練機由于采用三維發圖方式，設計更改也實現了無紙化，通過更改流程來更改標準件版本不存在太多困難，因此該型號的問題標準件清單通過設計部門進行直接更改，通過標準化主管進行標準化審查和監督EBOM 標準件數據，逐步得到解決。

2.3 編制型號標準件選用范圍，構建標準件數據庫

標準化部門通過不同型號標準件選用數據經驗的積累，以型號為基本單元，基于型號特點和功能性能要求，以滿足型號需求為出發點，在型號研制的方案階段，與設計部門充分溝通，按型號制定“型號標準件選用范圍”（以下簡稱選用范圍）。選用范圍中的標準件應包含標準件名稱、牌號、限用材料等信息，并明確標準件的版本。

標準化部門以型號為抓手，嚴格按照選用范圍構建標準件數據庫，添加標準件三維數模及相關信息，實現選用范圍內的標準件與型號標準件數據庫的唯一對應關系，并集成到VPM 平臺中，實現與設計平臺的無縫對接，設計人員只能從型號標準件數據庫選用標準件，通過VPM、EPDM 系統將數據傳遞到工藝、計劃、生產等下游部門，從而確保標準件數據的準確性和唯一性。編制型號標準件選用范圍，構建和應用標準件數據庫，可以在型號研制過程中較好地解決標準件版本混亂的問題。

2.4 制定標準件選用管理辦法，強化標準件選用與統型

針對標準件選用品種多、規格多、平均使用量少的問題，標準化部門從標準件選用涉及的各個環節著手：從型號標準件選用范圍的確定，到標準件數據庫的構建，再到設計部門開展標準件選用，形成EBOM標準件清單，最后到工藝部門匯總工藝定額并形成PBOM 標準件清單，在上述具體環節中均要貫徹標準件統型思想及控制要求。

標準化部門編制并發布了標準件選用管理辦法，對教練機標準件選用原則、部門職責、選用要求和工作程序均作出了規定，并明確了教練機標準件的選用原則如下：

1）品種規格最少化；

2）優先選用生產成熟的標準件；

3）優先選用供貨渠道穩定的標準件；

4）鼓勵選用新型標準件；

5）同一型號同一標準件只允許選用一個版本。

在滿足設計要求的前提下，盡量壓縮標準件品種規格。標準化部門面向設計人員開展了專門的宣貫和培訓，對標準件選用管理辦法的內容和要求進行了詳細的解讀，提高設計人員對標準件選用控制和統型思想的認知。

在型號研制過程中，標準化部門結合研制進度清查型號EBOM 標準件清單，對于全機單個規格使用數量低于2 件的標準件，形成清查結果。設計部門按照清查結果給出反饋意見，對于可以壓縮的標準件規格，要求設計部門及時更改到位。

通過上述措施，在某型教練機研制中充分貫徹了統型思想，大力開展標準件的選用控制和規格壓縮工作，在研制階段不斷迭代優化，與上一代教練機相比，品種壓縮了一半以上，選用規格壓縮了四分之一，從而較好地實現了標準件統型和規格品種的壓縮，提高了研制效率，有效降低了標準件制造、采購和管理成本。

2.5 加強新型標準件研制，開展新型標準件應用

目前國內外新型標準件技術不斷發展和進步，主要發展和應用趨勢為輕型、高強度、耐鹽霧環境、高抗疲勞、長壽命。標準件的材料主要以鈦合金、不銹鋼和高溫合金為主，具體應用類型為高鎖緊固件、單面連接標準件、粘接式標準件、高強度緊固件、冷擠壓強化用開縫襯套等。

在標準件標準方面，行業內缺乏大部分新型標準件的相應標準，因此需要標準化部門立足自身，開展新型標準件標準的編制工作。通過與行業內主機單位及標準件專業廠家的技術交流，標準化部門與設計部門充分溝通，逐步編制了數十項新型標準件的企業標準，比如無耳螺母、雙線螺栓、鈦合金齒輪槽MJ 螺紋緊固件、高鎖螺栓、可控斷頸槽抽釘、粘接螺母等，并開展了上述新型標準件的研發、鑒定、試裝和驗收等工作，從而滿足新研型號的使用需求。

在某型教練機研制中，標準化部門與設計部門開展了部分新型標準件的應用，逐步達到行業內的主流水平。特別是鈦合金緊固件，可以在現有鋼制緊固件的基礎上減重42%，同時具有優異的耐腐蝕性能，抗拉強度與鋼制緊固件相當，綜合性能水平高。隨著國內外航空航天領域大規模使用鈦合金，鈦合金的價格持續下降，目前已與不銹鋼材料相當，具備良好的經濟性。在應用過程中，標準化部門和設計部門也積累了相關的使用經驗和問題處理方法，為新型標準件在后續教練機型號中的應用奠定了基礎。

3 結語

教練機標準件的選用控制與統型壓縮是一項持續性工作，某航空企業對教練機標準件的選用與統型經歷了“從無到有，從有到優”的過程。標準件的選用與統型在行業內沒有統一做法，也沒有相關標準和文件提供技術指導。不管是初級教練機、中級教練機，還是高級教練機以及后續的新型號，都需要根據不同型號需求及實際情況，摸索出適合自身的工作方法和途徑，以滿足型號需求為基礎，解決問題為導向，引領技術進步為目標開展教練機標準件的選用與統型工作。逐步實現教練機標準件的合理科學選用，實現教練機標準件走向良性發展道路，從而引領航空企業標準件技術的不斷進步。