航空制造業標準數字化方面的實踐與思考

我所是航空領域從事標準化研究和應用的專業化 機構。由于航空制造業對數字化的旺盛需求，我所是 國內較早開展標準數字化研究的單位。從2011年開 始，我所專門成立了“標準創新研發攻關團隊”，目 前已經發展為“標準數字化技術研究部”和“裝備標 準數字化實驗室”。這些年我所一直在不斷地探索標 準數字化轉型之路。總的來說，我們的實踐大致可以 劃分為兩個階段。

第一個階段是標準數字化改造階段（2011— 2015年）。這個階段是把海量文本標準電子化、結 構化和碎片化，讓用戶能夠檢索得到顆粒度更細的標 準內容。這個階段我們主要提出和實現了兩種結構化 模式：XML-OUT模式、XML-IN模式。

（1）XML-OUT模式，主要針對存量標準，它 是一種事后結構化模式，即標準發布后再進行結構化 加工，將標準轉換成額外的XML數據包，也就是說 XML在標準外面，所以我們稱其為“XML-OUT”。 針對這種模式我們開發了“標準自動化加工工具（智 標加工）”，該工具一直在改進，目前可以“一鍵” 自動提取標準的所有結構化內容，包括圖表、公式和 術語等，準確率在90%以上。

（2）XML-IN模式，主要針對增量標準（未來 標準），它是一種事前結構化模式，即標準編寫時采 用XML表達的，也就是說XML在標準里面，所以我們 稱其為“XML-IN”。針對這種模式我們開發了“標 準結構化編制工具（智標編制）”，該工具采取內容 和格式分離模式設計的，可以實現標準的填空式編 寫、自動化校驗和交互式出版。

第二個階段是標準智能化應用階段（2016— 2023年）。這個階段我們主要考慮標準如何在航空 產品數字化研制體系下更好地發揮作用，不能為了數 字化而數字化，必須要考慮用戶（航空產品研制單 位）的需求，根據具體的應用場景，來決定改造哪些 標準、改造到什么程度。這個階段我們主要開展了兩 方面的工作。

（1）將標準融入研制流程。我們行業很多產品研 制單位，尤其是主機廠所，都在開展集成研發平臺（精 益研發平臺）建設，其核心工作就是業務流程梳理。業 務流程活動一般包括輸入、輸出、資源、約束等要素， 其中約束和資源與標準相關度非常高。我們標準化部門 要做的工作就是將標準知識（結構化、非結構化）關聯 到業務流程活動中，形成“流程伴隨知識”。這樣就可 以將標準知識自動推送到設計員的桌面，實現“人找標 準”向“標準找人”的轉變。

（2）將標準嵌入研制環境。我們發現僅僅給工 程技術人推送結構化的標準知識不能滿足產品數字化 研制的需要，尤其是在目前MBSE和數字孿生廣泛應 用的背景下。因為大多數時候，我們的工程師需要的 不是文本知識，而是可以直接被軟件系統調用的數據 庫、數字模型和軟件服務。數字化環境下，用戶（人 或機器）最希望的還是數字化程度更高的“即插即 用”服務，也就是我們常說的“服務即標準”“使用 即標準”。因此這一階段我們嘗試開發了一系列APP 工具，將標準知識封裝為工業軟件，例如以下2款典 型APP：

1）裝備需求定義標準化工具：該工具集成了 1000余項航空裝備相關的要求類標準，包含了近3萬 條標準條目，覆蓋了航空裝備常用的整機級和系統 級的標準技術指標要求。該工具與裝備需求定義軟件 （如DOORS）進行了無縫集成，基于標準數據實現 了需求定義階段的標準智能應用、標準引用溯源、需 求符合性檢查、標準應用跟蹤以及型號專用規范自動 生成等功能，有效保證裝備產品需求定義完整性、規 范性和敏捷性。

2）三維模型檢查標準化工具（數字標審員）： 該工具集成了20余項航空產品建模和基于模型的定義 （MBD）相關的標準要求，提煉形成了200余條建模 規則，覆蓋了通用檢查、環境檢查、特征檢查、拓撲 檢查、裝配檢查、標注檢查、注釋檢查、屬性8方面 的標準符合性檢查內容。該工具與三維建模軟件（如 CATIA、UG等）進行了無縫集成，基于建模規則庫 實現了三維模型質量智能檢查、錯誤自動優化等功 能，大幅度減輕圖樣/模型標審工作量，幫助設計人員 提前發現錯誤，從而減少設計更改，降低設計成本， 縮短設計周期。

我們所還在標準與人工知識智能結合（標準知 識圖譜系統）、標準與數字孿生結合（標準數字樣機 系統）、標準與云計算結合（標準云資源和云應用平 臺）方面做了一些實踐探索工作。

此外我還有兩點思考：一是如何實現數字標準便 攜式的出版和發布，能否制定一種國產化的交互式電子 文檔出版格式，從而方便數字標準的閱讀和傳遞，實現 對大眾的普及。該文檔格式可以實現交互式操作，如熱 點跳轉、VR動畫播放、三維模型操作、表格數據導出 等。二是將標準知識封裝為軟件后，為保證其正確性、 一致性、持續性，需要建立標準符合性認證。