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【摘要】介绍了国内外飞机构型管理的发展状况,及国外构型管理标准内容的简要概述,对国外几份构型管理标准进行了主要差异分析,结合国内民用飞机的发展,提出企业制定一套构型管理标准流程,对于提高企业的管理体系具有重要意义。
【关键词】:标准 技术状态(构型)管理 差异分析
1.引言
构型管理的概念最早起源于美国的军事工业,尤其在美国航空航天局、欧空局等管理飞机、舰艇、火箭等大型武器装备的研制过程中,随着产品复杂度的增加,研制过程可能要经历几年,不可能由一个人或一组人来控制设计和生产,同时这些产品的研制涉及到不同专业、不同学科之间的人员进行协调设计,在这过程中当控制权从一个人交给另一个人时,很可能丢失了一些相关的信息,产品的状态也就随之处于变化之中,最终生产出的产品有可能与前期需求的设计产品结果不一致。这样美国军方就提出并总结出产品构型管理的雏形概念。而我国对于飞机构型的概念在过去一直没有明确提出,直到在民机转包生产中才将这个概念引入飞机项目,其目的是为了控制复杂飞机产品的开发与维护,使得飞机制造商和开发商能够灵活地对各种需求变化,因此,在飞机研制过程中推广应用构型管理技术,不仅是现代化管理的需要,也是研制具有国际先进水平航空产品的需要。
2.国外构型管理发展概况
在国外的一些比较知名的、先进的军工企业,构型管理已经非常成熟,他们大都已经形成了完整的管理体系,在国外的企业内部,有关构型管理的相关企业标准规范数以千份,非常严格,每个流程需要哪些环节,每个环节需要哪些人来参与,需要什么样的支撑条件,都定义得非常详细,因为他们发现,只有做好构型管理,才能够确保满足预定的计划和目标,并且随着激烈的市场竞争压力和信息化的发展,国外先进航空国防企业纷纷在构型管理中引入了信息化技术,极大地提高了产品研制的构型管理水平,使航空产品研制和生产方式也产生了深刻的变革,可以说这是国外企业成功的一笔巨大财富。
2.1 波音公司的构型管理发展概况
波音公司多年来一直在世界民机市场上占据霸主地位,这无疑与它具有国际一流的生产制造与管理技术密切相关。它从40年代起就大力推行工业工程技术,努力实现生产过程的规范化、标准化,积极应用计算机信息与自动化技术,仅自行开发的应用软件就达800多项。庞大复杂的飞机,从接到客户订单起,在12-16个月内交付,其管理组织效率可以说是非常令人瞩目的。
波音公司1994年正式启动了DCAC/MRM(飞机构型定义控制/制造资源管理)的大型工程项目,总投资几千万美元,计划到1997年完成。这一大型的全面技术改造项目是继波音工程设计领域全面推行无纸设计(全数字化产品定义)技术、并行工程技术以后的又一大技术改造项目,是波音实现其经营目标的战略组成部分。该项目的目的在于缩短交付周期、降低成本、提高产品质量、增强客户满意度。
2.2空客公司的构型管理发展概况
空中客车工业公司为了顺应世界航空市场的瞬息变化,满足客户不同的需求,对抗波音公司的强大竞争,该公司在飞机制造中采用了大量的先进技术,同时也形成了一套先进的构型控制技术。
空客公司经过了30多年的探索和不断的改进,构型管理技术已发展得相当成熟,构型控制与更改程序严谨缜密而不繁琐,使飞机生产商和开发商能够处理各种变化,且在各个环节都实现了计算机化和网络化,这使得空客公司能对市场需求做出最快速的反应。在空客A380构型管理系统的实施过程中,专门针对新的IT应用形式下新模式的构型管理和数字化应用相关标准体系开展研究,独创性地提出以产品结构为核心的简化构型管理新思路,包括产品结构为核心的简化构型管理新思路,包括产品结构层次划分、构型项CI、设计方案DS及简化有效性管理等新理念,仅制定的相关标准和业务流程规范文件就多达上千份,为空客公司的产品型号研制工作的顺利开展发挥了不可替代的作用。
3.国内构型管理发展概况
随着国内与国际合作项目的不断增多,并行工程、现代构型管理理念和逐渐强化、深入,数字化研制体系的逐步建立,数字化成功经验的获得与积累,使得国内航空产品的自主研制都在探索和实践数字化构型管理,如AR21项目、大型客机 C919项目、大型运输机等项目的牵引下,应用国外数字化构型管理理念相继开展了企业内型号构型管理数字化,促进了航空行业在构型管理理念和实施手段上与国际接轨。但与国外先进航空企业相比,国内在构型管理的实施方面,还存在一定的差距,主要体现在:
在管理思路和理念上,国内航空企业构型管理思路从本质上来说,大多尚未脱离传统的基于二维图样为中心的管理模式,没有牢固树立以产品结构为核心的构型管理思路,在基于三维数字化设计、以产品结构为核心的技术状态管理模式和相关信息系统建设和研究方面基本上还处于起步阶段,并且构型管理的各项理念和重要原则没有融合到产品研制的全过程之中。
构型管理的标准规范体系方面:构型管理作为一套管理理念,要在企业应用中真正落到实处,离不开严密的标准体系支撑。在这方面国内航空企业与国外先进水平相比,还存在不小的差距。国内航空企业虽然制定了一定范围的标准规范,在单点上有了一定的突破,但在标准涉及到的范围和深度上来说,还存在较大差距,基本上都没有形成一个完整且严密的构型管理体系。
从组织机构来看:国外先进航空企业针对构型管理都成立了专门的组织机构,确定了相应的人员角色,例如CCB(构型控制委员会)、CMO(构型管理办公室)等,一般都由企业高层领导直接推动各项构型管理标准规范的贯彻和落实,但国内航空企业大多都没有站在企业全局的高度对构型管理的理念落实进行统筹规范,没有建立对应的组织机构。即便成立了,也往往形同虚设,没有真正发挥应有的作用。
从信息技术的应用深度和广度来看:国内航空企业虽然纷纷采用了PDM等软件实现技术状态管理一些方面的能力,但由于缺乏先进的管理理念和全面标准规范的支撑,往往仅对技术状态的结果数据进行了管理,忽视了对技术状态全过程严格和闭环的控制,容易造成状态失控,此外信息系统的实施还较少考虑外部企业、下游的制造、客户服务等业务环节对技术状态管理方面的需要。 4.国外型管理标准的概况及分析
4.1国外型管理标准的概况
在国外现代民用飞机项目上的研制过程中,为了适应民机项目的多方合作的持点,构型管理通过引入信息化技术和数字化手段,不断发展和创新,并已形成有约束力和具有指导意义的标准体系。颇具代表性的标准有:
●电子工业协会(EIA)颁布的构型管理标准ANSI/EIA-649《构型管理国家统一标准》,用来作为构型管理基本原理的指导性文件,该标准提供了基本的构型管理原则以及工业界实施的最好经验,用以确认产品的构型和产品更改的影响管理。
●MIL-HDBK-61美国军用书册《构型管理指南标准》,作为一个指导性手册,指导政府的采办工作。指导负责技术状态管理的管理者们,如何确保在寿命周期每一阶段对军品项目采用产品及数据技术状态管理,为构型管理的有效应用提供持续更新的指导作用。
●国际构型管理协会(ICM)的CMII(即CM第二版)已经成为衡量企业构型管理水平的业界公认标准,并作为衡量产品数据管理系统更改管理能力的一个重要依据。
从以上构型管理标准的角度来看,航空构型管理有几个特性,一个事前规范,型号产品在研制之前和研制之初,一定要定义技术状态管理方面相应的流程和标准规范,并成立相应的组织机构。二是事中控制,一定要对研制过程进行严格的控制,建立完整严密的评定、批准的标准或者流程,而不是随意更改,缺乏控制。三是事后追溯,就是要构建研制过程中的关键点,使各个阶段的状态和过程记录信息都能进行完整的追溯。
4.2国外构型管理标准的差异性分析
以国外常见的几份构型管理标准为例,简单分析几份标准之间的差异:
●EIA-649B将构型管理归结为5个功能和41个原则,统一了分散在各种规范中的构型管理标准,进行了整合,并加入了最新的工业实践。将数字数据管理与构型管理的所有功能集成。
●CMII规范是传统的构型管理加上持续改进。CMII对传统的构型管理作了几个方面的改进:协调更改流程;优化重用标准和最好实践;保证了所有客户需求是清晰的、简明的和有效的;验证每一种情况的结果一致性;向安全、质量、进度、成本、利润和环境等方面延伸,重点转向保证产品数据的完整性。
●EIA-649A和MIL-HDBK-61A都是国际通用的构型管理规范,两者要求编写构型管理计划的主要方法是通用的构型管理规范进行裁剪和本地化,从通用规范中选择适合于本企业和本项目的构型管理条文。
●EIA-649A和MIL-HDBK-61A都给出了构型基线定义,两者的规定相似,但有所区别。在MIL-HDBK-61A中,构型基线分为功能基线、分配基线和产品基线等三条基线,三条基线在产品生命周期中都要机]同时维护;而在EIA-649A中,构型基线分为需求基线、设计发放基线和产品构型基线等三条基线,需求基线双、又称为客户基线。
●构型更改的分类,在MIL-HDMK-61A中,把工程更改为I类更改和II类更改;而在EIA-649A中,工程更改分为大改和小改两类。不管怎么对更改进行分类,两者对更改定义的实质内容是一致的,军标的I类更改类似于大改,II类更改类似于小改。
5.结束语
通过对波音公司、空客公司推行构型管理概况的了解,通过对国外构型管理标准的分析,随着我国民机市场的日益繁荣,民机构型管理及其标准化工作的推进工作任重道远,形成规范化的构型管理标准迫在眉睫,我们效仿国外构型管理标准的流程应用,在分析国外构型管理标准的基础上,结合本企业的企业文化和工程实践,明确企业应该做什么、如何做、怎样做、把这些以标准流程的形式固定下来,完善企业的研发体系和管理体系,提高我国飞机公司在国际竞争中的知名度和地位,增加飞机公司的经济效益,都具有十分重要的意义。
【作者简介】
王君,女,现工作于中航飞机西安分公司飞机设计研究院基础技术所,工程师
【关键词】:标准 技术状态(构型)管理 差异分析
1.引言
构型管理的概念最早起源于美国的军事工业,尤其在美国航空航天局、欧空局等管理飞机、舰艇、火箭等大型武器装备的研制过程中,随着产品复杂度的增加,研制过程可能要经历几年,不可能由一个人或一组人来控制设计和生产,同时这些产品的研制涉及到不同专业、不同学科之间的人员进行协调设计,在这过程中当控制权从一个人交给另一个人时,很可能丢失了一些相关的信息,产品的状态也就随之处于变化之中,最终生产出的产品有可能与前期需求的设计产品结果不一致。这样美国军方就提出并总结出产品构型管理的雏形概念。而我国对于飞机构型的概念在过去一直没有明确提出,直到在民机转包生产中才将这个概念引入飞机项目,其目的是为了控制复杂飞机产品的开发与维护,使得飞机制造商和开发商能够灵活地对各种需求变化,因此,在飞机研制过程中推广应用构型管理技术,不仅是现代化管理的需要,也是研制具有国际先进水平航空产品的需要。
2.国外构型管理发展概况
在国外的一些比较知名的、先进的军工企业,构型管理已经非常成熟,他们大都已经形成了完整的管理体系,在国外的企业内部,有关构型管理的相关企业标准规范数以千份,非常严格,每个流程需要哪些环节,每个环节需要哪些人来参与,需要什么样的支撑条件,都定义得非常详细,因为他们发现,只有做好构型管理,才能够确保满足预定的计划和目标,并且随着激烈的市场竞争压力和信息化的发展,国外先进航空国防企业纷纷在构型管理中引入了信息化技术,极大地提高了产品研制的构型管理水平,使航空产品研制和生产方式也产生了深刻的变革,可以说这是国外企业成功的一笔巨大财富。
2.1 波音公司的构型管理发展概况
波音公司多年来一直在世界民机市场上占据霸主地位,这无疑与它具有国际一流的生产制造与管理技术密切相关。它从40年代起就大力推行工业工程技术,努力实现生产过程的规范化、标准化,积极应用计算机信息与自动化技术,仅自行开发的应用软件就达800多项。庞大复杂的飞机,从接到客户订单起,在12-16个月内交付,其管理组织效率可以说是非常令人瞩目的。
波音公司1994年正式启动了DCAC/MRM(飞机构型定义控制/制造资源管理)的大型工程项目,总投资几千万美元,计划到1997年完成。这一大型的全面技术改造项目是继波音工程设计领域全面推行无纸设计(全数字化产品定义)技术、并行工程技术以后的又一大技术改造项目,是波音实现其经营目标的战略组成部分。该项目的目的在于缩短交付周期、降低成本、提高产品质量、增强客户满意度。
2.2空客公司的构型管理发展概况
空中客车工业公司为了顺应世界航空市场的瞬息变化,满足客户不同的需求,对抗波音公司的强大竞争,该公司在飞机制造中采用了大量的先进技术,同时也形成了一套先进的构型控制技术。
空客公司经过了30多年的探索和不断的改进,构型管理技术已发展得相当成熟,构型控制与更改程序严谨缜密而不繁琐,使飞机生产商和开发商能够处理各种变化,且在各个环节都实现了计算机化和网络化,这使得空客公司能对市场需求做出最快速的反应。在空客A380构型管理系统的实施过程中,专门针对新的IT应用形式下新模式的构型管理和数字化应用相关标准体系开展研究,独创性地提出以产品结构为核心的简化构型管理新思路,包括产品结构为核心的简化构型管理新思路,包括产品结构层次划分、构型项CI、设计方案DS及简化有效性管理等新理念,仅制定的相关标准和业务流程规范文件就多达上千份,为空客公司的产品型号研制工作的顺利开展发挥了不可替代的作用。
3.国内构型管理发展概况
随着国内与国际合作项目的不断增多,并行工程、现代构型管理理念和逐渐强化、深入,数字化研制体系的逐步建立,数字化成功经验的获得与积累,使得国内航空产品的自主研制都在探索和实践数字化构型管理,如AR21项目、大型客机 C919项目、大型运输机等项目的牵引下,应用国外数字化构型管理理念相继开展了企业内型号构型管理数字化,促进了航空行业在构型管理理念和实施手段上与国际接轨。但与国外先进航空企业相比,国内在构型管理的实施方面,还存在一定的差距,主要体现在:
在管理思路和理念上,国内航空企业构型管理思路从本质上来说,大多尚未脱离传统的基于二维图样为中心的管理模式,没有牢固树立以产品结构为核心的构型管理思路,在基于三维数字化设计、以产品结构为核心的技术状态管理模式和相关信息系统建设和研究方面基本上还处于起步阶段,并且构型管理的各项理念和重要原则没有融合到产品研制的全过程之中。
构型管理的标准规范体系方面:构型管理作为一套管理理念,要在企业应用中真正落到实处,离不开严密的标准体系支撑。在这方面国内航空企业与国外先进水平相比,还存在不小的差距。国内航空企业虽然制定了一定范围的标准规范,在单点上有了一定的突破,但在标准涉及到的范围和深度上来说,还存在较大差距,基本上都没有形成一个完整且严密的构型管理体系。
从组织机构来看:国外先进航空企业针对构型管理都成立了专门的组织机构,确定了相应的人员角色,例如CCB(构型控制委员会)、CMO(构型管理办公室)等,一般都由企业高层领导直接推动各项构型管理标准规范的贯彻和落实,但国内航空企业大多都没有站在企业全局的高度对构型管理的理念落实进行统筹规范,没有建立对应的组织机构。即便成立了,也往往形同虚设,没有真正发挥应有的作用。
从信息技术的应用深度和广度来看:国内航空企业虽然纷纷采用了PDM等软件实现技术状态管理一些方面的能力,但由于缺乏先进的管理理念和全面标准规范的支撑,往往仅对技术状态的结果数据进行了管理,忽视了对技术状态全过程严格和闭环的控制,容易造成状态失控,此外信息系统的实施还较少考虑外部企业、下游的制造、客户服务等业务环节对技术状态管理方面的需要。 4.国外型管理标准的概况及分析
4.1国外型管理标准的概况
在国外现代民用飞机项目上的研制过程中,为了适应民机项目的多方合作的持点,构型管理通过引入信息化技术和数字化手段,不断发展和创新,并已形成有约束力和具有指导意义的标准体系。颇具代表性的标准有:
●电子工业协会(EIA)颁布的构型管理标准ANSI/EIA-649《构型管理国家统一标准》,用来作为构型管理基本原理的指导性文件,该标准提供了基本的构型管理原则以及工业界实施的最好经验,用以确认产品的构型和产品更改的影响管理。
●MIL-HDBK-61美国军用书册《构型管理指南标准》,作为一个指导性手册,指导政府的采办工作。指导负责技术状态管理的管理者们,如何确保在寿命周期每一阶段对军品项目采用产品及数据技术状态管理,为构型管理的有效应用提供持续更新的指导作用。
●国际构型管理协会(ICM)的CMII(即CM第二版)已经成为衡量企业构型管理水平的业界公认标准,并作为衡量产品数据管理系统更改管理能力的一个重要依据。
从以上构型管理标准的角度来看,航空构型管理有几个特性,一个事前规范,型号产品在研制之前和研制之初,一定要定义技术状态管理方面相应的流程和标准规范,并成立相应的组织机构。二是事中控制,一定要对研制过程进行严格的控制,建立完整严密的评定、批准的标准或者流程,而不是随意更改,缺乏控制。三是事后追溯,就是要构建研制过程中的关键点,使各个阶段的状态和过程记录信息都能进行完整的追溯。
4.2国外构型管理标准的差异性分析
以国外常见的几份构型管理标准为例,简单分析几份标准之间的差异:
●EIA-649B将构型管理归结为5个功能和41个原则,统一了分散在各种规范中的构型管理标准,进行了整合,并加入了最新的工业实践。将数字数据管理与构型管理的所有功能集成。
●CMII规范是传统的构型管理加上持续改进。CMII对传统的构型管理作了几个方面的改进:协调更改流程;优化重用标准和最好实践;保证了所有客户需求是清晰的、简明的和有效的;验证每一种情况的结果一致性;向安全、质量、进度、成本、利润和环境等方面延伸,重点转向保证产品数据的完整性。
●EIA-649A和MIL-HDBK-61A都是国际通用的构型管理规范,两者要求编写构型管理计划的主要方法是通用的构型管理规范进行裁剪和本地化,从通用规范中选择适合于本企业和本项目的构型管理条文。
●EIA-649A和MIL-HDBK-61A都给出了构型基线定义,两者的规定相似,但有所区别。在MIL-HDBK-61A中,构型基线分为功能基线、分配基线和产品基线等三条基线,三条基线在产品生命周期中都要机]同时维护;而在EIA-649A中,构型基线分为需求基线、设计发放基线和产品构型基线等三条基线,需求基线双、又称为客户基线。
●构型更改的分类,在MIL-HDMK-61A中,把工程更改为I类更改和II类更改;而在EIA-649A中,工程更改分为大改和小改两类。不管怎么对更改进行分类,两者对更改定义的实质内容是一致的,军标的I类更改类似于大改,II类更改类似于小改。
5.结束语
通过对波音公司、空客公司推行构型管理概况的了解,通过对国外构型管理标准的分析,随着我国民机市场的日益繁荣,民机构型管理及其标准化工作的推进工作任重道远,形成规范化的构型管理标准迫在眉睫,我们效仿国外构型管理标准的流程应用,在分析国外构型管理标准的基础上,结合本企业的企业文化和工程实践,明确企业应该做什么、如何做、怎样做、把这些以标准流程的形式固定下来,完善企业的研发体系和管理体系,提高我国飞机公司在国际竞争中的知名度和地位,增加飞机公司的经济效益,都具有十分重要的意义。
【作者简介】
王君,女,现工作于中航飞机西安分公司飞机设计研究院基础技术所,工程师