技术状态管理及其在直升机型号研制中的应用

都艳闻 陈明星 吴芷瑶

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市

150060

摘要：目前，人们认识到企业信息化的源头在于产品数据管理(PDM)软件，它作为一种管理和控制各种技术状态项目和变化，实现产品设计、制造和销售等全生命周期信息集成的方法，已经在越来越多的国内航空企业得到推广和购买。PDM作为软件集成框架系统，可以构建合理的信息流系统，为并行环境的建立和产品的并行开发提供支撑平台。技术状态管理系统贯穿于整个产品生命周期，是PDM系统中的关键技术之一，也是许多其他应用系统(如ERP、SCM)所需要的基础信息服务。因此，系统论述了技术状态管理的定义、发展及其在直升机研制中的作用，分析了技术状态管理与产品数据管理的关系，提出用通用产品数据管理软件实现直升机模型研制的技术状态管理。

关键词：直升机；技术状态管理；产品数据管理；

叙了直升机型号研制中对技术状态管理的要求，然后介绍技术状态管理定义、组成和国内外发展现状，并论述了技术状态管理技术与PDM关系。在此基础上，提出根据直升机型号研制的特点，参照国军标及直升机行业和企业技术状态管理标准，在通用PDM软件上实现直升机型号研制的技术状态管理。

一、直升机研制中的技术状态管理要求

技术状态管理是从二十世纪六十年代末开始由美国军方、美国航空航天局、欧洲航空局等在飞机、舰艇、飞船等现代复杂武器系统的研制、采办和管理过程中逐步形成、发展并总结起来的一项专门的管理技术。随着这项技术的发展，在欧美等发达国家的大型工程管理中已得到应用，并形成了一整套成熟的理论和方法。目前CM技术不仅在航空航天等武器系统的研制中成熟应用，其理论在软件开发、产品制造和大型工程管理等领域中也得到了广泛的应用。作为一种机动灵活的战略和战术武器，直升机处于非常重要地位。直升机的研制是一项非常复杂和庞大的系统工程。一般来说，典型直升机的研制，从研发、生产、以及部署，其全寿命周期可分为可行性论证阶段；方案设计与原理样机研制试验阶段；详细设计和试制、试验阶段；试飞和设计定型阶段。在各个阶段中涉及到直升机的大量技术规范、图样、功能规范、产品技术规范和有关的接口控制文件等技术状态文件的管理。另外，随着对直升机的战术技术要求的提高，决定了在直升机的设计研制中需要采用多种先进技术，以具备多种先进功能。直升机各功能系统的构成十分复杂，为保证设计质量，确保各系统设计与制造工作的有序进行，必须对直升机型号研制各阶段中的技术状态进行科学管理。直升机型号研制的技术状态管理贯穿于型号设计的始终，在总体设计、成品协调、质量管理、技术管理，乃至总师系统及各主管系统中，它都是掌握直升机型号全面技术状态信息的重要手段。实践表明，在航空、航天等武器系统型号研制这种大型复杂系统工程中，任何一处技术状态的更改都可能牵一发而动全身，影响全局。根据直升机型号的特点，采用计算机、网络通信技术并结合航空企业已实施的PDM软件，引进或开发技术状态管理软件，在直升机的型号研制过程中实施技术状态管理的计算机化，以保证直升机的研制质量成为国内直升机研制企业的一项重要研究课题。

二、以PDM为集成平台实施直升机型号研制的技术状态管理

1.PDM技术及其主要功能。PDM以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息(包括电子文档、数字化文件、数据库记录等)和过程(包括工作流程和更改流程)的技术。PDM技术最早出现在20世纪80年代中期，目的是为了解决大量工程图纸、技术文档的计算机管理问题，然后逐渐扩展到产品开发中的三个主要领域：设计图纸和电子文档管理，产品结构配置管理(技术状态管理)，工程发放和变更管理。随着对集成产品开发、并行工程等思想的重视，提出了对整个产品开发过程进行时间协调和进度控制的要求，于是又增加了过程管理(又叫工作流管理)的功能。PDM技术的核心是对数据和过程的管理，其基本架构包括三大功能类：电子资料数据库、用户功能集和通用功能集。用户功能集提供给用户对产品资料存取、查询追踪和管理的操作环境，主要有零部件和文档管理、产品结构管理、工作流管理、项目管理、配置管理等。当配置指对被描述在技术文档中或者体现在产品实际使用过程中的产品功能特性和物理特性进行表示，则这个角度上配置管理就是指技术状态管理。(1)零部件和文档管理根据用户权限对零部件以及数据、模型和工程图文档进行管理和操作的功能。(2)产品结构管理主要功能是对零部件按照其装配关系进行结构化，并对其进行管理和相应的操作。该功能提供给用户图形化界面对产品的结构进行察看和编辑。各种产品定义数据与零部件关联起来，最终形成对产品结构的完整描述。(3)工作流管理其功能是进行过程的定义和过程的管理(更改管理)，管理着产品数据的动态定义过程，其中包括宏观过程(产品寿命周期)和各种微观过程(如图样的审批流程)。对产品寿命周期的管理包括保留和跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制造直到停止生产的整个过程中的所有历史记录，以及定义产品从一个状态转换到另一个状态时必须经过的处理步骤。管理员可以通过对产品数据的各基本处理步骤的组合来构造产品设计或更改流程，这些基本的处理步骤包括指定任务、审批和通知相关人员等。流程的构造是建立在对企业中各种业务流程的分析结果上的。

2.CM与PDM的关系。CM是～种管理的程序和方法。在直升机等武器系统的型号研制中，应用技术状态管理的主要目的是管理和控制武器系统全寿命周期中所有的技术资料、工程图，记录控制其更改过程和实施情况，以及验证产品与合同的一致性，当系统中的任一零部件或程序更改时，整个系统的有关资料应相应修改，以维护系统的一致性和完整性。PDM系统提供一种结构化的管理方式，可快速方便地建立产品的结构，并使各种技术资料与结构零部件紧密联系。通过图形化的结构展开，可方便察看产品的结构及个零部件之间的关系。工作流管理功能可控制文件的检验和方法以及工程更改。PDM系统中对于产品资料的设计、校对、审查、批准以及正式文件的存取都有相应的程序来管理，这些程序都对应着技术状态管理的各项功能要求。例如在发生工程更改时，PDM系统便有更改申请和审核的作业流程，以及当更改申请通过后对更改的执行和更改执行状态的追踪等管理流程，如图1所示。

图1一个标准化的更改工作流

图1是基于PDM系统上的一个标准化更改工作流程，分为更改申请和工程更改两个子过程，其包括更改建议、更改评审、更改申请、更改许可、更改任务单、更改说明、更改执行、更改发放和更改通知等步骤。这些流程步骤的设置符合CM程序中的技术状态识别、技术状态控制、技术状态记实和技术状态审核的要求。CM不是PDM系统的一个专门应用功能，而是PDM所有核心功能的具体应用。对产品技术状态随时间的更改情况进行管理是对PDM技术提出的最重要需求之一。而零部件和文档管理、产品结构管理和工作流管理等功能则是实现CM的重要基础。因此直升机研制企业可在PDM中原有与CM相关的用户功能集，以及PDM其它的功能电子资料数据库以及通用功能集的基础上，参照国军标及直升机行业和企业技术状态管理标准，研究直升机型号研制流程特点，开发出适合直升机型号研制的技术状态管理软件，从而成功实现型号研制所要求的技术状态管理目标，保证直升机型号研制的质量。

总之，面对竞争日益激烈的直升机市场，为了降低开发成本，提高开发效率，缩短开发周期，借助信息技术改进和提高传统直升机开发流程，已成为国内航空企业推动技术进步和产业升级，缩短国内外差距，赶超国际先进水平的必由之路。

参考文献：

[1]吴萍．制造企业的产品数据管理：原理、概念、策略．2019.

[2]张海洋，浅谈技术状态管理及其在直升机型号研制中的应用.2020.