一種商用飛機(jī)工程更改分類模型及管理策略

孟旭，占紅飛

(中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司 上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上?！?01210)

一種商用飛機(jī)工程更改分類模型及管理策略

孟旭，占紅飛

(中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司 上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海201210)

摘要：工程更改分類是構(gòu)型控制的重要內(nèi)容，為了滿足日益突出的精細(xì)化工程更改管理需求，減少工程更改分類判斷對(duì)人的依賴，需要引入新的分類和管理技術(shù)研究商用飛機(jī)工程更改分類模型及管理策略。首先，通過分析商用飛機(jī)研制過程工程更改的特點(diǎn)，分析工程更改影響力的組成因素，從“重要性”、“緊急性”和“復(fù)雜性”三個(gè)維度對(duì)工程更改影響力進(jìn)行刻畫，構(gòu)建商用飛機(jī)更改影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。然后，采用綜合模糊評(píng)價(jià)方法和坐標(biāo)映射方法構(gòu)建商用飛機(jī)更改分類模型，并基于八種分類給出與其密切相關(guān)的飛機(jī)更改管理策略和流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程更改精細(xì)化管理。最后，以某商用飛機(jī)公司典型工程更改為例，討論并驗(yàn)證更改分類模型和管理策略，結(jié)果表明模型有效。

關(guān)鍵詞：商用飛機(jī)；工程更改；更改分類；構(gòu)型控制；構(gòu)型管理

0引言

構(gòu)型管理是從20世紀(jì)50年代提出的，逐漸成為當(dāng)前世界復(fù)雜產(chǎn)品研制所必須的管理技術(shù)之一[1]。在國際民用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)中，幾乎所有的主制造商、供應(yīng)商都建立了有效構(gòu)型管理體系，從而有效地促進(jìn)項(xiàng)目研制順利推進(jìn)[2]。作為構(gòu)型管理中關(guān)鍵要素之一，構(gòu)型控制關(guān)注對(duì)產(chǎn)品研制階段發(fā)生的工程更改進(jìn)行管理，使產(chǎn)品構(gòu)型狀態(tài)處于可控的狀態(tài)，使產(chǎn)品的基線獲得維護(hù)，支持產(chǎn)品研制活動(dòng)[3-4]。工程更改分類是構(gòu)型控制核心技術(shù)之一，目的在于保證產(chǎn)品構(gòu)型狀態(tài)受控的前提下，對(duì)更改進(jìn)行差異化標(biāo)識(shí)和管理，有效利用項(xiàng)目資源，提高構(gòu)型控制的效率[3]。

國際上構(gòu)型管理標(biāo)準(zhǔn)中均將工程更改分為Ⅰ類更改和Ⅱ類更改，更改判斷原則基本一致[5-8]。以EIA-649B為例，將影響以下要素之一的定為Ⅰ類更改：①功能或分配基線中確定的技術(shù)規(guī)范；②影響到產(chǎn)品基線中以下要素(客戶采購產(chǎn)品的安全性、兼容性、互換性或替代性等)；③需對(duì)交付后的產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)；④影響到對(duì)客戶的費(fèi)用/成本、保證、允諾、合同規(guī)定的交付日期或里程碑。除此之外的則定為Ⅱ類更改[5]。國內(nèi)主要包含兩個(gè)觀點(diǎn)。于勇等[9-10]將更改分為兩類，一類為經(jīng)重新設(shè)計(jì)或者更改以后，零部件的外形、裝配、功能和互換性等發(fā)生了更改；另一類則為上述內(nèi)容不發(fā)生變化，零件的更改只是為了糾正設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。第二類觀點(diǎn)源于構(gòu)型管理標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行了簡(jiǎn)化，側(cè)重于從產(chǎn)品本身的性能角度對(duì)更改進(jìn)行分類。齊鵬斌等[11]和駱晶妍等[12]也均表達(dá)了類似于第二類的觀點(diǎn)。盧鵠等[13]則將更改與產(chǎn)品信息的變化直接關(guān)聯(lián)，將更改分為兩類：一類是以改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為目標(biāo)的變化，即需要產(chǎn)生具有新的模塊/零件號(hào)的產(chǎn)品對(duì)象；另一類是僅對(duì)產(chǎn)品自身信息的完善，僅影響產(chǎn)品的屬性或工程數(shù)據(jù)集的信息，不影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

從工程實(shí)踐角度，在民用飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)或設(shè)備供應(yīng)商選擇直接沿用標(biāo)準(zhǔn)中更改分類的原則，例如泰雷茲(航電)、霍尼韋爾(飛控電子)等，該類供應(yīng)商的產(chǎn)品規(guī)模相對(duì)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品研發(fā)和集成能力較強(qiáng)，工程經(jīng)驗(yàn)豐富，更改影響面一般，因此在執(zhí)行過程中基本可行。然而，商用飛機(jī)作為一種商業(yè)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的、極端復(fù)雜的產(chǎn)品，其工程更改分類需考慮的影響因素愈發(fā)繁雜。商用飛機(jī)研制的復(fù)雜性體現(xiàn)在項(xiàng)目規(guī)模極大、產(chǎn)品系統(tǒng)復(fù)雜、系統(tǒng)設(shè)計(jì)高要求、研發(fā)進(jìn)度和成本控制嚴(yán)格和內(nèi)外部關(guān)系復(fù)雜等[14]。商用飛機(jī)產(chǎn)品復(fù)雜性使得工程更改的影響要素呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：①多樣性更改發(fā)生時(shí)間多樣，更改原因多樣，更改對(duì)象和規(guī)模多樣，解決方案多樣，更改影響多樣；②關(guān)聯(lián)性由于飛機(jī)內(nèi)部復(fù)雜關(guān)系，更改通過產(chǎn)品分解關(guān)系或系統(tǒng)間接口而進(jìn)行“擴(kuò)散”，另外更改在對(duì)性能產(chǎn)生影響的同時(shí)，可能會(huì)帶來商務(wù)、成本、進(jìn)度、試驗(yàn)、合同、內(nèi)外關(guān)系等方面的影響，并且這些影響因素之間相互轉(zhuǎn)換；③對(duì)立性某項(xiàng)工程更改帶來的影響可能會(huì)呈現(xiàn)出對(duì)立性，例如重量和成本；④難以度量和比較部分更改影響是可度量的，例如重量變化等，但更多影響是難以度量的，例如新功能的增值、內(nèi)部關(guān)系變化等，在進(jìn)行綜合評(píng)估時(shí)，難以比較。因此商用飛機(jī)項(xiàng)目直接應(yīng)用現(xiàn)有更改分類標(biāo)準(zhǔn)會(huì)存在以下問題：①分類判斷因素不夠全面未考慮更改發(fā)生的階段、更改對(duì)象級(jí)別和成熟度、接口數(shù)量、更改緊急性、更改的受影響范圍等其他與商用飛機(jī)研制息息相關(guān)的因素；②分類原則難以執(zhí)行上述分類原則過于原則化、定性化、存在較大的模糊地帶，實(shí)踐指導(dǎo)性不強(qiáng)，過分依靠人為認(rèn)知水平和工作經(jīng)驗(yàn)；③未考慮到更改影響因素之間存在的相互轉(zhuǎn)化、相互約束關(guān)系。

在此情況下，多數(shù)主制造商均結(jié)合自身產(chǎn)品的特點(diǎn)，在標(biāo)準(zhǔn)中分類原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行了細(xì)化、補(bǔ)充、修正和重新闡述，編制發(fā)布了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如空客公司發(fā)布了一系列流程規(guī)定用于指導(dǎo)更改分類工作[15]，波音公司和龐巴迪公司發(fā)布了更改分類的邏輯圖和操作指南，以指導(dǎo)研發(fā)人員的實(shí)際工作[16]。中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司則將更改進(jìn)一步細(xì)分為五類，并發(fā)布了指導(dǎo)文件[2]。在標(biāo)準(zhǔn)分類方法的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的細(xì)化，一定程度上降低了判斷的難度，但是仍然需要設(shè)計(jì)師具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)分類標(biāo)準(zhǔn)足夠深入和準(zhǔn)確的理解，才能綜合多方面受影響的要素，從而較為準(zhǔn)確地判斷工程更改分類。為了能夠精細(xì)化工程更改管理方式，減少工程更改分類判斷對(duì)人的依賴，需要在理清商用飛機(jī)研制過程工程更改特性的基礎(chǔ)上，引入新的分類和管理技術(shù)，優(yōu)化商用飛機(jī)工程更改分類，提高商用飛機(jī)工程更改精細(xì)化管理水平。

本文首先分析商用飛機(jī)的工程更改影響要素，并對(duì)其進(jìn)行歸納和分類，形成商用飛機(jī)構(gòu)型控制影響力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；其次，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法和模糊層次分析法(Fuzzy Analytical Hierarchy Process，簡(jiǎn)稱FAHP)對(duì)指標(biāo)體系中的要素進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，并通過將三個(gè)維度要素映射到三維坐標(biāo)中構(gòu)建工程更改分類模型；然后，針對(duì)分類結(jié)果提出差異化的管理策略；最后，以某民用飛機(jī)制造商的具體工程更改實(shí)例進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證。

1商用飛機(jī)工程更改分類指標(biāo)體系

對(duì)于具體的工程更改而言，可能產(chǎn)生的更改影響非常復(fù)雜的，其復(fù)雜性一方面是由于更改影響的多方面特征帶來的，既可能是產(chǎn)品本身功能、性能等技術(shù)特性的影響，也可能是商務(wù)、合同、成本、進(jìn)度的影響等，并且各種影響之間存在傳導(dǎo)、關(guān)聯(lián)的關(guān)系；另一方面是由于更改影響通常是定性的分析，無法轉(zhuǎn)化為定量的指標(biāo)，不便于評(píng)估更改影響，并且更改影響之間沒有統(tǒng)一的單位，無法進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。為了綜合反映工程更改可能產(chǎn)生的影響，在本模型中提出“更改影響力”。更改影響力定義為某一項(xiàng)工程更改所有產(chǎn)生的影響程度合集，不同影響力的工程更改需采取不同的評(píng)估和決策方式。通常影響力越高，需要評(píng)估越全面，決策的級(jí)別越高。決定更改影響力的要素多并且非常復(fù)雜，本文提出的構(gòu)型控制影響力分類模型將綜合考慮工程更改影響力關(guān)聯(lián)的要素，結(jié)合航空工業(yè)具體實(shí)踐和評(píng)估分析，將其整合為三個(gè)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)和九個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立的模型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1　構(gòu)型控制影響力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.1重要性指標(biāo)

重要性指標(biāo)表示更改對(duì)產(chǎn)品的特性或項(xiàng)目影響大小，本文定義產(chǎn)品規(guī)模量、產(chǎn)品構(gòu)型變化量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性變化量三個(gè)二級(jí)指標(biāo)衡量更改的重要性。

(1) 產(chǎn)品規(guī)模量。產(chǎn)品規(guī)模量由產(chǎn)品級(jí)別和產(chǎn)品成熟度共同決定。產(chǎn)品更改對(duì)象應(yīng)該分級(jí)管理，在商用飛機(jī)項(xiàng)目中產(chǎn)品分為飛機(jī)、多系統(tǒng)、單系統(tǒng)、分系統(tǒng)、部件、設(shè)備/組件/軟件、零件/元器件/代碼行等級(jí)別，另外部件以下的產(chǎn)品可以進(jìn)一步分為關(guān)鍵件、重要件和一般件。更改對(duì)象的級(jí)別越高，更改產(chǎn)生的影響力越大。隨著飛機(jī)研制的逐步推進(jìn)，產(chǎn)品的成熟度不斷提高。產(chǎn)品成熟度越高，對(duì)其更改所產(chǎn)生的影響力越大，例如功能構(gòu)型文件在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段成熟度遠(yuǎn)比在初步設(shè)計(jì)階段高，因此在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段提出對(duì)功能構(gòu)型文件更改所帶來的影響力遠(yuǎn)大于在初步設(shè)計(jì)階段。

(2) 產(chǎn)品構(gòu)型變化量。產(chǎn)品構(gòu)型變化量由產(chǎn)品構(gòu)型變化程度和受影響基線數(shù)量共同決定。構(gòu)型基線建立后，對(duì)產(chǎn)品構(gòu)型特征(功能、性能、物理等)進(jìn)行確立凍結(jié)，形成基準(zhǔn)。后期設(shè)計(jì)過程中，如果需要對(duì)構(gòu)型進(jìn)行更改，應(yīng)該描述構(gòu)型的變化量。不同變化量對(duì)更改影響力的貢獻(xiàn)不同，通常變化量越大，影響力越大，例如重量的變化，超過1 kg和不超過1 kg，決策者層級(jí)將會(huì)不同。另外由于更改可能會(huì)在基線之間進(jìn)行擴(kuò)散，某些重要的工程更改，可能影響多條基線。影響到基線的數(shù)量越多，構(gòu)型變化量累加效應(yīng)越大，產(chǎn)生的更改影響力越大。

(3) 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性變化量。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性是飛機(jī)與其他同座級(jí)飛機(jī)相比所具有的優(yōu)勢(shì)。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性的分析非常復(fù)雜，需要考慮多個(gè)參數(shù)，并通過專門數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算。本文結(jié)合構(gòu)型變化的特征，將其簡(jiǎn)化為以下兩個(gè)三級(jí)指標(biāo)：

①市場(chǎng)需求符合度假設(shè)發(fā)布的市場(chǎng)目標(biāo)和需求能夠真實(shí)地反應(yīng)市場(chǎng)需求，并且在短時(shí)間內(nèi)市場(chǎng)需求不會(huì)發(fā)生大的波動(dòng)。按照系統(tǒng)工程理論，設(shè)計(jì)應(yīng)該符合市場(chǎng)目標(biāo)的要求，但是工程更改可能會(huì)造成實(shí)際構(gòu)型對(duì)市場(chǎng)目標(biāo)的偏離，偏離越大，飛機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)性越差，更改的影響力越大；

②成本增加比成本包含研制成本和單機(jī)成本，單機(jī)成本包含飛機(jī)后期的營運(yùn)成本、維修成本等。通常商用飛機(jī)在正式啟動(dòng)時(shí)，會(huì)確定飛機(jī)的成本基線，后期的設(shè)計(jì)應(yīng)該保持這個(gè)基線。但是工程更改可能導(dǎo)致研制費(fèi)用增加或者單機(jī)成本變化，成本的變化比越大，更改的影響力越大。

1.2緊急性指標(biāo)

緊急性評(píng)價(jià)指標(biāo)主要是更改的緊急程度和優(yōu)先級(jí)。本文定義更改剩余時(shí)間比、進(jìn)度變化比和潛在破壞性三個(gè)二級(jí)指標(biāo)來評(píng)估更改的緊急性。

(1) 剩余時(shí)間比。剩余時(shí)間比是指完成整個(gè)更改流程(從提出更改到更改實(shí)施和驗(yàn)證)預(yù)計(jì)時(shí)間和項(xiàng)目最大允許時(shí)間的比值。通常商用飛機(jī)采用高度的并行工程，在進(jìn)行工程更改的同時(shí)，項(xiàng)目的研制進(jìn)度還在繼續(xù)向前推進(jìn)，項(xiàng)目管理者希望盡快確定和發(fā)布更改后的構(gòu)型，以便于各方開展工作，因此能夠提供的允許時(shí)間有限，但是工程更改需要確定更改方案的合理性和完整性，自身需要一個(gè)評(píng)估和執(zhí)行周期。通常剩余時(shí)間比越高，說明更改越緊急，更改影響力越大。

(2) 進(jìn)度變化比。進(jìn)度變化比是指工程更改帶來的進(jìn)度變化量與項(xiàng)目中初始賦予目標(biāo)周期比值。飛機(jī)項(xiàng)目管理者將研制活動(dòng)進(jìn)行分解，并賦予每一個(gè)任務(wù)以目標(biāo)周期，形成項(xiàng)目的工作計(jì)劃。工程更改對(duì)產(chǎn)品的構(gòu)型基線提出更改，會(huì)影響到飛機(jī)的研制中某些活動(dòng)的時(shí)間進(jìn)度，例如新要求的提出，導(dǎo)致需要采購新的材料或者補(bǔ)充額外的試驗(yàn)等，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的交付進(jìn)度和試驗(yàn)進(jìn)度等。通常進(jìn)度變化的比值越大，說明更改越緊急，更改影響力越大。

(3) 潛在破壞性。潛在破壞性是從反方向推算如果更改不在最大允許時(shí)間內(nèi)完成，可能帶來各類惡性后果綜合。對(duì)更改來說，能夠產(chǎn)生的直接后果是多方面的，包括工作成果作廢、生產(chǎn)暫停、交付進(jìn)度延遲、客戶不滿意、商務(wù)糾紛等。

1.3復(fù)雜性指標(biāo)

復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)表示工程更改的影響深度和廣度，或者更改存在潛在的技術(shù)障礙和商務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。本文選取了影響技術(shù)接口數(shù)量、影響工作接口數(shù)量和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)來度量工程更改的復(fù)雜性。

(1) 影響技術(shù)接口數(shù)量。商用飛機(jī)的系統(tǒng)高度復(fù)雜，系統(tǒng)之間需定義很多的技術(shù)接口(功能接口、電氣接口、機(jī)械接口)，作為雙方開展下一步工作的基礎(chǔ)。工程更改可能影響到接口要求的變化，導(dǎo)致多個(gè)產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)需配合完成更改的標(biāo)識(shí)和評(píng)估。影響到技術(shù)接口數(shù)量越多，需參與的團(tuán)隊(duì)越多，團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)同關(guān)系越復(fù)雜，更改的影響力越大。

(2) 影響工作接口數(shù)量。商用飛機(jī)研制中除了技術(shù)接口，還有很多的工作接口，例如設(shè)計(jì)與制造之間、主制造商與制造供應(yīng)商之間、設(shè)計(jì)和試驗(yàn)之間，這些相關(guān)方之間技術(shù)接口較少，但是工作分工導(dǎo)致的工作接口較多。工程更改可能導(dǎo)致工作接口受到影響，例如新增工作量，實(shí)施難度加大等。受影響方越多，影響到的工作接口越多，完成更改需要工作量越多，更改越難落實(shí)，協(xié)調(diào)關(guān)系越復(fù)雜，更改的影響力越大。

(3) 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。雖然要求更改評(píng)估要全面，但是實(shí)際工作中，仍會(huì)有一些不確定存在，例如：采用的新技術(shù)沒有在任何型號(hào)上應(yīng)用，因此在后期取證工作方面存在風(fēng)險(xiǎn)；由于新增的設(shè)計(jì)要求，需要更換新的供貨商，能否在最佳的時(shí)間內(nèi)找到物美價(jià)廉的供貨商，也存在風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)的存在會(huì)使得更改的復(fù)雜性進(jìn)一步提高，通常風(fēng)險(xiǎn)越多，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高，復(fù)雜性越高，更改的影響力越大。

2商用飛機(jī)工程更改分類模型

上述構(gòu)型控制影響力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系出現(xiàn)了三類指標(biāo)：一個(gè)是一級(jí)指標(biāo)，令其為Ui，即構(gòu)型控制影響力分類模型的三個(gè)維度。由三個(gè)一級(jí)指標(biāo)延伸出九個(gè)二級(jí)指標(biāo)，令其為Uij。為了更準(zhǔn)確地評(píng)估二級(jí)指標(biāo)，本文對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變化量二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，產(chǎn)生兩個(gè)三級(jí)指標(biāo)。

2.1二級(jí)指標(biāo)的模糊綜合評(píng)價(jià)方案

(1) 構(gòu)造模糊評(píng)價(jià)矩陣

在模糊綜合評(píng)價(jià)方法中，首先確定評(píng)價(jià)方案的指標(biāo)論域U和評(píng)語等級(jí)論域V，其中在一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)Uij為待評(píng)因集，例如重要性指標(biāo)中的產(chǎn)品規(guī)模、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變化量和產(chǎn)品構(gòu)型變化量為模糊綜合評(píng)價(jià)方案中的指標(biāo)論域，即待評(píng)價(jià)因集。而以需要進(jìn)行篩選分類的工程更改實(shí)例Vi(v1,v2,…,vn)表示評(píng)價(jià)因集。論域中元素U(待評(píng)價(jià)因集)都以一定的隸屬度屬于評(píng)語等級(jí)論域V(評(píng)價(jià)因集)。隸屬度可以是定量的數(shù)值，也可以是定性的描述，用rij表示。rij表示評(píng)價(jià)因集中的vi對(duì)待評(píng)價(jià)因集Uj的隸屬度，從而構(gòu)建模糊綜合評(píng)價(jià)方案中的模糊評(píng)價(jià)矩陣R[17-18]。

(1)

(2) 確定二級(jí)指標(biāo)之間的權(quán)重系數(shù)

根據(jù)二級(jí)指標(biāo)Uij(ui1,ui2,…,uij)對(duì)于一級(jí)指標(biāo)Ui的重要程度不同，通過模糊層次分析法確定各二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)Wij(wi1,wi2,…,wij)。一般問題的層次分析中，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣時(shí)通常未考慮人的判斷模糊性，而專家對(duì)于某些問題咨詢通常會(huì)給出一些模糊答案，并且商用飛機(jī)的研制過程是一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及眾多學(xué)科和技術(shù)的綜合，商用飛機(jī)工程更改實(shí)例所產(chǎn)生的更改影響，專家也不可避免存在不確定性，為此本文采用模糊層次分析法，使專家能夠憑借經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)更好地給出其偏好，從而構(gòu)建質(zhì)量好的判斷矩陣，進(jìn)而使權(quán)重系數(shù)的確定更加符合工程實(shí)際[19-20]。

2.2分類模型的建立

構(gòu)型控制工程更改影響力的三個(gè)維度評(píng)估公式為

(2)

式中：Ri為工程更改影響力的三個(gè)維度(重要性、緊急性和復(fù)雜性)的評(píng)價(jià)值；wj為為各個(gè)維度下指標(biāo)準(zhǔn)則的相對(duì)權(quán)重； pj為指標(biāo)準(zhǔn)則對(duì)維度Ri的貢獻(xiàn)大小。

pj的確定方法采用模糊綜合評(píng)價(jià)法中專家評(píng)分的方法確定，各指標(biāo)準(zhǔn)則的相對(duì)權(quán)重通過二級(jí)指標(biāo)的模糊綜合評(píng)價(jià)方案中的模糊層次分析法得到，為此可以得到各個(gè)工程更改實(shí)例中重要性、緊急性和復(fù)雜性的評(píng)價(jià)值。

假設(shè)飛機(jī)研制過程中的待評(píng)估和分類的工程更改實(shí)例有x個(gè)：

重要性評(píng)價(jià)集(Imp1,Imp2,…,Impx)，設(shè)評(píng)價(jià)集中最大值為Impmax，坐標(biāo)系量化基數(shù)為Impaxis(Impaxis≥Impmax)，則工程更改實(shí)例的相對(duì)重要性定義為Imp_Ri=Impi/Impaxis；

則緊急性評(píng)價(jià)集(Urg1,Urg2,…,Urgx)，設(shè)評(píng)價(jià)集中最大值為Urgmax，坐標(biāo)系量化基數(shù)為Urgaxis(Urgaxis≥Urgmax)，則工程更改實(shí)例的相對(duì)緊急性定義為Urg_Ri=Urgi/Urgaxis；

則復(fù)雜性評(píng)價(jià)集(Cop1,Cop2,…,Copx)，設(shè)評(píng)價(jià)集中最大值為Copmax，坐標(biāo)系量化基數(shù)為Copaxis(Copaxis≥Copmax)，則工程更改實(shí)例的相對(duì)復(fù)雜性定義為Cop_Ri=Copi/Copaxis；

將相對(duì)重要性、相對(duì)緊急性和相對(duì)復(fù)雜性定義為構(gòu)型控制分類模型坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，則第i種工程更改實(shí)例的坐標(biāo)定位為(Imp_Ri，Urg_Ri，Cop_Ri)。

為了使分類模型更好地符合實(shí)際研制，同時(shí)考慮飛機(jī)具體研制階段和飛機(jī)研制過程中構(gòu)型控制力度的差異，分類模型中Impaxis、Urgaxis和Copaxis數(shù)值的確認(rèn)原則為

(3)

式中：IMP、URG、COP為工程更改實(shí)例各指標(biāo)三個(gè)維度屬性評(píng)分極值；x、y、z為三個(gè)維度構(gòu)型控制力度系數(shù)，x,y,z∈(0,1)，可根據(jù)飛機(jī)具體研制流程過程中的管理力度而定，例如在質(zhì)量檢查的特殊時(shí)期，管理的力度較大，x需要取小值；更改管理比較有序時(shí)，可以進(jìn)行適當(dāng)授權(quán)時(shí)，x可取大值。

本文用Imp*、Urg*、Cop*分別表示各變量的臨界值，將工程更改所產(chǎn)生的重要性大用Imp>Imp*表示，將工程更改所產(chǎn)生的重要性一般用ImpUrg*表示，將工程更改緊急性一般用UrgCop*來表示，將更改復(fù)雜性一般用Cop

表1　工程更改分類

3商用飛機(jī)工程更改差異化管理流程

將基于商用飛機(jī)工程更改流程中更改標(biāo)識(shí)、更改評(píng)估、更改決策、更改流程監(jiān)管四個(gè)方面構(gòu)建出有效的差異化管理策略。

3.1更改標(biāo)識(shí)要求

對(duì)于重要性高的更改，更改的原因、更改的措施/方案、更改前后構(gòu)型變化、更改影響綜述、更改的實(shí)施項(xiàng)目和實(shí)施計(jì)劃需要重點(diǎn)標(biāo)識(shí)。對(duì)于緊急性高的更改，更改的緊急性申明、更改的實(shí)施項(xiàng)目和實(shí)施計(jì)劃需要重點(diǎn)標(biāo)識(shí)。對(duì)于復(fù)雜性高的更改，更改受影響團(tuán)隊(duì)清單、更改團(tuán)隊(duì)配合更改措施、更改前后接口的變化需要重點(diǎn)標(biāo)識(shí)。因此，對(duì)于本文定義的八類更改，標(biāo)識(shí)的要求如表2所示。

表2　標(biāo)識(shí)要求

3.2更改評(píng)估要求

評(píng)估要求可以從參與評(píng)估方和評(píng)估方式兩個(gè)角度進(jìn)行描述。對(duì)于重要性高的更改，除了團(tuán)隊(duì)內(nèi)部評(píng)估外，需要上一級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)參與評(píng)估，對(duì)于非常重要的更改，還需要飛機(jī)級(jí)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、技術(shù)專家、非技術(shù)團(tuán)隊(duì)(成本、合同、銷售、客戶等管理團(tuán)隊(duì))參與評(píng)估，同時(shí)需要組織專題評(píng)估會(huì)，并提供論證報(bào)告。對(duì)于緊急性高的更改，通常需要組織專題評(píng)估會(huì)。對(duì)于復(fù)雜性高的更改，則需要上一級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)參與評(píng)估，對(duì)于明顯復(fù)雜的更改，還需要邀請(qǐng)技術(shù)專家參與評(píng)估，同時(shí)需要組織多團(tuán)隊(duì)的協(xié)調(diào)會(huì)完成評(píng)估工作。因此，本文定義的八類更改，更改評(píng)估要求如表3所示。

表3　評(píng)估要求

3.3更改決策要求

決策要求從決策者和決策工作方式兩個(gè)角度進(jìn)行描述。對(duì)于重要性高的更改，除了團(tuán)隊(duì)CCB決策外，需要上一級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)CCB參與決策，對(duì)于非常重要的更改，還需要飛機(jī)級(jí)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)CCB決策，同時(shí)需要組織專題匯報(bào)會(huì)。對(duì)于緊急性高的更改，通常需要組織專題匯報(bào)會(huì)。對(duì)于復(fù)雜性高的更改，則需要所有受影響方設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)CCB參與決策，同時(shí)需要組織多團(tuán)隊(duì)聯(lián)合匯報(bào)會(huì)。因此，本文定義的八類更改，更改決策要求如表4所示。

表4　決策要求

3.4更改流程監(jiān)管

監(jiān)管要求從監(jiān)管者和監(jiān)管方式兩個(gè)角度進(jìn)行描述。對(duì)于重要性高的更改，除了團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目主管外，需要上一級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目主管參與監(jiān)管，對(duì)于非常重要的更改，還需要飛機(jī)級(jí)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目主管參與監(jiān)管。對(duì)于緊急性高的更改，通常需要上一級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目主管參與監(jiān)管。對(duì)于復(fù)雜性高的更改，則需要所有受影響方設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目主管聯(lián)合監(jiān)管。因此對(duì)于本文中定義的八類更改，更改流程監(jiān)管要求如表5所示。

表5　流程監(jiān)管要求

4實(shí)例驗(yàn)證

4.1實(shí)例驗(yàn)證準(zhǔn)備工作

4.1.1運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)方法構(gòu)建二級(jí)指標(biāo)模糊評(píng)價(jià)矩陣

根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)方法，構(gòu)建模糊評(píng)價(jià)矩陣需確定待篩選分類的工程實(shí)例集合對(duì)于二級(jí)指標(biāo)集合的隸屬度。隸屬度采用定性的描述和對(duì)應(yīng)的定量數(shù)值的刻畫。為了獲得工程更改實(shí)例對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度的真實(shí)刻畫，從而確定各個(gè)實(shí)例對(duì)各個(gè)指標(biāo)的隸屬度，必須組建10人以上的專家評(píng)估小組。小組成員可以是本公司豐富經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師、研究員或?qū)＜?，也可以是外部的專家顧問。所選擇的評(píng)估小組成員不僅需要非常熟悉飛機(jī)整體研制流程，還需要對(duì)更改本身所屬的技術(shù)領(lǐng)域有深入和透徹地研究。評(píng)估小組采用Delphi法(專家分析法)，利用表評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度量化表收集評(píng)估小組成員對(duì)各個(gè)實(shí)例對(duì)各個(gè)指標(biāo)隸屬度評(píng)估意見，從而構(gòu)建二級(jí)指標(biāo)模糊評(píng)價(jià)矩陣。

4.1.2運(yùn)用FAHP方法確定二級(jí)指標(biāo)之間的權(quán)重系數(shù)

根據(jù)構(gòu)型控制影響力分類模型建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，請(qǐng)專家評(píng)估小組確定評(píng)價(jià)體系的二級(jí)指標(biāo)中第i各指標(biāo)和第j各指標(biāo)的相對(duì)重要性，具體的評(píng)估方法是評(píng)估小組成員分別按照FAHP方法的M1-M9標(biāo)度法對(duì)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相對(duì)重要性進(jìn)行量化，然后通過求平均方法將各個(gè)專家的模糊評(píng)估意見匯總，構(gòu)造各判斷矩陣。

(1) 重要性一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)的相對(duì)重要性確定

A1是產(chǎn)品規(guī)模量，B1是產(chǎn)品構(gòu)型變化量，C1是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性變化，其相對(duì)重要性專家評(píng)估結(jié)果如表6所示。

(2) 緊急性一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)的相對(duì)重要陣確定

A2是剩余時(shí)間比，B2是進(jìn)度變化比，C2是潛在破壞性，其相對(duì)重要性專家評(píng)估結(jié)果如表7所示。

(3) 復(fù)雜性一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)的相對(duì)重要性確定

A3是影響技術(shù)接口數(shù)量，B3是影響工作接口數(shù)量，C3是風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，其相對(duì)重要性專家評(píng)估結(jié)果如表8所示。

表6　重要性一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)的相對(duì)重要性

表7　緊急性一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)的相對(duì)重要性

表8　復(fù)雜性一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)的相對(duì)重要性

在建立三個(gè)一級(jí)指標(biāo)下二級(jí)指標(biāo)相對(duì)重要性判斷矩陣之后，按照FAHP的權(quán)重確定方法，構(gòu)建模糊矩陣、解模糊、一致性檢驗(yàn)，計(jì)算得到各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，即各一級(jí)指標(biāo)下二級(jí)指標(biāo)之間的權(quán)重系數(shù)。為此，得出構(gòu)型控制影響力三個(gè)維度的權(quán)重向量：

重要性權(quán)重向量：

WImp(A1，B1，C1)=(0.236 9，0.175 0，0.588 1)

緊急性權(quán)重向量：

WUrg(A2，B2，C2)=(0.227 0，0.170 7，0.602 3)

復(fù)雜性權(quán)重向量：

WCop(A3，B3，C3)=(0.566 4，0.092 9，0.340 6)

4.2輔助電源設(shè)備安裝方式更改實(shí)例

在初步設(shè)計(jì)階段，APU(輔助電源設(shè)備)供應(yīng)商提出為了提高后期APU安裝和維修便利性，將APU的安裝方式由原來8桿改為7桿，并修改安裝的位置和角度，為此需要修改APU自身耳片數(shù)量和位置以及拉桿的長度和半徑，同時(shí)由于拉桿需要與結(jié)構(gòu)件進(jìn)行連接，提供支撐點(diǎn)，因此APU設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與結(jié)構(gòu)機(jī)身尾段設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)，在機(jī)身中調(diào)整拉桿的連接點(diǎn)和連接方式。此外，由于APU的安裝位置和角度發(fā)生了更改，APU設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與防火設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)，防火團(tuán)隊(duì)對(duì)機(jī)身尾端的防火區(qū)域進(jìn)行修改，最后APU還與電氣布線設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和空調(diào)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行協(xié)調(diào)，將部分電纜和空調(diào)管路的走向進(jìn)行調(diào)整。對(duì)此項(xiàng)更改進(jìn)行影響力分析如表9所示。

表9　更改實(shí)例影響力分析表

從表9可以看出：工程更改實(shí)例二級(jí)指標(biāo)模糊評(píng)價(jià)矩陣，即重要性、緊急性和復(fù)雜性的屬性值向量。

Imp(A1，B1，C1)=(4，4，3)

Urg(A2，B2，C2)=(1，1，1)

Cop(A3，B3，C3)=(5，3，1)

結(jié)合上文確定的三個(gè)維度的權(quán)重向量，則可以根據(jù)構(gòu)型控制工程更改影響力的三個(gè)維度評(píng)估公式，得出三個(gè)維度的加權(quán)綜合評(píng)價(jià)值

Imp=3.411 9；Urg=1；Cop=3.451 3

同時(shí)，根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)方法構(gòu)建二級(jí)指標(biāo)模糊評(píng)價(jià)矩陣中確定的各評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度量化表，可得出三個(gè)維度加權(quán)綜合評(píng)價(jià)值的極值

IMP=5；Urg=5；Cop=5

該商用飛機(jī)公司項(xiàng)目處在研發(fā)階段，工程更改較多，同時(shí)存在更改評(píng)估不全面和重復(fù)更改的風(fēng)險(xiǎn)，故構(gòu)型控制力度系數(shù)設(shè)置x、y、z取0.8，控制力度屬于正常范疇。

Impaxiz=x×IMP=0.8×5=4

Urgaxiz=y×URG=0.8×5=4

Copaxiz=z×COP=0.8×5=4

從而得出分類模型坐標(biāo)系三個(gè)坐標(biāo)數(shù)值：

Imp_R1=Imp1/Impaxiz=3.411 9/4=0.853 0

Urg_R1=Urg1/Urgaxiz=1/4=0.25

Cop_R1=Cop1/Copaxiz=3.451 3/4=0.862 8

根據(jù)分類模型三個(gè)維度坐標(biāo)值及分類模型中八類更改類型的定義(如表1所示)，確定輔助電源設(shè)備安裝方式更改實(shí)例屬于第五類更改類型(0.8

根據(jù)第五類更改類型，對(duì)應(yīng)的更改管理策略和流程如表10所示。

表10　更改實(shí)例更改申請(qǐng)單

5結(jié)論

本文以更改影響力為核心，采用綜合評(píng)價(jià)技術(shù)，建立了商用飛機(jī)工程更改分類模型，并形成了管理策略。通過以某民用飛機(jī)制造商的具體工程更改實(shí)例進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，表明分類模型能夠快速、簡(jiǎn)單、正確地確定更改類型，同時(shí)能夠在未影響構(gòu)型管理目標(biāo)的前提下，提高了流程效率。

下一步工作將在考慮商用飛機(jī)公司所處的發(fā)展階段、飛機(jī)項(xiàng)目研制的不同階段、不同工程更改具體場(chǎng)景的基礎(chǔ)上，研究如何給出三個(gè)維度構(gòu)型控制力度系數(shù)的確認(rèn)準(zhǔn)則。并且，為了更好地應(yīng)用提出的構(gòu)型控制分類模型，需借助信息化平臺(tái)，研究一套轉(zhuǎn)化方法，將構(gòu)型控制分類方法和差異化管理策略融入項(xiàng)目的研制流程中。

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A Classification Model and Management Strategy of a Commercial Aircraft Engineering Change

Meng Xu， Zhan Hongfei

(Shanghai Aircraft Design and Research Institute, Commercial Aircraft Corporation of China, Ltd., Shanghai 201210, China)

Abstract:Engineering change classification is an important part of configuration control. In order to meet the increasingly prominent requirements for fine management of engineering change, reduce the dependence on human judgment for engineering change classification, it is necessary to introduce a new classification and management technology to study a commercial aircraft engineering change classification model and management strategy. Firstly, by analyzing the characteristics of commercial aircraft engineering changes during the development process, the composition of engineering changes influence is analyzed. From three dimensions: the “importance”, “urgency” and “complexity”, to portray the engineering changes influence, and to build commercial aircraft change impact assessment index system. Then, an integrated fuzzy evaluation method and coordinate mapping method are applied for constructing commercial aircraft to change the classification model. Based on eight classifications, the closely related aircraft change management strategy and procedures are given to achieve the fine engineering change management. Finally, take a typical commercial aircraft company engineering changes as an example, the classification model and change management strategies are discussed and validated. The results indicate that the model is valid.

Key words:commercial aircraft; engineering change; change classification; configuration control; configuration management

收稿日期：2016-03-08；修回日期：2016-03-27

通信作者：孟旭,mengxu@comac.cc

文章編號(hào):1674-8190(2016)02-198-11

中圖分類號(hào)：TB181

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.16615/j.cnki.1674-8190.2016.02.010

作者簡(jiǎn)介：

孟旭(1985-)，男，碩士，高級(jí)工程師。主要研究方向：民用飛機(jī)構(gòu)型管理技術(shù)、系統(tǒng)工程實(shí)踐、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、PLM系統(tǒng)原理和架構(gòu)設(shè)計(jì)。

占紅飛(1987-)，男，碩士，工程師。主要研究方向：民用飛機(jī)構(gòu)型管理技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、設(shè)計(jì)理論和方法。

(編輯：趙毓梅)