基于TC和PC分離下的通航飛機(jī)構(gòu)型管理研究

談騰，徐輝

（中電科蕪湖鉆石飛機(jī)制造有限公司，安徽 蕪湖 241000）

0 引言

隨著我國通航產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，全球各類型號的通航飛機(jī)陸續(xù)引進(jìn)至國內(nèi)，在此背景下產(chǎn)生了國內(nèi)企業(yè)通過型號合格證TC（Type Certificate型號證書）權(quán)益轉(zhuǎn)讓獲得國外已取得TC產(chǎn)品的使用權(quán)，然后在中國申請獲得生產(chǎn)許可證PC（Production Certificate生產(chǎn)證書），即“TC和PC分離”的情況。

標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)型管理是從飛機(jī)論證階段起，直至使用保障階段的全生命周期管理。它是建立和維護(hù)飛機(jī)及其組成產(chǎn)品的功能和物理特性與產(chǎn)品的需求和構(gòu)型信息之間的一致性的確認(rèn)與管理過程，也是一個項目管理的過程。在TC和PC分離的情況下，飛機(jī)的構(gòu)型管理區(qū)別于標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)型管理，產(chǎn)生了新變化和新發(fā)展。

1 構(gòu)型管理的發(fā)展

1.1 國外的構(gòu)型管理發(fā)展

構(gòu)型管理的概念來于美國軍事工業(yè)，是在當(dāng)時的導(dǎo)彈核武器研制過程中發(fā)展起來的一門工程管理控制技術(shù)，以保證開發(fā)出來的產(chǎn)品滿足合同規(guī)定的設(shè)計需求。20世紀(jì)60、70年代，美國陸續(xù)制定了四項美軍標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，可見其在軍事工業(yè)設(shè)計制造中的重要性。歐洲歐空局則于1992年發(fā)布了技術(shù)狀態(tài)管理與控制的文件。1995年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織結(jié)合美軍標(biāo)和歐空局的經(jīng)驗發(fā)布了ISO 10007（International Standard國際標(biāo)準(zhǔn)）作為工業(yè)界各類產(chǎn)品共同遵守的準(zhǔn)則。隨著美軍標(biāo)的改革，1997年美國發(fā)布了最新的MIL-HDBK-61（Military Standardization Handbook美軍標(biāo)指南）技術(shù)狀態(tài)管理指南，一直沿用至今。

民航業(yè)中，波音公司于1993年提出了基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的數(shù)字化構(gòu)型管理系統(tǒng)DCAC/MRM（Define And Control Airplane Configuration/Manufacturing Resource Management飛機(jī)構(gòu)型定義與控制和制造資源管理），2001年在全球供應(yīng)鏈中正式運行該系統(tǒng)[1]。空客公司則建立了專門小組GMC（General Modification Committee綜合構(gòu)型更改委員會）于1998年開發(fā)技術(shù)信息系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)型管理。

1.2 國內(nèi)的構(gòu)型管理發(fā)展

國內(nèi)的構(gòu)型管理始于1987年《軍工產(chǎn)品質(zhì)量管理條例》的要求。我國先后于1997年對標(biāo)ISO 10007（International Standard國際標(biāo)準(zhǔn)）國際標(biāo)準(zhǔn)頒布了GB/T 19017（國標(biāo)）《質(zhì)量管理技術(shù)狀態(tài)管理指南》，1998年對標(biāo)美軍標(biāo)MIL-HDBK-61（Military Standardization Handbook美軍標(biāo)指南）頒布了國軍標(biāo)GJB 3206A（國軍標(biāo)）《技術(shù)狀態(tài)管理》[3]。我國航天工業(yè)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參考采用GB/T 19017（國標(biāo)）、GJB 3206A（國軍標(biāo)） 和MIL-HDBK-61（Military Standardization Handbook美軍標(biāo)指南）。

我國民航業(yè)中的構(gòu)型管理始于國外民機(jī)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)部件項目，目的是保障整個產(chǎn)品生命周期的管理和控制[2]。隨著我國民航業(yè)的迅猛發(fā)展，構(gòu)型管理的發(fā)展也越來越深入，2018年6月，中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司成立了構(gòu)型管理中心，進(jìn)一步發(fā)展并完善我國新研民航產(chǎn)品和項目群的構(gòu)型管理體系建設(shè)。

2 TC和PC分離下的通航飛機(jī)構(gòu)型管理

2.1 TC和PC分離下的通航飛機(jī)構(gòu)型管理概述

飛機(jī)構(gòu)型管理是產(chǎn)品壽命周期內(nèi)，確立和維護(hù)其功能物理特征與產(chǎn)品需求一致的管理活動[4]。飛機(jī)的全壽命周期從飛機(jī)設(shè)計論證階段開始到設(shè)計、生產(chǎn)定型階段，批量生產(chǎn)階段、使用保障階段。每一個階段的構(gòu)型管理都包括有以下4個內(nèi)容[5]：1）技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識。確定該階段的技術(shù)狀態(tài)文件，建立技術(shù)狀態(tài)基線作為里程碑輸出。2）技術(shù)狀態(tài)控制。制定技術(shù)狀態(tài)更改、偏離許可和讓步的管理并確保得到準(zhǔn)確實施。3）技術(shù)狀態(tài)記實。記錄和報告技術(shù)狀態(tài)的實施全過程和最終處理情況。4）技術(shù)狀態(tài)審核。完成對飛機(jī)功能和物理兩大技術(shù)狀態(tài)的審核，確保構(gòu)型管理活動的完整，符合客戶的需求。

在TC和PC分離的情況下，TC持有人負(fù)責(zé)從論證階段到生產(chǎn)定型階段的構(gòu)型管理，PC廠家則對飛機(jī)的批量生產(chǎn)階段和使用保障階段進(jìn)行構(gòu)型管理。

技術(shù)狀態(tài)基線一般分為三類：功能基線、分配基線和產(chǎn)品基線。從圖1中的產(chǎn)品基線可以看出基線并不是一成不變的，它隨著市場變化、客戶定制化需求、工藝改進(jìn)、技術(shù)指標(biāo)變化而變化，是一項動態(tài)的控制管理。因此，基線有啟動、變更、凍結(jié)與再發(fā)展的管理階段。PC廠家的構(gòu)型管理并非完全獨立，為確保構(gòu)型管理的完整性，需要建立接口與TC持有人溝通反饋，使TC持有人設(shè)計的產(chǎn)品不斷完善，迭代更新。

圖1 TC和PC分離下的構(gòu)型管理

2.2 TC和PC分離下的通航飛機(jī)構(gòu)型管理特點

1）通航飛機(jī)與民航飛機(jī)不一樣，它的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和層級的復(fù)雜性低于民航飛機(jī)，組成的原材料、零部件也遠(yuǎn)少于民航飛機(jī)。因此，通航飛機(jī)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理能夠做到相對程度上的簡化，整個構(gòu)型管理系統(tǒng)也會相對精簡。

2）PC廠家以制造為主，不參與引進(jìn)機(jī)型的設(shè)計研制，但會根據(jù)特殊客戶的定制化需求工藝優(yōu)化等進(jìn)行飛機(jī)三大基線的變更和再發(fā)展。

3）PC廠家和TC持有人作為2個獨立機(jī)構(gòu)，所使用的構(gòu)型管理系統(tǒng)并不一定統(tǒng)一，PC廠家在符合規(guī)范的情況下可以使用獨立的構(gòu)型管理系統(tǒng)開展構(gòu)型管理活動。

3 TC和PC分離下的通航飛機(jī)構(gòu)型管理的典型研究

3.1 模塊化構(gòu)型項

引進(jìn)的某雙發(fā)四座通航飛機(jī)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源包括機(jī)型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解層和構(gòu)型項。構(gòu)型項是以機(jī)型為基礎(chǔ)，通過增加設(shè)計更改項組成。其中，設(shè)計更改項分為必選設(shè)計更改項和可選設(shè)計更改項。必選設(shè)計更改項的評估和實施關(guān)系著飛機(jī)的有效性管理，可選設(shè)計更改項則可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行選擇。

結(jié)合通航飛機(jī)訂單需求多變、任務(wù)緊急的特點，PC廠家簡化構(gòu)型管理，進(jìn)一步優(yōu)化構(gòu)型項，從中提煉形成模塊化構(gòu)型項，從而快速生成客戶認(rèn)可的構(gòu)型，及時響應(yīng)客戶需求。從圖2可見，PC構(gòu)型管理的模塊化構(gòu)型項將機(jī)型和設(shè)計更改項提煉為基礎(chǔ)項、加減項和選裝項。

圖2 PC構(gòu)型管理的基礎(chǔ)和發(fā)展

1）基礎(chǔ)項。是主機(jī)型所必須的通用選項，基礎(chǔ)項n是由設(shè)計更改項所引起的通用選項迭代。2）加減項。當(dāng)增加選裝項時，對通用選項產(chǎn)生影響的選項，因選項之間的必要性和互斥性可加可減。3）選裝項?？蛻暨x裝特定設(shè)計或設(shè)備時的選項。

基礎(chǔ)項為通用的、穩(wěn)定的構(gòu)型項，占全機(jī)51%，加減項是發(fā)生選裝時對基礎(chǔ)項產(chǎn)生影響的構(gòu)型項，占全機(jī)19%，選裝項為客戶指定選裝的增項，占全機(jī)30%。從占比來看，通航飛機(jī)針對客戶定制化的選裝項占到全機(jī)構(gòu)型項的30%，由此體現(xiàn)出通航飛機(jī)的構(gòu)型多樣性，其配套構(gòu)型管理機(jī)制需要足夠靈活精簡才能滿足市場需求。

開展模塊化構(gòu)型項的管理活動，對PC廠家的構(gòu)型管理者來說，需要建立選項之間的規(guī)則關(guān)系，制定選項之間的關(guān)聯(lián)性、必須性和互斥性的條件約束和邏輯。另一方面，PC廠家的構(gòu)型管理者需要從架次有效性出發(fā)對選項的版本進(jìn)行控制，從而進(jìn)行有效的構(gòu)型管理控制。

3.2 構(gòu)型更改控制

以批量生產(chǎn)階段為研究主線，客戶確認(rèn)過飛機(jī)配置后，構(gòu)型管理者結(jié)合客戶需求通過篩選有效的模塊化構(gòu)型項，形成當(dāng)前單架次飛機(jī)初始構(gòu)型[2]。在初始構(gòu)型確認(rèn)后，有以下3種情況會引起飛機(jī)的構(gòu)型產(chǎn)生變化：1）TC持有人優(yōu)化產(chǎn)品，發(fā)出新的設(shè)計更改；2）客戶提出新的選項要求；3）PC廠家生產(chǎn)出現(xiàn)制造偏離，需要讓步申請，但實質(zhì)上不引起構(gòu)型更改。

構(gòu)型更改控制作為構(gòu)型管理的重要管理內(nèi)容之一，關(guān)系著整個產(chǎn)品構(gòu)型管理活動開展的成果。PC廠家的構(gòu)型管理者需要制定規(guī)范的構(gòu)型更改控制流程以確保在需要時，更改申請的有效記錄和實施。

針對上述3種構(gòu)型更改情況，構(gòu)型更改控制的相應(yīng)簡化流程如圖3所示。申請人提出更改申請，經(jīng)過構(gòu)型管理者判斷分類更改原因，開始相應(yīng)更改控制流程。其中，設(shè)計更改是由TC持有人傳遞給PC廠家，視為主動更改?？蛻粜枨蟮呐R時更改和制造過程中發(fā)生偏離實際上是被動更改。這3種引起構(gòu)型更改的情況，其構(gòu)型控制細(xì)節(jié)均有不同。

圖3 PC廠家的構(gòu)型更改控制流程

當(dāng)TC持有人發(fā)出新的設(shè)計更改時，設(shè)計更改接收人會提出構(gòu)型更改申請，構(gòu)型管理者需協(xié)調(diào)相關(guān)部門進(jìn)行物料、工藝和生產(chǎn)計劃的評估作為更新構(gòu)型版本、架次有效性等相關(guān)文件的實施基礎(chǔ)，例如：工程部門評估工藝的實施性、是否新增工裝和物料的變化；物資部門負(fù)責(zé)評估原物料的庫存和在途情況；生產(chǎn)計劃部門負(fù)責(zé)核實在制架次和未發(fā)料起始架次。工藝、物料、計劃信息統(tǒng)計完畢后，由構(gòu)型管理者確認(rèn)是否對當(dāng)前架次產(chǎn)生影響，并維護(hù)設(shè)計更改實施架次的有效性。

如果在生產(chǎn)過程中發(fā)生客戶需求更改，由市場營銷人員提出申請，構(gòu)型管理者協(xié)調(diào)跟蹤相關(guān)部門完成物料、工藝和生產(chǎn)計劃的評估和實施。一般來說，客戶有特殊定制化需求的情況發(fā)生在構(gòu)型洽談初期，臨時增加的新需求會在現(xiàn)有的構(gòu)型項中選擇。因為特殊需求需要由PC廠家反饋至TC持有人，使產(chǎn)品基線發(fā)生變更，時間周期較長。在現(xiàn)有的構(gòu)型項中選擇，構(gòu)型管理者可以通過已有的模塊化構(gòu)型項，第一時間整理出物料和相關(guān)技術(shù)資料的增減。物資部門則可以及時對新構(gòu)型下的物料進(jìn)行庫存情況評估，如需新購，需要評估采購到貨周期；生產(chǎn)計劃部門則結(jié)合物料情況重新評估生產(chǎn)計劃。

針對情況三，發(fā)生制造偏離，構(gòu)型管理者需要就目前制造的情況通過讓步報告提交至TC持有人，由TC持有人決定是否接受偏離，或經(jīng)TC持有人評估后，PC廠家進(jìn)行相關(guān)整改措施，由工藝編制返工工藝，準(zhǔn)備物料，對制造偏離的物料進(jìn)行返工。制造偏離通過讓步報告進(jìn)行記錄，對實際的構(gòu)型不產(chǎn)生改變。

相關(guān)流程完成后，一般由質(zhì)量部門核實更改實施情況。PC廠家的構(gòu)型管理者可以通過多種數(shù)字化信息化手段記錄好模塊化構(gòu)型項的版本和相關(guān)技術(shù)文件，同時鏈接實施架次的有效性，最終將構(gòu)型狀態(tài)反饋至TC持有人，以閉環(huán)整個構(gòu)型更改控制流程。

3.3 構(gòu)型管理記實和審核

在構(gòu)型管理活動中，構(gòu)型管理記實是對飛機(jī)生命周期內(nèi)技術(shù)狀態(tài)的記錄和報告活動。它貫穿于模塊化構(gòu)型項和構(gòu)型更改控制活動，包括：1）定義模塊化構(gòu)型項時所需的機(jī)型設(shè)計圖樣、設(shè)計更改、工藝規(guī)范、測試報告、技術(shù)保障資料等各類文件；2）模塊化構(gòu)型項后確定的基礎(chǔ)項、加減項和選裝項等構(gòu)型項技術(shù)文件；3）客戶構(gòu)型確認(rèn)的飛機(jī)初始構(gòu)型；4）構(gòu)型控制管理活動中的設(shè)計更改評估和實施記錄、制造偏離讓步報告，構(gòu)型更改申請實施審核記錄；5）生產(chǎn)定型時的飛機(jī)最終構(gòu)型、工藝操作記錄、測試檢查記錄、產(chǎn)品返工記錄、適航指令實施記錄等；6）構(gòu)型審核記錄。

構(gòu)型管理審核是對飛機(jī)功能技術(shù)狀態(tài)和物理技術(shù)狀態(tài)的審核。在PC批生產(chǎn)階段，功能技術(shù)狀態(tài)和物理技術(shù)狀態(tài)的審核一般由質(zhì)量人員開展，同構(gòu)型管理記實一樣，也貫穿于整個構(gòu)型管理活動，如圖4所示。

圖4 PC廠家構(gòu)型記實和審核

4 結(jié)語

TC和PC分離下，構(gòu)型管理活動的開展和實施關(guān)系著PC廠家制造產(chǎn)品的符合性和有效性。PC廠家一方面需要學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型管理的管理內(nèi)容實施規(guī)范化構(gòu)型管理；另一方面需要結(jié)合通航特性總結(jié)規(guī)律，簡化構(gòu)型管理系統(tǒng)，發(fā)展構(gòu)型管理的新模式。利用模塊化構(gòu)型項的構(gòu)型管理模式快速響應(yīng)通航市場，及時滿足通航飛機(jī)訂單多樣化、多變化的特點。嚴(yán)格規(guī)范構(gòu)型更改控制流程，實施好構(gòu)型管理記實和審核活動，才能夠在通航市場上獲得市場認(rèn)同，優(yōu)質(zhì)發(fā)展。