航空發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)要素建設(shè)方法研究

■ 劉海年 王相平 陳艷麗 張德志 劉曉松 王鳳 寧懷松 史妍妍 / 中國(guó)航發(fā)動(dòng)力所

航空發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)要素是產(chǎn)品研發(fā)活動(dòng)有效實(shí)施的必要載體，更是發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)能力的核心體現(xiàn)，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制提供強(qiáng)有力的支撐。持續(xù)提煉和總結(jié)型號(hào)/項(xiàng)目研制經(jīng)驗(yàn)、開展發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)要素建設(shè)，對(duì)建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)自主研發(fā)體系、實(shí)現(xiàn)高效的發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)績(jī)效具有重要意義。

產(chǎn)品研發(fā)體系是航空發(fā)動(dòng)機(jī)自主創(chuàng)新發(fā)展的基石[1]?；A(chǔ)要素是產(chǎn)品研發(fā)體系的根基和前提，沒有完整成熟的研發(fā)體系基礎(chǔ)要素支撐，很難保證單個(gè)型號(hào)研制的成功具有可復(fù)制性，而成熟的基礎(chǔ)要素可以有效地支撐當(dāng)前和未來航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的成功研制。

通過研究GE、羅羅、普惠等航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司的產(chǎn)品研發(fā)體系特點(diǎn)可以看出，除了建立涵蓋產(chǎn)品全生命周期、全業(yè)務(wù)域、全層級(jí)的研發(fā)流程，更重要的是，其研發(fā)體系積累了大量的自主開發(fā)并經(jīng)驗(yàn)證的先進(jìn)且完備的規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)書、檢查單、工具和工程數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)要素，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造等業(yè)務(wù)域的全覆蓋[2]。中國(guó)航發(fā)運(yùn)營(yíng)管理體系（AEOS）建立了完整的研發(fā)體系架構(gòu)，完成了產(chǎn)品研發(fā)主流程、基礎(chǔ)支撐流程和職能支撐流程建設(shè)[3-4]，各直屬單位通過多年的型號(hào)/項(xiàng)目研制經(jīng)驗(yàn)積累，形成了大量的基礎(chǔ)要素，能有效支撐發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)/項(xiàng)目的研制，但建設(shè)過程中仍存在基礎(chǔ)要素對(duì)流程活動(dòng)支撐不完整、工程適用性不強(qiáng)、先進(jìn)性不足等問題，一定程度上影響了型號(hào)的研發(fā)效率和研制質(zhì)量。為此，需要系統(tǒng)地研究基礎(chǔ)要素的建設(shè)方法，為建立先進(jìn)的、完整的、工程實(shí)用的基礎(chǔ)要素，提升發(fā)動(dòng)機(jī)自主研發(fā)能力提供有效支撐。

基礎(chǔ)要素的建設(shè)原則

基礎(chǔ)要素的建設(shè)須具備完整性、先進(jìn)性和適用性。以流程活動(dòng)為牽引，構(gòu)建基礎(chǔ)要素清單，做到產(chǎn)品研發(fā)流程中全部技術(shù)活動(dòng)、技術(shù)管理活動(dòng)和項(xiàng)目管理活動(dòng)均由基礎(chǔ)要素來承接，保證基礎(chǔ)要素的完整性。基礎(chǔ)要素要充分提煉、整合預(yù)先研究和型號(hào)項(xiàng)目的研究成果，針對(duì)成熟的技術(shù)要及時(shí)轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)要素并納入產(chǎn)品研發(fā)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有和未來發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研發(fā)的有效支撐?；A(chǔ)要素來源于型號(hào)實(shí)踐，服務(wù)于型號(hào)研制，其建設(shè)必須是經(jīng)型號(hào)驗(yàn)證且是正確和有效的，具有較高的工程適用性，能為其他型號(hào)開展流程活動(dòng)提供指導(dǎo)。

基礎(chǔ)要素的組成、分類及定義

依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品流程架構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)體系的基礎(chǔ)要素主要包括技術(shù)基礎(chǔ)要素、技術(shù)管理基礎(chǔ)要素和項(xiàng)目管理基礎(chǔ)要素3個(gè)部分，如圖1所示。其中，技術(shù)基礎(chǔ)要素主要基于系統(tǒng)工程的技術(shù)過程和專業(yè)過程形成；技術(shù)管理基礎(chǔ)要素主要基于GJB 8113—2013《武器裝備研制系統(tǒng)工程通用要求》[5]的技術(shù)管理過程，從研制策劃、需求管理、構(gòu)型管理、風(fēng)險(xiǎn)管理等方面提煉；項(xiàng)目管理基礎(chǔ)要素主要依據(jù)項(xiàng)目管理的領(lǐng)域劃分，從團(tuán)隊(duì)管理、采購(gòu)管理、成本管理、計(jì)劃管理等方面提煉。這些要素是發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)能力的核心體現(xiàn)，支撐研發(fā)流程的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)型號(hào)高質(zhì)量、高效率、低成本研發(fā)。

圖1 基礎(chǔ)要素的組成

發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)要素主要包括規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)書（含模板）、檢查單、軟件工具和工程數(shù)據(jù)庫(kù)等分類。各類要素的定義如下：規(guī)范是描述流程或任務(wù)必須遵守的準(zhǔn)則、方法和要求的文件，為流程活動(dòng)或任務(wù)的執(zhí)行提供必須遵守的方法、準(zhǔn)則和要求，用來解決做什么的問題；標(biāo)準(zhǔn)是為了在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，經(jīng)協(xié)商一致并由公認(rèn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件，用來解決做到什么程度的問題；指導(dǎo)書描述了完成流程活動(dòng)或技術(shù)文件編制的方法，為活動(dòng)的實(shí)施或文件的編制提供可操作性的指導(dǎo)，用來解決如何做的問題；檢查單用于指導(dǎo)、校對(duì)或檢查有關(guān)工作過程或結(jié)果的符合性，用來解決完整性和正確性的問題；軟件工具是完成流程活動(dòng)所需的軟件，是用來解決研發(fā)過程中用什么做事的問題；工程數(shù)據(jù)庫(kù)包含產(chǎn)品研發(fā)活動(dòng)產(chǎn)生、應(yīng)用并經(jīng)過驗(yàn)證的數(shù)字、文字、圖形等結(jié)果，以數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體的形式體現(xiàn)，是產(chǎn)品研發(fā)的條件，是指導(dǎo)研發(fā)人員實(shí)施研發(fā)行為時(shí)的輸入。

基礎(chǔ)要素的建設(shè)方法

基礎(chǔ)要素的建設(shè)方法主要以產(chǎn)品研發(fā)流程活動(dòng)或任務(wù)為牽引。首先，通過梳理支撐流程活動(dòng)或任務(wù)實(shí)施所需的基礎(chǔ)要素和型號(hào)/項(xiàng)目基礎(chǔ)能力的挖掘和提煉，構(gòu)建先進(jìn)、完備的基礎(chǔ)要素清單，形成開發(fā)計(jì)劃；其次，建立基礎(chǔ)要素文件的標(biāo)準(zhǔn)化要求，完成基礎(chǔ)要素文件開發(fā)；再次，完成基礎(chǔ)要素文件的成熟度評(píng)價(jià)，針對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果為5級(jí)以上的基礎(chǔ)要素，完成基礎(chǔ)要素的準(zhǔn)入、存儲(chǔ)和發(fā)布；最后，制定基礎(chǔ)要素的型號(hào)應(yīng)用策劃，并跟蹤基礎(chǔ)要素的應(yīng)用效果，完成基礎(chǔ)要素的改進(jìn)完善，提升基礎(chǔ)要素的成熟度和工程的適用性，基礎(chǔ)要素建設(shè)工作流程如圖2所示。

圖2 基礎(chǔ)要素建設(shè)工作流程

基礎(chǔ)要素的梳理

依據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)流程架構(gòu)，針對(duì)流程活動(dòng)逐項(xiàng)分析各項(xiàng)活動(dòng)承接的基礎(chǔ)要素。其中，針對(duì)復(fù)雜的跨專業(yè)流程活動(dòng)，通過建立多專業(yè)協(xié)同流程，并明確流程中的各項(xiàng)任務(wù)，梳理支撐任務(wù)的基礎(chǔ)要素；針對(duì)單一專業(yè)的流程活動(dòng)，梳理支撐活動(dòng)實(shí)施的各類基礎(chǔ)要素。梳理流程中的每一項(xiàng)活動(dòng)或任務(wù)均應(yīng)有相應(yīng)的指導(dǎo)書進(jìn)行承接，其中活動(dòng)或任務(wù)強(qiáng)制執(zhí)行的準(zhǔn)則和要求要形成規(guī)范。關(guān)鍵流程活動(dòng)的交付物形成文件編制類指導(dǎo)書（含模板），關(guān)鍵活動(dòng)的執(zhí)行過程形成檢查單，同步明確流程活動(dòng)實(shí)施的軟件工具和數(shù)據(jù)庫(kù)，保證基礎(chǔ)要素的完整性。系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)流程中流程活動(dòng)的基礎(chǔ)要素梳理案例如表1所示。

表1 基于流程活動(dòng)的基礎(chǔ)要素梳理清單

基礎(chǔ)要素的提煉總結(jié)

基礎(chǔ)要素提煉總結(jié)流程如圖3所示，基礎(chǔ)要素提煉總結(jié)方法主要包括成熟技術(shù)提煉（技術(shù)成熟度至少為5級(jí)以上）、型號(hào)/項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)提煉、故障問題提煉、技術(shù)攻關(guān)和合作項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)提煉等4個(gè)方面。其中，基于技術(shù)樹的提煉方法主要針對(duì)5級(jí)以上成熟技術(shù)提煉基礎(chǔ)要素；基于型號(hào)/項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的提煉方法主要從型號(hào)/項(xiàng)目研制過程中產(chǎn)生的專有規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)書等文件中提煉基礎(chǔ)要素；基于故障問題的提煉方法主要針對(duì)型號(hào)研制中故障和問題的解決措施提煉基礎(chǔ)要素；基于技術(shù)攻關(guān)和合作項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的提煉方法主要針對(duì)研究?jī)?nèi)容新掌握的方法工具提煉基礎(chǔ)要素，并納入基礎(chǔ)要素清單，完成基礎(chǔ)要素的開發(fā)，保證型號(hào)/項(xiàng)目的最新研制經(jīng)驗(yàn)和研究成果導(dǎo)入到基礎(chǔ)要素，實(shí)現(xiàn)增量能力的積累和提煉，提升基礎(chǔ)要素的先進(jìn)性。

圖3 基礎(chǔ)要素提煉總結(jié)工作流程

構(gòu)建基礎(chǔ)要素清單

首先，根據(jù)基礎(chǔ)要素梳理和提煉結(jié)果，對(duì)強(qiáng)度、“六性”、材料工藝等共性的基礎(chǔ)要素進(jìn)行整合，明確各基礎(chǔ)要素的類別、文件名稱、責(zé)任單位和責(zé)任人，形成完備的基礎(chǔ)要素清單；其次，明確各項(xiàng)基礎(chǔ)要素的文件狀態(tài)，針對(duì)待建/待完善的基礎(chǔ)要素明確完成時(shí)間，形成基礎(chǔ)要素開發(fā)計(jì)劃。

基礎(chǔ)要素文件的開發(fā)

基礎(chǔ)要素文件的開發(fā)主要依據(jù)GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》[6]規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化文件編制要求，制定各類基礎(chǔ)要素文件的標(biāo)準(zhǔn)化模板，編制基礎(chǔ)要素文件。其中，規(guī)范類文件，應(yīng)詳細(xì)說明各操作步驟必須遵守的方法、準(zhǔn)則和要求；指導(dǎo)書類文件，應(yīng)詳細(xì)說明操作步驟執(zhí)行的方法和準(zhǔn)則；文件編制類指導(dǎo)書，主要內(nèi)容不僅包含文件的編制模板，更應(yīng)包含各章節(jié)內(nèi)容的編制要求；檢查單應(yīng)根據(jù)活動(dòng)或交付物的審查要點(diǎn)，明確檢查項(xiàng)目和檢查內(nèi)容，保證檢查單內(nèi)容的完整性和可執(zhí)行性。

基礎(chǔ)要素的評(píng)價(jià)方法

基礎(chǔ)要素成熟度評(píng)價(jià)結(jié)果表征基礎(chǔ)要素文件的工程適用性?；A(chǔ)要素的成熟度評(píng)估方法主要從基礎(chǔ)要素的型號(hào)/項(xiàng)目應(yīng)用背景、技術(shù)狀態(tài)、系統(tǒng)的集成程度、驗(yàn)證環(huán)境的逼真度等4個(gè)維度完成基礎(chǔ)要素成熟度評(píng)價(jià)，明確基礎(chǔ)要素的成熟度等級(jí)，并根據(jù)成熟度評(píng)價(jià)結(jié)果開展基礎(chǔ)要素的準(zhǔn)入和基礎(chǔ)要素的能力提升；同時(shí)，根據(jù)型號(hào)/項(xiàng)目研制過程中分階段選用對(duì)應(yīng)成熟度的基礎(chǔ)要素，保證型號(hào)研發(fā)過程和研制結(jié)果的可信度。

基礎(chǔ)要素的準(zhǔn)入

基礎(chǔ)要素的準(zhǔn)入主要包括準(zhǔn)入申請(qǐng)、校對(duì)審查、評(píng)審和審核批準(zhǔn)等4個(gè)步驟。其中，準(zhǔn)入申請(qǐng)主要完成準(zhǔn)入申請(qǐng)單編制、準(zhǔn)入資料準(zhǔn)備和準(zhǔn)入資格審查，保證準(zhǔn)入的基礎(chǔ)要素文件符合基礎(chǔ)要素文件清單和標(biāo)準(zhǔn)化要求；校對(duì)審查主要由專業(yè)組確認(rèn)文件內(nèi)容編制的完整性和準(zhǔn)確性；評(píng)審主要根據(jù)基礎(chǔ)要素的效力、使用范圍等特點(diǎn)確定相應(yīng)的評(píng)審級(jí)別，完成基礎(chǔ)要素文件的評(píng)審和專家意見落實(shí)，確保文件的正確性、合理性；審核批準(zhǔn)由主管專業(yè)副總師完成文件的批準(zhǔn)和發(fā)布，保證基礎(chǔ)要素文件的編制質(zhì)量和工程應(yīng)用的適用性。

基礎(chǔ)要素的型號(hào)應(yīng)用

按照“建用結(jié)合、著力于用”的原則，以研發(fā)流程活動(dòng)為牽引，針對(duì)流程活動(dòng)實(shí)施的基礎(chǔ)要素，匹配型號(hào)/項(xiàng)目的科研任務(wù)，推進(jìn)已準(zhǔn)入基礎(chǔ)要素的型號(hào)應(yīng)用，驗(yàn)證體系成果的完備程度，制定基礎(chǔ)要素型號(hào)應(yīng)用工作策劃；應(yīng)用工作策劃應(yīng)明確基礎(chǔ)要素的應(yīng)用對(duì)象/型號(hào)/項(xiàng)目、應(yīng)用時(shí)間和應(yīng)用責(zé)任人、完成形式等內(nèi)容。同時(shí)，結(jié)合型號(hào)的應(yīng)用情況，從型號(hào)應(yīng)用交付物、型號(hào)應(yīng)用內(nèi)容、發(fā)現(xiàn)問題/建議、問題/建議的落實(shí)情況等方面跟蹤并記錄基礎(chǔ)要素的應(yīng)用效果和存在問題，如表2所示，為持續(xù)優(yōu)化和完善基礎(chǔ)要素奠定基礎(chǔ)。

表2 基礎(chǔ)要素型號(hào)應(yīng)用效果匯總表

基礎(chǔ)要素的更改實(shí)施和評(píng)審

基礎(chǔ)要素的編制人結(jié)合型號(hào)應(yīng)用過程中存在的問題和完善意見，提出更改申請(qǐng)，按照標(biāo)準(zhǔn)化管理規(guī)定進(jìn)行更改實(shí)施和評(píng)審。首先，基礎(chǔ)要素的責(zé)任人按照更改規(guī)定在基礎(chǔ)要素管理系統(tǒng)中提出更改的申請(qǐng)；其次，按照標(biāo)準(zhǔn)化管理規(guī)定完成基礎(chǔ)要素的開發(fā)和完善；最后，根據(jù)評(píng)審和準(zhǔn)入的要求，完成基礎(chǔ)要素的準(zhǔn)入和發(fā)布。

結(jié)束語(yǔ)

研發(fā)體系基礎(chǔ)要素建設(shè)是一個(gè)持續(xù)開發(fā)、驗(yàn)證、應(yīng)用、優(yōu)化、完善的迭代提升過程，需要長(zhǎng)期的積累和堅(jiān)持，基礎(chǔ)要素應(yīng)用于型號(hào)研制，同時(shí)型號(hào)研制中積累的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)及時(shí)提煉總結(jié)和轉(zhuǎn)化，持續(xù)提升基礎(chǔ)要素的先進(jìn)性和成熟度，最終實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)能力和產(chǎn)品研制質(zhì)量的有效提升。