S1000D中的适用性信息记录方法研究

吴朝骞 周龑 王清淼

民用飞机由于市场变化、客户需求、技术发展等因素会发展出多种构型，运营方机队中存在不同构型的飞机，因此需要查阅适用所维护飞机的手册内容以实施维护任务。纸质、非交互式技术出版物难以针对每个客户、每个飞机都发布一套手册，只能对适用不同飞机构型的内容标注架次范围、服务通告等信息，以便手册使用人员正确识别所需内容。

随着数字技术的发展，电子交互式出版物逐渐取代了纸质技术出版物，用户可以通过飞机序列号等条件筛选、过滤手册内容。目前被广泛采用的S 1000D《基于公共源数据库的技术出版物国际规范》提出了适用性的概念以及基本规则以实现这一功能。

国际主要飞机制造商在其新型号飞机（如空客A350、波音787）[1]上已经采用了S 1000D来编制技术出版物，国内飞机制造商和研究机构也都开展了对S 1000D的研究，在军用和民用装备型号中初步应用。然而由于对S 1000D的理解不深，型号构型复杂性也较低，国内对适用性功能的应用没有成熟的先例，尤其是缺少记录和更新适用性信息的成熟方法，这会影响技术出版物适用性功能的实现。

1 适用性功能原理

交互式电子技术出版物的重要功能之一是让用户可以根据构型信息过滤出正确的技术出版物内容。为了实现这一功能，S 1000D在其“4信息管理”和“7 信息处理”中提出了适用性（Applicability）的概念。S 1000D中的适用性包含了：适用性信息记录、适用性标识、适用性表达。适用性信息记录是指将飞机构型状态信息分类记录在数据库中；适用性标识是指建立针对不同构型状态的适用性表达式，在数据模块中引用适用性表达式作为标记；适用性表达是通过计算机解析表达式、匹配构型状态对应的架次范围并显示正确的技术出版物内容。这三者相互关系如图1所示。

适用性信息记录是实现适用性功能的基础，适用性标识和适用性表达均需要应用已经记录的构型状态信息。S 1000D将需记录的构型和状态信息分为产品属性和产品条件。产品属性是飞机生命周期中通常不会变化的信息，一般在产品交付时就已经确定；产品条件包括技术条件、环境条件、运营条件等，其中技术条件与产品构型关联，在产品生命周期中会发生变化。

S 1000D设计了适用性交叉参引表（Applicability Cross-reference Table，ACT）、条件交叉参引表（Condition Cross-reference Table，CCT）、产品交叉参引表（Product Cross-reference Table，PCT）3种数据模块用以记录飞机相关构型状态信息，以ACT数据模块记录产品属性信息，以CCT数据模块记录产品条件信息，PCT数据模块记录每个飞机产品实际具有的产品属性和适用的产品条件，且按照规范要求，不能超出ACT和CCT中所含信息的范围。CCT和PCT通过数据模块参引与ACT关联。

2 适用性信息分析

技术出版物所需要的构型和状态信息来自设计、制造和交付运营阶段，这些来源包含了大量技术出版物适用性不需要的信息，比如公差、工艺要求等，在记录时必须进行分析、选择，否则会使创建和维护适用性记录的成本过高，也不便于创建适用性标识。

根据S 1000D对产品属性和产品条件的定义，可以列出在民用飞机生命周期中需要记录的各类构型和状态信息，详细分析如表1所示。

表1 民用飞机技术出版物常用构型和状态信息分析

因此CCT可记录服务通告、设计构型信息；ACT可记录制造偏离、客户选型、生产序列号、注册号；PCT按照架次记录飞机上的生产序列号、服务通告、客户选型、设计构型、制造偏离。

3 产品属性记录方式

对于编号类信息（包括飞机型号、生产序列号、注册号），按照S 1000D要求可记录其编码范围，如架次范围“101～999”，注册号段“B1001～B9999”；或者记录其编码格式。

客户选型通常在设计阶段已经分配了选型编号。客户选型可能包括不同层级，比如侧杆操纵的选型有“主动式侧杆操纵”，其下一级是“主驾驶侧杆组件”。不同技术出版物内容可能对应不同层级的选型，如图解零件目录数据模块对应的是主驾驶侧杆组件、飞机维修手册中的系统描述对应主动式侧杆操纵，所以需要记录所有客户选型信息。在ACT中需要建立名称为“客户选型”的属性、以每个选型的编号作为该属性的值进行记录。

制造偏离是指制造时产生偏离设计要求的状态，经批准后保留在飞机上[2]。制造偏离只针对单架机。由于一些制造偏离（如公差要求偏离）不会影响技术出版物内容，因此在记录时首先评估制造偏离的影响，有影响的制造偏离需记录其编号。建立名称为“制造偏离”的产品属性、以每个偏离的编号作为该属性的值进行记录。

4 产品条件记录方法

服务通告是针对已交付飞机实施检查、重复检查、改装等技术要求[3]，除改装外其他情况不涉及飞机构型的变化。在技术出版物中需要提供服务通告执行前和执行后适用的内容，并进行适用性标识以告知用户。因此不管是否涉及构型变化，所有服务通告都需要在CCT中记录其编号。

飞机设计构型代表了飞机当前的具体状态，随产品生命周期逐步变化。适用性功能的目标是标识适用架次范围，对于适用于当前所有架次的内容，不需要特别标识；只有适用于部分架次的内容，才需要特别标识其适用范围。因此可以假定一种虚拟的“基础构型”，其包含的所有系统、组件、功能等，不管是原始设计还是后续更改都适用于全部飞机，因为不产生差异，基础构型不需要记录。按此标准，在产品生命周期中产生的不属于基础构型而需要记录的构型信息有：客户选型、只影响部分架次的设计更改。其中客户选型已经在ACT中记录，设计更改需要在CCT中记录。采用此种方法，可以大幅减少记录和跟踪的信息量。

设计更改有专门文件用以批准对飞机具体的更改，但不同的更改可能影响同一部件或安装关系，仅记录文件信息不能明确此部件或安装关系的状态，因此为描述设计更改，应记录更改影响的具体部件或安装关系的信息。

目前飞机的设计广泛采用产品数字化定义（Model Based Definition）技术，描述部件和安装关系的图样逐步从二维工程图发展到了三维数字模型[4]。因此在记录设计更改时需要二维工程图号或三维数字模型的编号。按照构型管理的一般性规则，对于完善零部件设计的更改，需要升级版次号；对于外形、装配、互换性等更改，需要重新编号[5]。由于升版次号不产生新构型，所以适用性可不记录版次号，而编号是需要记录的。

工程图样体系会划分多个层级以描述各层级装配关系，应选择记录具体发生更改的图纸或模型编号。一般情况下，数据模块都可以找到所在层级可与之对应的图样。目前有很多主制造商采用扁平化数据管理，由于三维模型所含信息量较二维图纸更多，更适合采用扁平化管理。应用扁平化管理可使三维模型层级减少到3层，但数据模块本身可能超出单独三维模型能表达的层级范围。比如有些维修程序数据模块针对大组件如空调制冷组件的拆卸、安装，没有单独的三维模型与之对应。根据构型管理原则，飞机产品结构分解中存在稳定不变的顶层结构，如果数据模块内容对应在这一层级，这些数据模块可认为适用于基础构型，当数据模块对应组件的下级零部件发生构型差异时，只在数据模块内标注适用性，所需记录的信息仍是工程图样体系中可找到的三维模型编号。

5 单个产品信息记录方法

PCT数据模块是按单个飞机产品记录构型和状态信息。例如针对编号为105的飞机，在PCT中记录其对应的型号、序列号等产品属性信息和执行的服务通告等产品条件信息。

按飞机产品生命周期，初始交付时PCT中记录的是生产序列号、客户选型和制造偏离；飞机投入运营后，发生设计更改时，对于适用更改且未交付的飞机，在PCT中相应飞机中记录更改的图纸编号或三维模型编号；如果更改适用的是已交付飞机，需要在CCT中记录服务通告编号，然后根据客户反馈的服务通告执行情况，在PCT中对计划要执行服务通告的飞机记录“执行前”和“执行后”的状态。对于不涉及构型的服务通告，也需要在CCT中记录服务通告编号，在PCT中记录服务通告执行状态。

6 适用性信息变更

飞机构型处于不断变化之中，适用性记录的信息随着飞机产品生命周期会变得更为复杂。对于ACT数据模块，涉及选型增加或出现新的制造偏离，就需要在属性值中增加其编号；当飞机转国籍时，在ACT中增加新的注册号号段；在PCT中更新注册号信息。对于CCT数据模块，已记录的设计更改、服务通告信息都必须保留，否则可能面临适用性标识失效的问题；新增的设计更改和服务通告都将记录。对于PCT数据模块，当飞机持续交付时，需要在PCT中创建新的产品以便记录新交付飞机的属性和条件；如果CCT中有新增条件信息，也需要对PCT中相应产品中添加条件信息；对于已经失效的设计更改、已经执行完的服务通告，仍需保留在PCT中。

7 结束语

S 1000D是针对交互式电子技术出版物而诞生的，应用S 1000D编制技术出版物已经成为国际航空工业的趋势。目前国内各主制造商、研究机构正逐渐从对规范的理论研究转向应用实践，这需要使用者在规范提供的功能框架下，根据行业特点确定具体的方法，并通过不断实践进行优化，才能更好地应用S 1000D解决技术出版物工作中的问题，提高技术出版物的水平。

[1] 陈聪. S 1000D规范在技术出版物编制中的应用浅析[J]. 中国新技术新产品， 2013（14）.

[2] 孟旭，贺璐，龚文秀. 民用飞机单机构型定义方法[J]. 科技信息，2012（8）.

[3] AP-21-02 关于国产民用航空产品服务通告管理规定[S].

[4] 徐圣，刘晓明，姚小虎等. 基于MBD的飞机数字化定义技术[J]. 科技创新导报，2011（27）.

[5] 刘雅星，郑晶晶. 飞机产品数据模块化构型管理[J]. 航空制造技术，2010（3）.