基于工作包的型号设计资料管理研究

张发玉

【摘 要】民机项目开发过程中涉及到的资料量巨大，对型号设计资料的有效管理有利于型号的开发。基于国内某型民机项目的型号设计资料管理要求，分析数据管理当前所面临的问题，提出基于工作包的型号设计资料管理模式，分析其对民机项目数据管理的推动作用。

【关键词】民机；工作包；型号设计资料；产品数据管理

0 引言

型号设计资料作为重要的产品数据一直是适航审查活动关注的重点，随着项目组织机构的调整，越来越多的管理活动都强调以工作包为单元进行开展。目前国内外主流的飞机型号研制过程中，普遍使用“工作分解结构”（Work Breakdown Structure-WBS）和“工作包”（Work Package）作为基本工具对研制过程进行系统、科学的管理[1-2]。工作包是项目管理的基本元素，是对基本单元的工作描述和工作授权[3]。在我国某民机项目中，也采用了工作分解结构和工作包进行管理，尤其是项目组织机构调整之后，对飞机各部段的设计、制造、检查以及交付都广泛采用了工作包模式。但是在项目开展过程中，产品数据管理尤其是对型号设计资料的管理还存在许多与工作包管理模式不匹配的地方。本文提出了基于工作包的型号设计资料管理模式，有针对性的解决了一些传统数据管理活动存在的问题。

1 型号设计资料管理要求

1.1 型号设计资料概念

产品设计资料是说明产品及其零部件的原理、功能、构成、外形、零部件之间的关系以及生产、检验要求的技术资料，并直接作为产品生产、安装、使用和维护过程的依据[4-5]。通俗来讲，产品设计资料是对产品的定义，而对于飞机型号而言，其本身就是一个复杂产品[6]。

1.2 型号设计资料管理要求

型号设计资料属于产品数据的一部分，工作包所涉及的型号设计资料是生产过程中的制造依据，也是制造符合性检查的依据[5][7]。只有制造和检查的依据正确、规范和完整，才能保证各项相关活动的顺利开展。

对工作包中型号设计资料的管理首先应遵循产品数据管理的基本要求，同时为了满足生产制造以及适航检查等各类活动的需要，对型号设计资料的管理应重点关注以下要求：

a）所有资料的定义准确、规范；

b）资料批准生效后及时发放到所有相关的工作包；

c）各工作包型号设计资料完整，避免资料数据的多发、漏发。

2 当前管理所面临的问题

2.1 数据定义结构化程度不高

在我国某民机项目中，大部分图样类资料的定义以三维模型为基础，使三维模型成为生产制造过程中的唯一依据。而文件类的资料的定义则采用文档的形式。从单个数据来说，目前仅实现了图样类资料的部分结构化，文件类资料还属于非结构化形式，如果考虑数据之间的关联性，将图样和关联的文件作为整体进行评价，其结构化程度还很低。

2.2 数据之间关联关系缺失

构成型号设计资料的各个数据之间并没有真正将有实质性关联关系的数据作为一个整体进行管理。这种以单个数据为主的管理方式使得很多数据成为了“信息孤岛”，对于数据的使用者而言，容易忽略数据之间的关联关系，从而引起各类数据之间干涉和冲突等不协调的情况。

2.3 数据发放混乱

在“主制造商-供应商”研制模式下，大量的型号设计资料需要发放至各供应商。目前数据发放采用的方式是单个数据资料批准生效后独立发放，由于缺少可执行的规范以及设计部门和项目管理部门信息的不对称导致设计资料的发放比较混乱，经常出现多发或者漏发的情况。

2.4 数据完整性差

以单个数据为主的管理方式下，当数据完成定义和发放后，往往意味着对数据的管理活动结束，数据的跟踪、统计以及使用过程中的问题经常被忽视。由于缺少供应商视角的数据完整性要求，供应商是否收到了与其分工对应的完整数据以及这些数据后续的更改情况难以跟踪。在制造符合性检查活动中，甚至出现了由于生产现场制造依据的完整性不清楚导致中止检查的情况。

3 基于工作包的型号设计资料管理模式

基于工作包的型号设计资料管理模式主要强调将有实质性关联关系的数据作为整体进行管理，同时配合工作包的生产、检验以及交付等各项活动，有针对性地对型号设计资料进行管理，所有资料的发放、使用和更改均需从工作包的角度考虑数据之间的协调性和完整性。

3.1 设计资料的分类

按照适航规章对型号设计资料的定义，其型号设计资料可分为图样类数据、文件类数据和软件类数据，而工作包所涉及的主要是图样类和文件类数据。图样类数据主要指各类结构件和系统件的生产图样，文件类数据主要包含工艺规范、材料规范、标准件规范、基础标准、技术条件和通用要求，俗称“六大类文件”。工作包中型号设计资料的分类见图1。

3.2 设计资料的定义

型号设计资料定义方法要求在工作包维度将所有相关的文件类资料以结构化的方式关联在三维数模中，为后续的管理活动奠定基础。以工作包中常见的零部件为例，定义零部件的设计资料主要是三维数模，数模中定义了零部件的几何信息、材料信息、加工要求等，而对材料信息定义可以延伸出材料的规范，加工要求信息中也涉及到工艺规范、行业标准以及型号专用的一些技术条件等。将材料规范、工艺规范、基础标准和技术条件四类文件通过辅助定义工具从资源库中调用至三维数模中，同时保留与文档对象的关联关系（见图2）。标准件规范则根据预先定义好的关联关系关联到标准件数模上，通用要求類资料直接与工作包进行关联。最终这些数模、规范、标准和技术条件等通过关联关系共同组成了零部件的产品定义。

3.3 设计资料的审批

基于工作包的型号设计资料管理模式要求将审批流程和发放流程分开管理，实行“单独审批、整体审查”。由于型号设计资料中每个数据的定义者、定义时间大都不同，而数据的审批主要是对数据本身的准确性进行审查，因此对型号设计资料不强调整体审批，即各数据的审批工作仍独立进行。与传统管理模式不同的是，图样类数据作为关键数据承载了与文件类数据的关联关系，是基于工作包管理模式的基础，因此在图样类数据审批之前，要求其所关联的各类文件资料提前完成审批，同时将关联关系的正确性和规范性作为图样类数据的重要审查内容。endprint

3.4 设计资料的发放

基于工作包的型号设计资料管理模式要求所有数据完成审批后，以图样类数据为主，将所有关联数据一起发放，作为关联数据的文件类资料不再单独面向供应商发放。即每个三维数模发放时，根据其关联关系将所有关联文件一起发放，如果工作包中已经发放过某个文件，则不再重复发放。首次发放完成后，任何数据的更改都会默认发放至该工作包。

由于工作包对各自的分工内容比较明确，而工作分工所对应的图样类数据是型号设计资料的核心，因此相比于单个数据发放的方式，基于工作包的数据整体发放可以更好的保证型号设计资料的完整性，同时也能有效的减少数据的多发、漏发情况。

3.5 设计资料的使用和跟踪

采用基于工作包的数据定义和发放方式后，各供应商接收的数据已经较好地完成了数据的结构化和关联关系的定义，因此可以根据数据间的关联关系将所有型号设计资料在工作包的范围内重新构建成数据结构树（图3所示），从而更直观地了解工作包的数据构成和相互引用关系，工作包内型号设计资料的完整性也得到了保证。由于有效减少了多发、漏发的情况，工作包中不再有冗余或缺失的型号设计资料，大大减少了以往数据筛选和分析的工作量。

4 结语

型号设计资料管理是产品数据管理的重要内容，本文针对传统管理方式所存在的问题，提出了基于工作包的管理模式，解决了型号设计资料在结构化定义、关联发放等方面的一些问题，也可以为工作包的其他管理活动提供支持。随着工作包管理模式的不断推进以及产品数据管理工作中一些基础管理的不断细化，本方案所涉及的很多方面也有待进一步深入研究。

【参考文献】

[1]杨建国.树计划技术──工作分解结构进度计划模拟分析与优化[J].系统工程理论与实践，1994，14（5）：14-19.

[2]黄智辉.浅谈工作分解结构（WBS）在项目管理控制中的应用[J].建筑设计管理， 2005（4）：57-59.

[3]胡杨博，莫蓉，常智勇，等.基于工作分解结构复杂多级项目的进度监控技术研究[J].现代制造工程，2008，2008（2）：16-19.

[4]薛芳芳.民机机载飞行计划管理系统的设计与实现[D].西北大学，2014.

[5]胡卫乐.浅谈民机档案及其管理[J].民用飞机设计与研究，2010（2）：74-78.

[6]呂潇超.基于模块的民机全面构型管理研究及应用[J].航空制造技术，2015， 488（18）：98-101.

[7]孟旭，杨道文，龚文秀.浅谈PDM系统在民机构型管理中的应用[J].科技信息， 2011（30）：271-272.

[责任编辑：田吉捷]endprint