航空发动机产品结构管理初探

李吉鹏　黄威达　陈慧斌

摘要：在产品生命周期管理中，企业需要使用有效的机制来控制和跟踪与产品相关的复杂数据和信息，以支持产品开发，提高产品质量，实现客户期望，满足适航要求。这种机制就是配置管理（CM）。从业务流程的角度来看，配置管理主要包括配置识别、变更控制、状态计费和配置审计。体系结构管理的核心是产品结构的管理。前者包括有效性管理、基线管理、变更管理、识别管理等，这些都是围绕着后面的要素进行的。

关键词：航空发动机;产品结构;经营分析研究

1产品结构的建立

产品体系结构是与产品相关的业务和技术数据的有序集合，通过复杂产品的分解，支持流程更改、数据交换和数据可追溯性。产品体系结构描述业务和技术数据之间的关系，为不同的专业提供所需的信息和相关支持。在航空发动机开发的每个阶段，不同的业务实体（销售、设计、制造、项目管理、维护等）需要不同的产品结构信息。因此，必须采用通用的产品结构模式，以便每个业务实体能够根据自己的需要获得相应的信息。这种产品结构模式一般分为三个层次：顶层、配置层和底层，每个层次可分为不同的子层次。其中，顶层用于组织、构建和管理引擎的产品结构。通过顶层的结构分类，可以快速读取和搜索底层构件。这一层的结构基本上没有改变。它是一个虚拟节点，主要用于管理下级功能。一般来说，在设计阶段，顶层结构主要按专业划分，用于开展设计阶段各专业的设计工作。在制造和装配阶段，产品结构的顶层与设计阶段完全不同。装配产品结构是发动机的物理分解，是发动机制造和工艺的分解，完全采用面向装配的产品结构构建方法。

2产品结构的变化

航空发动机产品结构在设计、制造、装配和维修过程中并不是一成不变的，在不同的阶段会发生变化。它的变化过程有其内在的逻辑和联系。在设计阶段，顶层使用设计产品结构来管理和连接设计阶段的配置层，以及底层的装配和零件。在制造阶段，顶层使用制造（装配）产品结构来管理和连接制造阶段的配置层，以及底层的装配和零件。

在航空发动机制造和装配阶段的顶端是部件装配（CA）。CA是一个管理节点，是一个可配置的物理可交付成果，它是一个物理组件可交付成果，而不是挂在CI上的松散套件。CA反映了不同的装配过程，也就是说，不同的装配过程通过CA实现。每个装配过程的所有者负责建立和跟踪CA配置，直到将其交付给客户。配置层也是如此。设计阶段的顶层、设计配置项和设计方案被分组到最终设计产品的定义视图中。根据配置管理的单一配置原则，配置层最好保持不变，但随着设计阶段向制造阶段的发展，设计阶段的配置层和制造阶段的配置层必须发生变化。因此，采用“过渡阶段”方法将设计和配置层转换为装配和配置层，产品结构设计为悬挂装配和配置层，从而形成完整的工程产品结构（如设计视图）。在制造阶段，顶部装配产品结构悬挂到装配配置层，以形成完整的装配产品结构（如计划视图或准备视图）。

3产品结构和物料清单的差异

物料清单（BOM）属于设计数据集的管理范围，根据模式集及其组件的属性进行更新，并主要从产品结构的元素创建。

航空发动机图纸集由BOM、工程变更单、三维模型、二维图纸和技术文档组成。BOM是一份包含定义元素、元素组成以及用于零件制造和装配的所有重要信息（如图纸列表、应用材料、防护处理和交换分类）的文件。一些企业经常将产品结构在不同阶段的视图管理称为BOM管理。例如，BOM、设计BOM、工艺BOM、工艺BOM、服务BOM等。严格来说，这些术语是不准确的。根据BOM的定义，它必须包含零件、数量、成本等信息，因此需求BOM的标题不能满足这样的定义要求。而早期设计阶段的设计模型主要由点、线、面组成，不能满足本定义的要求。

4需要注意的问题

4.1准确识别和分类CI

发动机产品结构管理中遇到的典型问题是CI的识别和划分不准确。CI是发动机产品结构中最重要的部分，承载着大量的信息，用于管理批次、零件、变更等业务流程，以及承载着项目管理、人员组织结构等信息。CI需要根据功能进行定义，包括产品功能和装配功能。同时，CI的数量与产品的复杂性和系统集成度有关。不要定义太多CI，否则会影响配置管理的清晰性，使配置管理变得非常琐碎和复杂，失去对要点的把握，增加管理成本。

4.2充分体现舞台特点

航空发动机产品结构管理的传统方法是在早期设计阶段建立设计产品结构。在设计产品结构的基础上增加一些信息，形成工程产品结构;然后将信息添加到工程产品结构中，以形成制造或装配产品结构。

也就是说，航空发动机产品结构的变化只是在初始产品结构的基础上不断添加信息以完成发动机产品结构演变过程的一种简单方式。最大的问题是无法形成产品结构的精细化管理，难以在不同的产品开发阶段形成具有阶段性特征的产品结构。

一方面，这种现象是由于业务流程梳理不够，如CI的确定。由于航空发动机设计制造单元分离，缺乏协调，在设计制造阶段的产品结构转换过程中，CI基本上只能满足设计阶段的要求，而忽略了制造裝配阶段的要求，这也反映了信息化和数字化管理方法和手段的不足。

5结论

产品结构管理是飞机发动机配置管理的核心，不仅需要加强信息化、数字化，还需要改变传统的自下而上的设计方式，随着自上而下方法的转变，并根据企业自身的具体情况进行组合，同时还需要在业务层面建立相应的组织机构，有效地推进业务管理流程。产品结构加强了对高度复杂产品的管理，是并行工程成功的基础。它可以提高产品相关业务流程的透明度和灵活性。正确实施产品结构管理可以实现航空发动机配置的有效管理，提高企业的成本效益管理水平。

参考文献

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