面向民用飞机的构型再标识模型分析

孙洪洋+++贺璐+++孟旭

摘 要：构型标识作为构型管理的重要活动之一，在民用飞机全生命周期内起到关键作用，特别是零组件的标识及更改后再标识。文章从产品标识号的组成出发分析可能导致零组件标识号更改的要因并综合民用飞机全生命周期的特点及需求，总结零组件更改后再标识的要素模型，保证零组件处于合适等级的构型控制下。

关键词：民用飞机；构型标识；全生命周期

1 概述

民用飞机的构型管理，由于客户需求、产品复杂性和适航取证等特殊要求，在飞机制造过程中应用最广泛、最深入。构型管理已成为新飞机研制中不可缺少的环节。构型管理活动包括构型标识、构型控制、构型纪实和构型审核。构型标识是整个活动的基础，其中对产品的标识是基础的基础，也是一切活动的主要目的。

如果一个产品或其零组件发生了更改，它的标识号或是对应的数据集应当更新，以便识别新的构型状态和满足追溯要求。在更改执行以后，对于重大更改应能通过产品标识区分新的构型与其他构型的区别，对于其他更改可以通过数据集的版本保证可追溯性。构型标识的更改确保零件处于合适等级的构型控制下，对于零件采用合适的标识方法。唯一存在的零件标识号可以用来表明零件更改前后的互换性，同时也可以在后续更改发生时确保其更改可追溯。

2 产品构型标识

2.1 产品构型标识的元素

对于零组件而言，需要分配唯一的标识来保证其3F（Form、Fit、Function）特性的完整，同时唯一的零组件标识有利于在项目内部的图文管理体系中进行零组件状态的追踪。目前行业内广泛使用的方法是通过件号来控制零组件的构型状态，相同件号的零件间具有相同的性能指标。件号可以与图号相同，也可以是与图号具有某种联系的独立编码。另外，有部分设备厂商采用件号与版本共同控制零件的构型状态，只有实物件号和版本均相同的零件才具有相同的3F特性。經过分析比较和项目实际运行的检验，通过件号唯一定义构型的方法更为直观，本文所描述的构型再标识判断原则将在此前提下展开。

2.2 产品构型标识的更改及原因分析

通常来说，当对于零件的需求发生变化时，需要分配新的件号。在民用飞机研制过程中，供应商的更换或新增，项目过程中的工程更改均会导致零组件的件号更改，如图1。

产品构型标识的更改保证生产和航线运营中的构型管控需求。以工程设计更改导致的件号更改为主要研究对象，可以得到以下原因会导致构型标识发生变化：用于明显区分新老构型状态，保证航材备件具有独立构型状态，满足追溯需求，影响运行包线、性能指标，材料，内部或外部表层装饰、材料强度、抗腐蚀性、疲劳或使用寿命的更改，影响规范中的技术要求，对重量、重心产生影响，需要重新进行零件合格试验、需要新的研发测试或是需要更改运行、自检或维修维护程序，更改前后的两个零件不具有互换性。

3 产品构型再标识判断原则

根据上述导致零组件件号更改的原因，通过分类整合总结出三大类主要影响因素，如图2所示，下面将逐一分析对零组件标识号更改的影响。

3.1 双向互换性

在对零组件发起工程更改的时候，首先要考虑更改前后的零组件是否保持双向互换性。对于双向互换的理解并不仅仅局限于物理位置的可互换装机，必须要综合考虑其他相关因素。需要考虑的因素主要有：

（1）对零组件进行的设计更改不会影响其本身的安全性；（2）更改后零组件的使用寿命不低于更改前的状态；（3）零组件的功能不受到此次工程更改的影响，满足设计规范要求；（4）相比于更改前，更改后的零组件不需要额外增加维修维护程序；（5）更改后零组件的重量不会发生显著改变，即不会对飞机重心（CG）、最大起飞重量（MTOW）等重量相关指标产生不利影响。

主制造商在项目过程中可能会发生构型标识规则的更改，如果零组件更改前后的状态处于两种不同的构型标识体系下，且更改前后的状态无法按照上述标准进行双向互换，则要求直接按照最近规则对零组件重新分配标识号。

若更改后的零组件满足上述所有因素，可以认为更改前后的零组件之间具备双向互换性。在这个基础上，如果更改前后的零部件在作为备件使用的任何情况下同样具备满足以上条件的双向互换性，则无需为更改后的零组件重新分配标识号，通过图纸版本更改记录更改即可。

对于更改前后不具备双向互换性的零组件，或是在某些作备件使用的情况下无法进行双向互换的零组件。这时需要补充评估其他因素方可确定是否需要通过分配新的件号来定义产品的构型状态。

纵观民用飞机的全寿命周期，在项目前期设计阶段会进行频繁的更改，由于这个阶段没有零组件实物生产，从降低管理成本的角度考虑一般不会重新为零组件分配新的件号。另外，项目进入批量生产阶段前不排除会出现零组件构型状态频繁更改的特例，如果更改前的零组件状态作为更改的中间状态没有组织实际的零件生产，同样允许保持件号不变而通过改变图纸版本记录进行更改。

3.2 实物状态

3.2.1 零组件随飞机交付客户

对于更改前后不满足双向互换且有实物生产的零组件，需要继续评估其他方面的影响来确定是否需要对其重新分配件号。作为民用飞机主制造商，应重点关注和减少客户在飞机使用过程中可能遇到的问题。如果有部分工程更改涉及的零组件已经有部分随飞机交付航线，在未充分评估及熟悉客户航空公司对装机和备用零件的追溯能力前，要求为更改后的零组件重新分配新的件号来明显区分前后的构型状态。

3.2.2 全部返工至最新构型

对于不满足更改前后可双向互换的零组件，主制造商可能会寻求在制品返工来避免研制成本的大幅增加。如果对更改前构型状态的零组件返工后，可以按照3.1节中各项要求与更改后构型状态双向互换，那么可以考虑通过在制品返工的方法来降低成本。但是为了准确控制产品的构型状态，必须要在这之前确认所有更改前构型状态的零件全部都在主制造商或其供应商的控制之下且能进行追溯返工。这里所说的在全部追溯返工并不是仅限于生产线上及库房中的零组件，还包括已经装机、处于运输途中以及客服中心采购作为备件使用的零组件。应该慎重评估主制造商本身、供应商对装机零件及其备件的追溯能力，在制品全部返工至最新构型的过程中不仅需要构型管理活动的监督，同时需要质量控制体系的介入，严格保证所有在制品的追溯及构型更新。

如果本次更改对象为组件，还需要关注本次更改的组件下是否包含带有新件号的零件。由于下层产品结构中，具有新件号的零件与被替换的零件本身不具备双向互换性，而且更改前后的组件层级不直接具备双向互换性，这种情况下需要重新分配新的件号来区分两种构型状态。

3.3 对维修和检测程序的影响

更改前后的零组件如果可以通过返工达到双向互换，另外要考虑对维修和维护程序的影响，确保严谨的构型管控。如果更改的对象为不可维修项且无对应检测程序时无需此环节。

如果对零组件的更改影响维修和检测的程序，导致程序产生过多变化，那么需要重新分配新的件号来确保件号对构型状态描述的唯一性。例如，供应商对提供的设备进行更改，导致其对应的验收测试程序（ATP）进行较大更改，就需要对设备分配新的件号。另外，更改后的零组件状态虽然可以通过返工达到与改前的零组件双向互换，但是需要定期更换密封件，这种情况被认为是影响了维修程序，同样需要分配新的件号。

3.4 满足飞机级追溯要求

作为产品构型再标识判断逻辑树的最后一个因素，在判断到达此处时，就表示更改后的零组件可以通过返工与更改前的零组件完全互换，但是有时候在证后运营和批产阶段，根据项目的需要，对某些重大更改需要进行重点的跟踪与追溯保证更改在所有架次上的落实，为了明显区分更改前后的状态以便于追溯同样需要分配的件号。

在不确定此次工程更改是否需要重点追溯和管理时，应与项目管理团队和构型管理团队确认。

3.6 圖纸换版/零组件换号

如果更改前后的零组件具有双向互换性或是通过返工达到双向互换且满足上述所有条件，这种情况下无需为零组件分配新的件号，通过对应图纸的升版记录进行更改并保证更改过程可追溯即可。

对于更改前后不具备双向互换性的零组件，在构型标识更改的判断过程中，如果不满足上述任意一条因素则需要通过重新分配新的件号来区分两种构型状态。另外，在飞机实际航线运营中会产生航材备件互换性信息的需求，为了避免后续大量的补充评估工作，在分配新的件号前，需要明确更改前后的互换关系，例如双向互换、单向互换、不互换等。对于互换性的系统分类及判断原则，不在本文中详细描述。

零组件标识号的改变可能影响上一级组件，零组件号的更改需要持续向上一级追溯直到重新建立互换性或是更改顶层部件的构型标识号。

4 结束语

产品构型标识是开展民用飞机设计及运营维护的基础，需要考虑产品研制初期更改频繁的特点，兼顾后续航材备件的需求，在保证有效构型管理控制的同时尽量避免更改件号带来的人力成本和研制成本的增加。

参考文献

[1]王庆林，余国华，王睿.构型管理[M].上海科学技术出版社，2010.

[2]王庆林.飞机构型管理[M].上海科学技术出版社，2012.

[3]于勇，范玉青.飞机构型管理研究与应用[J].北京航空航天大学学报，2005，31（3）：278-283.

[4]贺璐，张乐.民用飞机构型标识方法[J].民用飞机设计与研究，2015（03）：55-5.