并行工程在机上地面试验中的应用研究

王冬明

摘 要：研制飞机是庞大的系统工程，研制周期长、投资强度大。缩短研制周期、降低研制成本是取得商业成功的关键要素之一，通过使用科学的方法和管理技术缩短周期是制造商的共同目标，并行工程是实现这一目标的有效途径之一。本文介绍了并行工程定义，分析了商用飞机的全生命周期的成本，并行工程在国内外的应用现状，结合商用飞机研制特点，研究并行工程在机上地面试验中的应用。

关键词：并行工程 机上地面试验 商用飞机研制

中图分类号：F27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（b）-0061-02

研制飞机是庞大的系统工程，研制周期长、投资强度大。缩短研制周期、降低研制成本是取得商业成功的关键要素之一，通过使用科学的方法和管理技术缩短周期是制造商的共同目标，并行工程是实现这一目标的有效途径之一。

1 并行工程的定义

并行工程是对产品及其相关过程进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术，要求从产品开发开始就考虑到全生命周期内各阶段因素，强调各部门协同工作，建立各决策者间的有效信息交流机制，综合考虑各相关因素影响，最大限度地减少设计反复，缩短设计、生产准备和制造时间[1]。

2 国内外商用飞机并行工程应用的现状

随着工业的发展，并行工程理论已经成熟，并在实用化方向有了很好的发展。美国洛克希德公司在研制新型NMD导弹过程中，通过采用并行工程，开发周期从5年缩短为2年。美国波音公司在B777飞机时，运用并行工程，与B767飞机相比，研制周期缩短了13个月[2]。

国内并行工程的应用也取得一定的成果，如西飞公司研制运7改型飞机时，对于内装饰采用了设计制造并行，研制周期从1.5年缩短到1年。

3 机上地面试验介绍

3.1 定义

机上试验程序是在系统安装完成后，在地面检查线缆和系统的安装和功能是否正确的试验，包含两类试验：线缆导通试验程序（WIT）和机上功能试验程序（OATP）。机上试验程序属于飞机设计集成过程的验证阶段。

3.2 试验顺序规划

根据系统对飞机功能及关联系统的影响，可分为以下四类试验。

（1）公共能源类试验，如电源、液压。

（2）具有平台功能的试验，如航电核心处理。

（3）功能相对独立的系统试验，如起落架、防火。

（4）全机综合试验。

试验的逻辑顺序如图1所示。

某新型商用飞机共有16项机上功能试验，如果采用上述串行试验逻辑顺序，计划如图2所示。

按上述计划，完成全部试验共需要88d，其中线缆导通15d，各系统功能试验合计73d。

4 并行工程在机上功能试验中的应用

为提高试验效率，在该型飞机的试验实施过程中引用并行工程方法，主要应用于以下五个方面。

4.1 线缆导通测试与总装并行

并行原理：在系统设备安装前已完成大部分线缆安装，已具备部分线缆导通测试条件，将线缆导通与总装工作并行开展，可节省导通测试时间，并有效避免某一束线缆的导通工作制约所有功能试验开展的情况。

4.2 相互制约的OATP，并行开展

并行原理：优化前置条件要求，将互相制约关系改为并列关系，一次试验同时验证。如图3所示，电源系统首次上电时，电源、航电核心和空调均要求其他系统功能正常作为前置条件，作为飞机首次上電，各系统功能均未验证，故形成制约关系。通过变互相制约的关系为并列关系，只把3个系统安装完成作为前置条件，功能正常不作为前置条件，一次试验便可同时验证3个系统的功能状态。

此种并行的意义在于：解锁试验限制附件，允许试验开展，如图3所示。

4.3 复杂系统试验细化分解

并行原理：将复杂系统试验细化分解为多项试验；试验前置条件细分简化，将相似条件的试验并行开展。例如：将航电系统试验细化分解，合理并行后，原来需要14d的试验可在7d完成，如表1所示。

4.4 OATP与总装并行

通过对系统试验程序进行严格梳理，明确前置条件和试验范围，对于相互无影响的系统，可并行开展总装和试验工作。如图4所示，电源、航电完成系统安装后即可开展OATP试验，并同时开展燃油等系统总装工作。

按原有串行工作计划，全机完成总装后再开展机上功能试验，试验周期需要88d。按并行方案规划试验安排，在发动机安装前已完成约70%的试验项目，在发动机完成安装后21d即完成全部机上功能试验。

4.5 试验排故中设计与制造并行

试验中遇到故障问题，如需进行设计更改，为缩短排故时间，在设计方案确定后，便开展风险采购、备料，设计数模达到一定成熟度后，即可进行风险制造，待数模发布后，完成加工和检验入库，见图5。此方法可有效缩短新制件的制造周期。

5 结语

按原有串行工作方案，总装后需88d完成全部试验，通过应用并行工程，机上功能试验与总装工作并行开展，在发动机安装前已完成70%的试验，发动机安装后21d即完成全部功能试验。

实践表明，应用并行工程，可显著提高机上地面试验效率，有效缩短研制周期，继而降低研制成本，提高商用飞机获得商业成功的机会。

参考文献

[1] （德）汉斯-亨利奇·阿尔特菲尔德.商用飞机项目[M].航空工业出版社，2013.

[2] 耿汝光.大型复杂航空产品项目管理[M].航空工业出版社，2012.endprint