飞机机载设备数字数据管理技术研究

张磊 罗旭升

摘 要：本文立足于飞机研制过程的实际需要，提出了机载设备数字数据在总设计师单位的管理思路，通过系统视图解决了机载设备的交付管理，设计安装和更改管理等过程，并探讨了飞机机载设备的管理，解决了飞机客户化需求。

关键词：飞机;机载设备;交付管理;更改管理

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）19-0013-02

0 引言

传统意义上的飞机由物理机体、航空发动机及飞机机载设备三个部分组成[1]。飞机机载设备一般是指能对飞机飞行过程中的各种信息、指令和操纵进行测量、监测、处理、分析、传递、显示控制的设备[2]。飞机机载设备各项技术指标主要由总设计师单位提出，以便对全机机载设备技术状态进行实时管控和高效管理。当前形势下用户对其飞机机载设备技术状态管控满意度较低[3]，主要体现在机载设备全寿命周期中各个阶段的技术状态管控，如设计阶段、初样试制阶段、试验生产阶段、科研试飞阶段、交付定型阶段以及服役阶段，数据状态缺乏全面而统一的管理，质量管理过程缺失有效控制，从而影响全机机载设备总体技术状态不受控。

因此，总设计师单位和总制造师单位应组织各承制单位和设备供应商共同搭建一个可同时访问和交流的机载设备数据管理平台，通过制定有效的规范和统一的机载设备管理模式，实现机载设备数字数据协同管理，从而提升飞机的协同研制能力。

1 机载设备数字数据管理的范围

按照机载设备研制管理惯例，可将机载设备研制过程划分为以下几个阶段：论证阶段（K）、方案阶段（F）、初样研制阶段（C）、试样研制阶段（S）以及鉴定阶段（D）。机载设备研制阶段与飞机整机研制阶段之间的关系如图1所示。

对照机载设备各个研制阶段和整机研制阶段的业务内容，对于机载设备各个研制阶段产生的数字数据管理，主要应包含以下内容：

对供应商基本信息管理，包括供应商评价与等级管理，设备主管，基础配置文件等。

开展工程协调管理，通过协调备忘录，开展ECM、PCM、MCM管理、并建立共享存储区管理。

更改管理要建立换版更改和换号更改业务流程，以及配套的软件更改控制流程。

技术状态管理应包含实物装机状态、软件装机状态、单机设备清册、单机软件清册、单机交付进度跟踪、指标满足度跟踪等。

2 基于系统视图的机载设备管理

从机载设备的研制阶段来看，机载设备的交付贯穿了方案阶段到鉴定阶段，机载设备交付主要包含了以下文件：原理图、接口控制文件（ICD）、外形数模以及其他相关文件。为了有效管理机载设备数字数据的交付过程，建立系统结构树，通过系统视图，实现机载设备交付的独立管理，使得交付数据和过程可追溯。

系统视图产品结构定义包含了顶层、构型层和底层设计层，如图2所示。其中，构型层主要由构型项ECI、配置方案ECS和设计模块DM组成。其中ECI、ECS、DM由飞机总设计师单位的设备主管建立，设备供应商通过数据交付功能在產品结构树上完善底层产品结构[4]。当数据交付后，应启动相应的工作流程，实现总设计师单位对设备供应商提供数据的确认，并将固化机载设备数模状态以便于安装设计过程对设备数模的调用。

3 机载设备的安装设计

系统设计视图数据与设计视图数据通过“设备外形数模”关联起来，设备数模指供应商提供用以进行机载设备模型与飞机安装关系协调的三维模型及相关图样文档。设备数模参与两个视图的构型管理，但由系统视图进行控制，设计视图使用，两者的兼容性通过设备交付号一一对应。交付号将贯穿于设备数据、系统集成数据、设备安装数据等，以此保障设备数据的兼容性[5]。机载设备安装设计在设计视图中完成，如图3所示。设计视图中定义了设备的安装模块，在设备的安装模块中可以直接引用系统视图中由总设计师单位确认过的机载设备数模。

4 机载设备更改管理

4.1 机载设备交付前的工程更改控制

设备供应商对于机载设备更改在其内部平台完成[6]。在更改之前需要发起更改申请流程并由总设计师单位审批通过方可执行更改，具体流程如下：

（1）设备供应商编制机载设备工程更改申请表;（2）总设计师单位为机载设备分配新的编号和技术状态标示码;（3）设备供应商和总设计师单位共同完成工程更改申请表的审签;（4）总设计师单位将审签完毕的工程更改申请表发放给设备供应商。

4.2 机载设备交付后的工程更改控制

在机载设备交付后，工程更改控制较交付前更加复杂，不仅要考虑设计图纸的更改，同时要考虑实物的处理，具体控制过程如下：

（1）设备供应商编发质量召回函，并发往机载设备接收单位;（2）接收单位将机载设备（实物）返回设备供应商;（3）设备供应商针对出现的问题（或新的需求）进行分析、定位;（4）设备供应商向总设计师单位发起工程更改申请，过程同交付前的工程更改控制;（5）设备供应商完成设备的工程更改（含实物的更改）;（6）设备供应商将机载设备的相关设计文档发往总设计师单位，并将实物返回。

5 结语

本文立足于飞机研制过程的实际需要，提出了机载设备数字数据在总设计师单位的管理思路，通过系统视图解决了机载设备的交付管理，设计安装和更改管理等过程，并探讨了飞机机载设备的管理，解决了飞机客户化需求。

参考文献

[1] 贺璐，许松林，杨道文.飞机构型管理中的产品结构分解研究[J].民用飞机设计与研究，2010（3）：34-35.

[2] 冯培德.发展中国大型飞机机载设备的思考[J].航空学报，2008（3）：682-685.

[3] 宁振波.数字样机在飞机设计中的作用[J].机械设计与工程，2002（10）：20-22.

[4] 宁振波.飞机制造业信息化技术应用与发展[J].航空精密制造技术，2009（1）：16-19.

[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）：57-60.

[6] 郑党党.飞机数字化性能样机技术及体系研究[J].航空科学与技术，2015（5）：5-9.