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航空发动机技术评审体系方案研究

2020-02-04李昌红谈梦妮王艳丽郑宁栾旭刘海年

航空科学技术 2020年8期
关键词:航空发动机

李昌红 谈梦妮 王艳丽 郑宁 栾旭 刘海年

摘要:航空发动机技术评审是对产品研制过程实施监督的一种手段,对已完成工作的效果进行确认,及时发现潜在的技术风险和成本增长隐患。为保证技术评审工作客观、有效,本文分析了国内外技术评审的现状以及存在的差距,研究国内航空发动机研制需求,提出了技术评审的方案,明确了方案中各类评审之间的区别及关系。规定了阶段控制、研发过程以及成附件评审点设置情况,详细论述了评审要素的组成及内涵。

关键词:航空发动机;技术评审方案;评审点设置;评审要素

中图分类号:V239文献标识码:ADOI:10.19452/j.issn1007-5453.2020.08.004

航空发动机的研制过程是一项复杂的系统工程,从论证、方案、设计、生产、使用,直至最终的退役可达数十年的生命周期,期间投入巨大,并且具有跨地域、跨企业、跨学科高度协同的特点。技术评审是对发动机研发过程实施监督的一种手段,是里程碑决策点的重要支撑,也是系统工程技术管理过程的重要组成部分。研制过程中,通过技术评审对已完成工作的效果进行确认,及时发现潜在的技术风险和成本增长隐患,以便及时协调研制工作与需求及资源之间的匹配性,从而保证项目在需求明确、技术成熟、成本可接受的前提下顺利开展[1]。为了实现技术评审体系的有效运行,保证技术评审工作的客观性、规范性与有效性,开展了技术评审体系的方案研究。学习、借鉴国内外相关企业技术评审体系先进经验,研究相关标准要求,分析航空发动机技术评审体系存在的问题,结合研制实际需求,确定技术评审体系设计方案,为评审体系建设实施提供依据。

1国内外现状分析

1.1国外现状分析

美国国防部指令DODI 5000.02《国防采办系统运作》规定,所有的重大装备采办项目必须实施技术评审[2],同时明确了研制各阶段具体的评审点及评审要求。国外航空发动机行业三巨头(通用/罗罗/普惠),根据相关标准建立了贯穿于全生命周期的规范、完整的评审体系,有明确、趋同的评审体系架构,有严谨的组织程序、评审流程,标准化的评审方法、评审工具、格式化的评审记录文件[3],对保证发动机研发的质量、管控风险、控制经费与进度起到了至关重要的作用。

1.2国内现状分析

国内的飞机研制也按照系统工程的相关要求开展,对发动机的技术协议明确了转阶段评审的相关要求,还对階段中的各评审点提出了相关要求,如初步设计评审、关键设计评审、首飞准备评审、功能技术状态审核、物理技术状态审核等。

航空发动机行业在多年研制经验的基础上,按照GJB 9001C—2017《质量管理体系要求》、GJB 1362A—2007《军工产品定型程序和要求》、GJB 1310A—2004《设计评审》、GJB 1269A—2000《工艺评审》等要求,形成技术评审程序文件,对发动机研制的过程进行分阶段、分级评审。但对比国外先进发动机公司资料以及飞机相关要求,可以看出还存在以下几个方面的问题:部分技术评审点缺失,评审内容不够全面,缺少准入、准出准则;评审过程主要依靠专家经验,客观性和科学性不够强;评审后的跟踪落实不到位。

为了保证技术评审的客观性、规范性与有效性,合理管控研发质量,解决目前质量体系在技术评审方面存在的问题,参考美国海军航空系统技术评审的相关文件以及GJB 3273—1998《研制阶段技术审查》的要求,开展了评审体系的研究,在重要节点上设置一系列技术评审点、编制检查单作为专家评审依据、制定综合评估方法等,以更好地发挥技术评审的作用。

2技术评审体系设计方案

2.1技术评审体系建设需求

GJB 9001C—2017、GJB 1362A—2007、GJB 1310A—2004、GJB 1269A—2000等均对产品研制提出了技术评审的相应要求,通过技术评审对产品研发进行控制与评估,提高研制质量,降低研制风险。

GJB 8113明确武器装备产品的研制分为技术过程和技术管理过程[4],如图1所示。其中技术管理过程的研制成效评估中要求,应在武器研制全过程开展技术评审,具体要求按GJB 3273[5]执行。

2.2技术评审体系总体方案

为了对发动机产品研制重要节点、研发过程、外委附件研制进行全方位的控制,降低研制风险,支撑军方要求的转段评审,本方案将产品技术评审分成阶段控制技术评审、研发过程技术评审和成附件技术评审,研发过程技术评审和成附件技术评审对阶段控制技术评审起到支撑的作用,三者共同实现对产品全生命周期的监督管理。同时辅以评审体系要素,从而形成了相对完整的体系。评审体系要素包括:评审人员、评审方法、评审制度、评审工具[5]等。评审过程中,按评审内容逐项开展。阶段控制、研发过程以及成附件的评审工作,可根据研制特点及剪裁原则进行裁剪。产品技术评审体系的方案如图2所示。

阶段控制技术评审是在发动机产品研制生命周期主流程上,设置一系列的评审点,对发动机研制的进展情况进行监控,降低风险。即在转阶段评审的基础上,增加内控的技术评审点,提高产品研制质量,为顺利通过转阶段评审奠定基础。

研发过程技术评审是在面向研发对象的多专业协同的技术流程关键点上设置评审点,对研发对象研制过程进行监管,达到降低研制成本和风险、提高研制质量的目标。由于面向对象的技术流程在发动机全生命周期内多次循环迭代,所以研发过程技术评审在发动机研制全生命周期内也可能多次进行。依据技术流程框架,将研发过程技术评审分为整机层、部件层和零组件层(可只针对关重件)。

零组件层评审结果形成对部件/子系统层评审的支撑;部件/子系统层评审结果形成对整机层评审的支撑。整机层评审结果形成对发动机阶段控制技术评审的支撑。

成附件技术评审是针对发动机配套产品达到规定技术目标的适宜性、充分性和有效性进行的评审工作,在成附件产品全生命周期流程不同研制阶段设置不同的评审点,明确产品转阶段和关键技术评审点评审要求[6],实现对产品需求、设计、制造和验證等过程控制,降低研制成本和风险,提高产品研制质量。成附件技术评审为发动机阶段控制技术评审提供支撑。

2.3各类评审点设置

2.3.1阶段控制评审点设置

结合美国国防采办、GJB 3273等相关资料及要求,构建发动机阶段控制技术评审点。其中美国国防采办及其相关资料共有13个适用的技术评审点,比GJB 3273多4个评审点,即图2中涂紫色技术评审点。综合分析各评审点的评审要点及发动机研制特点,认为图中紫色的评审点适合发动机研制使用,能够起到评估研制过程、降低研制风险的作用,因此发动机阶段控制技术评审共设置13个评审点,分别为备选系统评审(ASR)、系统需求评审(SRR)、系统功能评审(SFR)、软件规格说明评审(SSR)、初步设计评审(PDR)、关键设计评审(CDR)、试验准备评审(TRR)、功能技术状态审核(FCA)、系统验证评审(SVR)、生产准备评审(PRR)、使用试验准备评审(OTRR)、物理技术状态审核(PCA)和使用服役评审(ISR)。阶段控制技术评审点在发动机研制全生命周期的位置如图2所示。

2.3.2研发过程技术评审点设置

研发过程应遵循GJB 8113中的系统工程技术过程,研发过程技术评审就是在这个具有逻辑顺序的技术过程中设置若干评审点,实现对研发过程的管控。综合考虑各研发对象的技术特点,规定了研发过程技术评审10个评审点[7],具体位置见图2所示。因技术评审是对技术过程进行监控,所以研发过程技术评审层级也同技术流程层级一致,分为整机层、部件/子系统层和零组件层,不同层级技术评审随技术流程的实际情况及技术活动开展的时间而确定。

2.3.3成附件技术评审点设置

成附件技术评审根据不同研制阶段的需求确认、设计评审、产品验证确定技术评审点。在研究国外成附件评审体系的基础上,结合国内航空发动机成附件研制特点设置评审点[8]。针对复杂的成附件(电子控制器、燃油调节器等附件)在发动机论证阶段需要开展关键技术、技术指标等可行性分析工作,建议开展ASR技术评审;对于功能简单的成附件(传感器)可不开展FCA评审或与SVR评审结合进行。成附件技术评审共设置10个评审点,分别为ASR、SRR、PDR、CDR、TRR、首飞评审(FRR)、SVR、PRR、FCA和PCA。

2.4技术评审体系要素

评审体系要素是技术评审体系的重要组成部分,也是保证评审有效性的关键。评审体系要素包括评审人员、评审方法、评审制度和评审工具等。

2.4.1评审人员要素

技术评审工作主要完成人是评审专家,为支持技术评审顺利开展,需要建立评审专家管理办法,明确评审技术专家的职责、资格认定、管理、考核等要求及办法,保证技术评审体系的有效运行。

2.4.2评审方法要素

评审方法要素主要包括以下内容:

(1)技术评审综合评估方法是开展科学、有效的技术评审的核心内容,综合体现技术指标、进度、成本等对项目健康程度的影响,进行综合评分、加权计算,评估项目的风险程度是否可接受。

(2)技术评审的剪裁方法及原则:根据技术范围和系统风险进行适当的裁剪,但不可以把评审裁剪到完全脱离研制计划的程度。任何裁剪的细节都应该由专业人员确定,并得到项目总师和评审组长的批准。

2.4.3评审制度要素

评审制度要素主要是依据技术评审相关活动,制定评审流程,明确技术评审各业务活动的输入、输出、涉及角色/业务域及其职责和权限等。

通过评审制度提出评审申请的相关要求,明确评审专家审查资料及给出改进建议的相关要求,明确评审通过的原则[9],以及对评审报告的要求。

2.4.4评审工具要素

评审工具要素主要包括如下内容:

按照各评审点的评审要点建立技术评审检查单,所有问题均为封闭式检查单内容覆盖产品的技术特性以及管理要求。对于设定的每个评审点,都制定专门的检查单,可在技术评审的准备阶段提供指导,在技术评审的实施过程中作为风险评估工具。检查单的内容不是一成不变的,是根据研制经验的累积逐步更新完善,并根据系统和部件的实际情况进行适当裁剪。

检查单的主要作用如下:确认需求是否得到满足,判断设计是否满足预期目标;确保技术评审的规范化、标准化,确认问题库中提及的问题是否得到解决;检查单的检查结论为项目转阶段决策提供支撑。

因此检查单是技术评审体系的重点,对各个技术评审点建立检查单,用于后续技术评审工作。

确定文件体系,对评审内容进行文档化,与检查单配套使用文件体系对每一阶段或评审点需要提供什么资料都有明确的规定,被评审项目需按照规定提供评审资料,评审组专家对于提供的资料在评审前进行深入细致的消化、理解。文件体系体现整个项目的研制特点,可以规范项目的研制过程,并且根据文件体系可以进行评审材料的准备,组织开展预评审,有效提高评审效率,降低项目的风险。

3结论

考虑相关标准要求,参考国内外先进经验[10],针对目前技术评审存在的问题,本文设计并形成了发动机技术评审方案。针对航空发动机的业务特点设置技术评审点,形成初步的评审要点。建立技术评审检查单、采用标准化的方法和工具提高技术评审的科学性及客观性、对评审人员的职责及资格等进行管理、对现有的评审制度文件进行适应性改进。建成后的技术评审体系,在对结果评审的同时,也进行过程评审,按照本方案建成的评审体系,合理可行、内容全面。

参考文献

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[9]朱一凡. NASA系统工程手册[M].北京:电子工业出版社,2012. Zhu Yifan,NASA systems engineering handbook[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2012.(in Chinese)

[10]李维,吕彬.美军武器装备采办里程碑节点审查[M].北京:国防工业出版社,2015. Li Wei, Lyu Bin.The milestone review in US military weapons and equipment acquisition[M]. Beijing: National Defence Industry Press,2015. (in Chinese)(责任编辑王为)

作者简介

李昌红(1981-)女,硕士,高级工程师。主要研究方向:发动机评审体系建设。

Tel:13897936639E-mail:guoguodie1981@163.com

谈梦妮(1984-)女,硕士,工程师。主要研究方向:发动机评审体系建设。

王艳丽(1971-)女,硕士,研究员。主要研究方向:发动机评审体系建设。

郑宁(1971-)女,硕士,研究员。主要研究方向:发动机研发体系建设。

栾旭(1982-)男,博士,高级工程师。主要研究方向:发动机研发体系建设。

刘海年(1983-)男,硕士,高级工程师。主要研究方向:发动机研发体系建设。

Research on Technique Review Scheme for Aero-engine

Li Changhong*,Tan Mengni,Wang Yanli,Zheng Ning,Luan Xu,Liu Hainian AECC Shenyang Engine Research Institution,Shenyang 110015,China

Abstract: Aero-engine engine technical review is a means to supervise the process of its development, to confirm the effect of the work completed, timely found potential technical risks and hidden cost growth. In order to realize the effective operation of the technical review system and ensure the objectivity, standardization and validity of the technical review work, the project researches the technical review system. This paper analyzes the status of technical review at home and abroad, puts forward the program of technical review, prescribes the setting of various review points, and clarifies the composition and connotation of review elements.

Key Words: aero-engine engine; technical review scheme; review point setting; review elements

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