基于VPM4.0的有效性配置方法研究与应用

2020-06-17娄本超

直升机技术 2020年2期

娄本超，刘芳，张磊

(中国直升机设计研究所，江西景德镇 333001)

0 引言

近年来，在我国的武器装备研制过程中，产品数据管理/产品生命周期管理(Product Data Management/Product Lifecycle Management, PDM/PLM)系统已经得到了广泛应用[1-3]。

在直升机设计领域，VPM系统(达索公司研发的PDM系统)是主要的产品数据管理系统。在某直升机项目上，空客直升机公司(简称AH)与中方基于VPM4.0系统进行了EC175/Z15型机的对等合作。然而，随着研发的不断进行，中方需要在原有的两方共用的设计数据的基础上，新增内控份额。为了保证数字样机的完整性，新增份额必须与原有的共用数据存在链接关系，同时，还要满足保密要求并且不受到数据交换的影响。

内控份额的创建，最关键处在于其有效性配置，然而，由于国内型号设计中普遍采用VPM5.0系统，对于VPM4.0环境下的有效性配置并没有较深入的研究。

本文试图从VPM4.0有效性配置的基本原理出发，基于EC175型机，研究配置字典与配置运算器的创建与工作原理，以及存在于有效性配置中的逻辑关系，进而提出有效性配置的基本方法，最后创建EC175/Z15型机中方内控份额产品结构，实施自主管控。

1 基本概念

1.1 构型项与构型树

构型项(Configuration Item, CI)也称为技术状态项，是指能满足最终使用功能，并被指定作为单个实体进行构型管理的硬件、软件或其集合体，或其中一个离散的部分[4]。这些构型项按功能或生产制造分解组织形成一个具有层次关系的树状结构—构型树。在产品数据管理系统(PDM)中，CI是产品构型配置单元，是有效性定义的对象，可进行各类有效性的配置，并将这些有效性配置传递给本CI单元内部的零组件。

构型项分为两类，即不可变构型项(Invariable CI, ICI)与可变构型项(Variable CI, VCI)，其含义见表1[5]。

表1 ICI与VCI的含义与作用

一个基本的构型树组成可用图1表示。

图1 基本构型树的组成

1.2 有效性配置

有效性配置是指构型管理中的有效性管理机制，是指应用在构型项之间的链接关系上，通过合理配置，管理链接关系的合法性和下一层子装配件在产品构型树上的可见性[6-7]。

图2所示为有效性配置原理图。某型机的产品构型树由若干CI单元构成，在ICI与ICI之间、ICI与VCI之间通过有效性配置，可以过滤出所需要的产品结构，从而使得所需结果有效，多余的结果无效。在图2示例中，有效的产品结构为ICI1、ICI2、VCI1、VCI2、VCI4。

图2 有效性配置原理图

2 基于VPM4.0的EC175型机有效性配置方法

2.1 配置字典与配置运算器

VPM4.0的有效性配置是通过配置字典(Configuration Dictionary)与配置运算器(Configuration Handler)得以实现的。

配置字典是指配置所需基本信息的集合。EC175型机使用的配置信息有两种，即架次信息与工程配置指令(Engineering Configuration Order, ECO)，分别对应“架次有效性”配置与“选项有效性”配置。它们的对比见表2。

表2 架次有效性与选项有效性的对比

在构型管理中，对同一架机来说，所选用的ICI基本上不会发生变化；VCI作为构型配置的基本单元，往往随着研发的进行不断替换。因此，在EC175的构型管理中，对ICI使用架次信息进行配置，对VCI使用ECO进行配置。

配置运算器是基于配置字典而存在的有效性配置运算方法，建立配置字典后，在同一个ICI上设置配置运算器，并选择需要的配置信息，VPM4.0系统完成后台运算后，即可完成有效性过滤。

基于配置字典与配置运算器的概念，可以得出VPM4.0有效性配置原理：根据实际的构型要求，通过基于配置字典设置的配置运算器的有效性过滤，实现配置信息的合理组合，从而实现其有效性配置。

2.2 VPM4.0的有效性配置方法

配置字典可以建立在任一级ICI上，并通过其上设置的配置运算器将配置字典内的信息赋予CI，作为有效性过滤的输入，具体如下：

1)ICI通过“架次有效性”进行配置，即通过赋予ICI架次信息，建立其与上一级ICI的链接关系，过滤架次信息可以进行ICI的筛选，从而进行ICI的有效性配置；

2)VCI通过“选项有效性”进行配置，即通过赋予VCI ECO信息，建立其与上一级ICI的链接关系，过滤ECO信息可以进行VCI的筛选，从而进行VCI的有效性配置。

根据以上结果，完整的基于VPM4.0的EC175型机有效性配置方法如下：

1)根据构型管理需要，在VPM4.0中建立ICI或者VCI；

2)在选定的ICI上建立配置字典，配置字典中含架次信息和ECO信息；

3)赋予ICI或VCI相应的架次信息或ECO信息，使ICI或VCI通过配置信息链接在CI树上；

4)在建立配置字典的ICI上设置配置运算器，并在其中选择需要的配置信息；

5)后台运算完成后，即完成有效性配置操作。

其具体过程如图3所示。

图3 有效性配置过程

图3中，建立完成 ICI2、ICI3、VCI1、VCI2、VCI3、VCI4之后，在ICI1上根据实际构型要求，建立配置字典，之后通过配置字典将上述新建的ICI以及VCI链接在ICI1之下；同时，在ICI1上设置配置运算器，选中所需要的架次信息ZZ-A，ZZ-B以及ECO号ECO1、ECO3，后台计算完成后，有效性配置完成。此时，ICI2、ICI3、VCI1、VCI3有效，VCI2、VCI4无效。

2.3 配置字典与配置运算器的特点

在VPM4.0中，不同级别的配置运算器具有自下而上的继承性，上一级的配置运算器称为“父级”，下一级的配置运算器称为“子级”，即子级配置运算器的配置结果可以被父级配置运算器所使用。

除此之外，VPM4.0的配置字典和配置运算器具有如下特点：

1)配置字典与配置运算器只能在ICI上建立；

2)同一个ICI上，配置字典与配置运算器必须同时存在，以便通过配置字典赋予配置信息后进行有效性过滤；

3)配置字典和配置运算器不需要逐级建立，即并不需要所有的ICI上均建立配置字典和配置运算器；

4)顶节点ICI(即最大一级ICI)上必须建立配置字典和配置运算器；

5)同一个ICI上只能有一个配置字典，但是可以有多个配置运算器；

6)同一架次中，尽管有许多配置字典和配置运算器，一个CI的配置信息只允许出现一次。

2.4 有效性配置的逻辑关系

在构型管理中，同一个ICI往往适用于不同研制阶段的多个批次，因此就要求此ICI的配置信息中同时含有多个架次信息；同时，在研制过程中多个VCI往往成套出现，故多个VCI可以同时使用同一个ECO号，然而，由于VCI通过升号实现构型变化，因此使用同一个ECO号的多个VCI中经常会出现某一个被升号替换的情况。以上原因就必然导致了有效性配置中逻辑关系的存在。

VPM4.0中所允许使用的逻辑关系有NOT，AND, OR三种，各逻辑关系的使用原则如表3所示。

表3 各逻辑词的使用

其中，对于架次信息最常用的为“OR”逻辑关系，这就允许了同一个ICI对不同阶段的不同批次使用的可能性；对ECO号最常用的为“NOT”逻辑关系，这就使VCI升号改变构型成为可能。

如在图4中，由于ZZ-A与ZZ-B架次均使用ICI2与ICI3下面的构型，因此对于ICI2与ICI3的配置信息为ZZ-A OR ZZ-B。在ICI2下，研制开始阶段，由于VCI1与VCI2成套出现，因此其配置信息均为ECO1。随着研制的进行，VCI3替换VCI2使用，则对VCI3的配置信息为ECO2。同时，修改VCI2的配置信息为ECO1 NOT ECO2，表示当不选中ECO2而只选中ECO1时，VCI1与VCI2有效，当选中ECO1与ECO2时，表示VCI1与VCI3有效。这样，既可以从配置信息上轻易地观察出VCI3与VCI2的衍化关系，同时又不影响VCI的合理配置。同理，若VCI4替换VCI3与VCI2出现，则VCI4的配置信息为ECO3，同时修改VCI3的配置信息为ECO2 NOT ECO3。