PLM项目在星敏感器技术状态管理中的应用研究

赵亚芹?董芸松?李春江?戈强?龚德铸

摘 要 随着宇航及商业航天领域应用需求的细分，对星敏感器的个性化定制需求更加迫切，并且伴随着批量化生产的需求，需对产品进行更加精细化的技术状态管理，本文研究了多子型状态星敏感器产品在PLM系统中的技术状态优化管理实现方式，最后总结了此管理方式在技术状态管理中的提升效果。

关键词 PLM系统;技术状态管理;星敏感器产品

引言

星敏感器是目前卫星平台精度最高的惯性空间姿态测量设备，根据不同用户的个性化定制需求，同种星敏感器的子型数量不断增加。某型星敏感器根据用户的个性化需求梳理的产品子型见表1所示，此产品的特点是子型多（共11个子型）、子型间差异较小。

为符合宇航及商业航天事业飞速发展的需求，星敏感器的研制模式逐渐从原本的小样本转化为批量生产，难点问题就是如何实现批生产多子型状态星敏感器的技术状态管理，保证产品高质量、高效率、高效益研制[1]。

1技术状态管理方式

产品技术状态管理的目的是确定全寿命周期中每个阶段中的技术状态基线状态[2-3]，传统的航天产品技术状态管理实质上是文档，图纸和实物几乎是一一对应，即基线中一系列文档的状态就代表单机产品的技术状态。

针对多子型星敏感器而言，任何一个物料的状态变化都会影响整个产品的基线状态，传统的技术状态管理模式已不能满足状态管理的需求，而开展数字化单机设计可实现技术状态的精细化管理。

数字化单机包括数字化BOM数据，数字化模型及结构化工艺，其中以数字化BOM为载体，关联相应的结构化工艺与数字化模型，保证了三者间技术状态变化的联动性。

PLM这种管理模式的价值就在于对生产制造业所提出的有关于产品生命周期信息管理的各项需求做到基本满足。PLM通过以产品结构树为中心组织产品各物料信息[4]，建立同一产品代号不同技术状态的产品PBOM，追踪产品历程与版本关系，明确产品代号、物料、配置等之间的关联关系与代表状态，以实现宇航产品的精细化技术状态管理。

综上所述，合理的产品PBOM是宇航产品精细化技术状态管理的核心。

2星敏感器产品在PLM系统中的技术状态管理实践

以某型多子型状态星敏感器产品为例，介绍星敏感器产品在PLM系统中的技术状态管理实现方式。

2.1 某型星敏感器产品EBOM

假设XMGQ-1为星敏感器产品的型谱代号，通过对表1各设计属性进行功能模块化划分，可得表2的EBOM模块列表，共15个模块。

2.2 某型星敏感器产品PBOM

依据产品EBOM，通过设置合理的基本模块和可配置包，对EBOM模块进行包络设计如表3所示。

结合XMGQ-1产品研制技术流程，考虑产品工艺实现过程，通过设定物料多工艺路线等手段，得到产品的PBOM，XMGQ-1的PBOM简易图如图3所示。

按照IPD中模块化的设计思路，XMGQ-1产品PBOM中的工艺模块见表4所示。

3PLM系统对星敏感器产品技术状态管理提升

在PLM系统中，每个物料都是一个固定版本的Item对象，在系统中可以进行复制操作。每个Item对象通常都是由一组相应的图纸、数据模型、设计文档、工艺文档等来进行描述的，同时每个Item版本对象还具有特定的关键、一般属性。产品的各类物料通过工艺实现过程形成PBOM，通过PBOM主线对各种物料相应的信息视图进行整合组织，从而实现对所有产品数据的全关联管理，实际上是一种以各种类型物料为核心的数据管理模式，相比于传统的图和文档的管理模式是一个彻底的颠覆。

由3.1节的EBOM模块可知，若不考虑PLM系统而使用传统的基线管理方式，在产品策划时需要对15种功能模块进行技术状态管理。而在PLM系统中，可以实现产品的工艺PBOM，由3.2节的PBOM结构可知，在产品制造时只需要对4种模块进行技术状态管理即可，模块内部的技术状态变更不会引起其他模块的技术状态变化，管理更清晰。并且在PLM系统中，可以通过复制粘贴操作进行模块的复用，提高了数据质量。

PLM系统的管理模式及IPD中模块化、标准化设计方式对于某型星敏感器产品技术状态管理的提升效果主要反映在以下几方面：

技术状态控制：星敏感器产品全生命周期的状态包括起草编制-各级审签-编写者修改-批准发布-受控归档等状态组成。在相应的设计师需要对这种状态进行修改的时候，首先就需要在相对应的PLM系统当中借助更改单实现设计文件旧版本到新版本的修订，数据的修改需要在新版本当中进行，受到控制的工艺文件或者设计文件的更改都可以借助相对应的PLM系统的更改单来进行有效控制。更改单对象会对更改之前和之后的数据进行有效的关联，从而把更改对象和相对应的有关于星敏产品的BOM以及设计文档等各项数据进行有效的关联，从而实现每次变更历史的记录。这样就可以使得产品数据以及技术状态能够被比较方便的追溯出来。

技术状态审核：PLM系统以零部件为核心进行管理，技术文件的评审落实反映在对象的变更上，通过数据比对，可以快速明确的追踪到评审的落实情况。

标准化、模块通用化和选配管理：建立以系列化、标准化为原则的产品数据管理方式，对零件进行标准化设计，对部件进行模块通用化设计，通过PLM系统提供的Item复制功能实现不同产品对标準化零件和通用化模块的复用;为快速响应不同型号产品的个性化定制需求，通过PLM系统修改原标准化模块化物料来实现系列化产品变形设计，并且通过不同模块重组，迅速生成用于产品制造的各类PBOM及工艺路线（BOP）数据;对于多子型状态的产品而言，组成产品的模块可分为基本的和稳定的模块、可重用的模块以及根据不同用户需求产生的特定的模块。对于组批产品而言，配置某组批产品数据，用于在下游ERP系统进行主计划生产，会大大提高生产效率并降低质量控制成本。相比于传统技术状态管理中使用产品基线组织产品生产数据的方式更为快速。

并行的协同工作平台：在PLM系统中，不同的用户可以在自身所设定的权限范围当中来实现对各种有关于零部件的数据的方便查询以及合理管理。不同协作部门及设计、工艺人员间在统一的数据模型管理下，可并行开展工作，工艺人员可在线实时审核图纸的设计工艺性，较少迭代次数的同时，实现了产品设计、工艺、生产和制造等一体化管理。

4结束语

通过使用PLM系统进行数据管理，星敏感器产品实现了以产品结构树为主线的产品相关数据管理，解决多子型产品技术状态管理难、信息共享程度低、信息复用性差、相关数据及物料属性查询不方便等问题，提高了数据共享度和数据集中存储，通过复制粘贴功能，保证了数据质量。通过基本模块设定、可配置包配置及多工艺路线设置，可快速响应用户的个性化定制需求，并可保证技术状态管理的有效、系统、准确和一致。

参考文献

[1] 戈强，曹宇，王子欢，等.宇航通用产品组批生产管理模式研究与实践[J].管理观察，2019（17）：13-15.

[2] 郭宝柱.技术状态管理—对基线更改的控制[J].航天器工程，2014， 23（5）：1-5.

[3] 温岚，杨威，赵宁，等.航天器技术状态基线与技术状态文件的应用探讨[J].航天器工程，2015，24（1）：133-139.

[4] 周传宏.产品全生命周期管理技术[M].上海：上海交通大学出版社，2006.