基于TC和PC分离下的通航飞机构型管理研究

谈腾，徐辉

（中电科芜湖钻石飞机制造有限公司，安徽 芜湖 241000）

0 引言

随着我国通航产业的蓬勃发展，全球各类型号的通航飞机陆续引进至国内，在此背景下产生了国内企业通过型号合格证TC（Type Certificate型号证书）权益转让获得国外已取得TC产品的使用权，然后在中国申请获得生产许可证PC（Production Certificate生产证书），即“TC和PC分离”的情况。

标准的构型管理是从飞机论证阶段起，直至使用保障阶段的全生命周期管理。它是建立和维护飞机及其组成产品的功能和物理特性与产品的需求和构型信息之间的一致性的确认与管理过程，也是一个项目管理的过程。在TC和PC分离的情况下，飞机的构型管理区别于标准的构型管理，产生了新变化和新发展。

1 构型管理的发展

1.1 国外的构型管理发展

构型管理的概念来于美国军事工业，是在当时的导弹核武器研制过程中发展起来的一门工程管理控制技术，以保证开发出来的产品满足合同规定的设计需求。20世纪60、70年代，美国陆续制定了四项美军标标准，可见其在军事工业设计制造中的重要性。欧洲欧空局则于1992年发布了技术状态管理与控制的文件。1995年，国际标准化组织结合美军标和欧空局的经验发布了ISO 10007（International Standard国际标准）作为工业界各类产品共同遵守的准则。随着美军标的改革，1997年美国发布了最新的MIL-HDBK-61（Military Standardization Handbook美军标指南）技术状态管理指南，一直沿用至今。

民航业中，波音公司于1993年提出了基于产品数据管理的数字化构型管理系统DCAC/MRM（Define And Control Airplane Configuration/Manufacturing Resource Management飞机构型定义与控制和制造资源管理），2001年在全球供应链中正式运行该系统[1]。空客公司则建立了专门小组GMC（General Modification Committee综合构型更改委员会）于1998年开发技术信息系统进行构型管理。

1.2 国内的构型管理发展

国内的构型管理始于1987年《军工产品质量管理条例》的要求。我国先后于1997年对标ISO 10007（International Standard国际标准）国际标准颁布了GB/T 19017（国标）《质量管理技术状态管理指南》，1998年对标美军标MIL-HDBK-61（Military Standardization Handbook美军标指南）颁布了国军标GJB 3206A（国军标）《技术状态管理》[3]。我国航天工业，行业标准参考采用GB/T 19017（国标）、GJB 3206A（国军标） 和MIL-HDBK-61（Military Standardization Handbook美军标指南）。

我国民航业中的构型管理始于国外民机转包生产部件项目，目的是保障整个产品生命周期的管理和控制[2]。随着我国民航业的迅猛发展，构型管理的发展也越来越深入，2018年6月，中国商用飞机有限责任公司成立了构型管理中心，进一步发展并完善我国新研民航产品和项目群的构型管理体系建设。

2 TC和PC分离下的通航飞机构型管理

2.1 TC和PC分离下的通航飞机构型管理概述

飞机构型管理是产品寿命周期内，确立和维护其功能物理特征与产品需求一致的管理活动[4]。飞机的全寿命周期从飞机设计论证阶段开始到设计、生产定型阶段，批量生产阶段、使用保障阶段。每一个阶段的构型管理都包括有以下4个内容[5]：1）技术状态标识。确定该阶段的技术状态文件，建立技术状态基线作为里程碑输出。2）技术状态控制。制定技术状态更改、偏离许可和让步的管理并确保得到准确实施。3）技术状态记实。记录和报告技术状态的实施全过程和最终处理情况。4）技术状态审核。完成对飞机功能和物理两大技术状态的审核，确保构型管理活动的完整，符合客户的需求。

在TC和PC分离的情况下，TC持有人负责从论证阶段到生产定型阶段的构型管理，PC厂家则对飞机的批量生产阶段和使用保障阶段进行构型管理。

技术状态基线一般分为三类：功能基线、分配基线和产品基线。从图1中的产品基线可以看出基线并不是一成不变的，它随着市场变化、客户定制化需求、工艺改进、技术指标变化而变化，是一项动态的控制管理。因此，基线有启动、变更、冻结与再发展的管理阶段。PC厂家的构型管理并非完全独立，为确保构型管理的完整性，需要建立接口与TC持有人沟通反馈，使TC持有人设计的产品不断完善，迭代更新。

图1 TC和PC分离下的构型管理

2.2 TC和PC分离下的通航飞机构型管理特点

1）通航飞机与民航飞机不一样，它的产品结构和层级的复杂性低于民航飞机，组成的原材料、零部件也远少于民航飞机。因此，通航飞机的基础数据管理能够做到相对程度上的简化，整个构型管理系统也会相对精简。

2）PC厂家以制造为主，不参与引进机型的设计研制，但会根据特殊客户的定制化需求工艺优化等进行飞机三大基线的变更和再发展。

3）PC厂家和TC持有人作为2个独立机构，所使用的构型管理系统并不一定统一，PC厂家在符合规范的情况下可以使用独立的构型管理系统开展构型管理活动。

3 TC和PC分离下的通航飞机构型管理的典型研究

3.1 模块化构型项

引进的某双发四座通航飞机的产品数据源包括机型、产品结构分解层和构型项。构型项是以机型为基础，通过增加设计更改项组成。其中，设计更改项分为必选设计更改项和可选设计更改项。必选设计更改项的评估和实施关系着飞机的有效性管理，可选设计更改项则可以根据客户的需求进行选择。

结合通航飞机订单需求多变、任务紧急的特点，PC厂家简化构型管理，进一步优化构型项，从中提炼形成模块化构型项，从而快速生成客户认可的构型，及时响应客户需求。从图2可见，PC构型管理的模块化构型项将机型和设计更改项提炼为基础项、加减项和选装项。

图2 PC构型管理的基础和发展

1）基础项。是主机型所必须的通用选项，基础项n是由设计更改项所引起的通用选项迭代。2）加减项。当增加选装项时，对通用选项产生影响的选项，因选项之间的必要性和互斥性可加可减。3）选装项。客户选装特定设计或设备时的选项。

基础项为通用的、稳定的构型项，占全机51%，加减项是发生选装时对基础项产生影响的构型项，占全机19%，选装项为客户指定选装的增项，占全机30%。从占比来看，通航飞机针对客户定制化的选装项占到全机构型项的30%，由此体现出通航飞机的构型多样性，其配套构型管理机制需要足够灵活精简才能满足市场需求。

开展模块化构型项的管理活动，对PC厂家的构型管理者来说，需要建立选项之间的规则关系，制定选项之间的关联性、必须性和互斥性的条件约束和逻辑。另一方面，PC厂家的构型管理者需要从架次有效性出发对选项的版本进行控制，从而进行有效的构型管理控制。

3.2 构型更改控制

以批量生产阶段为研究主线，客户确认过飞机配置后，构型管理者结合客户需求通过筛选有效的模块化构型项，形成当前单架次飞机初始构型[2]。在初始构型确认后，有以下3种情况会引起飞机的构型产生变化：1）TC持有人优化产品，发出新的设计更改；2）客户提出新的选项要求；3）PC厂家生产出现制造偏离，需要让步申请，但实质上不引起构型更改。

构型更改控制作为构型管理的重要管理内容之一，关系着整个产品构型管理活动开展的成果。PC厂家的构型管理者需要制定规范的构型更改控制流程以确保在需要时，更改申请的有效记录和实施。

针对上述3种构型更改情况，构型更改控制的相应简化流程如图3所示。申请人提出更改申请，经过构型管理者判断分类更改原因，开始相应更改控制流程。其中，设计更改是由TC持有人传递给PC厂家，视为主动更改。客户需求的临时更改和制造过程中发生偏离实际上是被动更改。这3种引起构型更改的情况，其构型控制细节均有不同。

图3 PC厂家的构型更改控制流程

当TC持有人发出新的设计更改时，设计更改接收人会提出构型更改申请，构型管理者需协调相关部门进行物料、工艺和生产计划的评估作为更新构型版本、架次有效性等相关文件的实施基础，例如：工程部门评估工艺的实施性、是否新增工装和物料的变化；物资部门负责评估原物料的库存和在途情况；生产计划部门负责核实在制架次和未发料起始架次。工艺、物料、计划信息统计完毕后，由构型管理者确认是否对当前架次产生影响，并维护设计更改实施架次的有效性。

如果在生产过程中发生客户需求更改，由市场营销人员提出申请，构型管理者协调跟踪相关部门完成物料、工艺和生产计划的评估和实施。一般来说，客户有特殊定制化需求的情况发生在构型洽谈初期，临时增加的新需求会在现有的构型项中选择。因为特殊需求需要由PC厂家反馈至TC持有人，使产品基线发生变更，时间周期较长。在现有的构型项中选择，构型管理者可以通过已有的模块化构型项，第一时间整理出物料和相关技术资料的增减。物资部门则可以及时对新构型下的物料进行库存情况评估，如需新购，需要评估采购到货周期；生产计划部门则结合物料情况重新评估生产计划。

针对情况三，发生制造偏离，构型管理者需要就目前制造的情况通过让步报告提交至TC持有人，由TC持有人决定是否接受偏离，或经TC持有人评估后，PC厂家进行相关整改措施，由工艺编制返工工艺，准备物料，对制造偏离的物料进行返工。制造偏离通过让步报告进行记录，对实际的构型不产生改变。

相关流程完成后，一般由质量部门核实更改实施情况。PC厂家的构型管理者可以通过多种数字化信息化手段记录好模块化构型项的版本和相关技术文件，同时链接实施架次的有效性，最终将构型状态反馈至TC持有人，以闭环整个构型更改控制流程。

3.3 构型管理记实和审核

在构型管理活动中，构型管理记实是对飞机生命周期内技术状态的记录和报告活动。它贯穿于模块化构型项和构型更改控制活动，包括：1）定义模块化构型项时所需的机型设计图样、设计更改、工艺规范、测试报告、技术保障资料等各类文件；2）模块化构型项后确定的基础项、加减项和选装项等构型项技术文件；3）客户构型确认的飞机初始构型；4）构型控制管理活动中的设计更改评估和实施记录、制造偏离让步报告，构型更改申请实施审核记录；5）生产定型时的飞机最终构型、工艺操作记录、测试检查记录、产品返工记录、适航指令实施记录等；6）构型审核记录。

构型管理审核是对飞机功能技术状态和物理技术状态的审核。在PC批生产阶段，功能技术状态和物理技术状态的审核一般由质量人员开展，同构型管理记实一样，也贯穿于整个构型管理活动，如图4所示。

图4 PC厂家构型记实和审核

4 结语

TC和PC分离下，构型管理活动的开展和实施关系着PC厂家制造产品的符合性和有效性。PC厂家一方面需要学习标准构型管理的管理内容实施规范化构型管理；另一方面需要结合通航特性总结规律，简化构型管理系统，发展构型管理的新模式。利用模块化构型项的构型管理模式快速响应通航市场，及时满足通航飞机订单多样化、多变化的特点。严格规范构型更改控制流程，实施好构型管理记实和审核活动，才能够在通航市场上获得市场认同，优质发展。