教练机标准件的选用与统型

章越超，肖礼华，刘鹏，欧阳平

（航空工业洪都，江西 南昌，330024）

0 引言

教练机标准件（以下简称标准件）是指教练机广泛使用的“通用性强的零、组件”，其性能和质量一定程度上关系到航空产品的质量和寿命。

从产品的通用化程度来说，存在专业件—借用件—通用件—标准件的区分，标准件是通用性最强的零组件，按照相应的标准规范大批量生产，可以在不同型号、不同产品中实现同类型标准件的互换，便于安装和维护，从而降低研制和维护成本。

按照国家标准、航空行业标准、企业标准等不同层级，标准件可以分为国标件、航标件、企标件等；按照常规用途，又可以分为紧固件、结构件、管路件、操纵件、电气连接件和轴承等类型。标准件的品种多、数量大、使用范围广，标准件在教练机上的使用量可以达到几十万件，占全机零部件的比重可以达到80%以上。根据GJB170 要求，衡量一型教练机的标准化程度的指标—标准化系数，就是指教练机全机标准件使用数量占全机零部件总数的比重。

在教练机研制过程中，标准件选用是否合理，标准件技术性能是否满足型号需求，标准件的使用是否能降低研制和管理成本，这些因素都是标准件选用水平的体现，也是衡量教练机技术水平的重要标志之一。因此，如何开展标准件的选用控制和统型压缩是本文探讨的重点，目的是通过标准件的合理选用，满足型号需求的同时，缩短型号研制周期，降低研制成本。

1 教练机标准件选用现状

以某航空企业为例，既有二十世纪六十年代研制批产的初级教练机，也有二十世纪八九十年代研制批产的中级教练机，还有2000 年以后研制的高级教练机，分别对应国内从一代、二代到三代的飞机发展代际差异。在标准件选用方面，初级教练机大部分选用的是从苏联转化而来的、二十世纪五六十年代的标准件，标准非常老旧，大部分都已废止或限用；中级教练机选用的是以1983 版为主的航标件，标准也普遍较传统和落后，在高级教练机中选用的是以2002 版为主的航标件，缺乏新型标准件的应用，总体处于国内二代机的选用水平，与行业内先进单位也存在较大差距。在教练机标准件的选用方面，主要存在以下几个突出问题。

1.1 品种繁杂，多版本并存

教练机使用的标准件品种多、规格多、数量大，一种标准件普遍存在多个版本，但不同版本之间无法实现完全互换。以航空行业标准HB 1-132《光杆公差带f9 十字槽90°沉头螺栓》为例，分别存在1974、1983、1995 和2002 共四个版本，除去已废止的1974 版，仍然存在1983、1995 和2002 三个版本，1983 版和2002版的螺栓头部高度（H 值）、十字槽的深度存在差异，导致两者无法完全互换。在同一个教练机型号中，普遍存在同一种标准件选用多个版本以及不带版本的问题，这导致标准件数据的混乱，影响标准件的生产、采购和使用等下游环节，影响标准件的互换性，从而影响飞机的技术状态和后期维护。

1.2 管理方式落后，缺乏选用控制

在现有教练机型号中，对标准件的选用管理缺乏控制手段和措施，选用水平较低。初级和中级教练机采用的是纸质发图方式，标准件的选用数据是通过人工统计的方式汇总到每一项装配件的零部件明细表中，最后逐级汇总才能得到全机标准件选用清单。在此过程中很容易产生差错，导致标准件标记错误或选用数量不准等问题：一个很微小的标记符号的区别就会产生很大的差异，如果标准件单机数量不准确或者有错误，会影响标准件的自制和采购数量，最终在现场装配时会暴露问题。

高级教练机在研制过程中采用了三维数字化设计，通过VPM、EPDM 平台实现了设计数据的审签、传递和发放，标准件的选用数据通过EBOM 清单实现了基于架次的实时动态更新，相比传统纸质方式实现了巨大的飞跃。与此同时，在高级教练机标准件选用过程中，普遍缺乏标准件选用控制，存在品种多、规格多、平均选用量少的问题。以某型教练机为例，通过EBOM 清单可以统计出某一架次的标准件选用汇总数据，在三千多项选用规格中，单机量仅选用1-2 件的标准件规格达到了八百多项，约占全机规格的四分之一，这意味着该教练机有四分之一的标准件单个规格的用量少于2 件。这些规格少、单机用量少的标准件，不管通过自制还是采购，都不方便，比如标准件自制存在原材料定额及最小起订量问题，标准件采购存在标准件研制、鉴定、最小采购量及入厂复验问题，无形之中都会增加生产、采购和管理成本，这也违背了标准件大批量、规模化、低成本的初衷。

1.3 老旧标准件大量使用，缺乏新型标准件应用

教练机标准件以国内二代机的标准体系为主。在标准方面，以1983 版（部分1976 版）为典型的老旧版本航空标准件得到大量使用，上述标准件在行业里已基本淘汰，已明显不能满足现有型号的需求。在材料方面，以30CrMnSiA、LY12 铝合金为代表的传统材料得到大量使用，新型及新材料标准件使用较少，仅限于部分进口的铝合金抽钉和钛合金抽钉，处于国内二十世纪九十年代二代机的应用水平，与行业内其他飞机型号相比，依然存在较大差距。

2 教练机标准件的选用与统型实践

面对现有教练机标准件选用的种种问题，作为标准件的技术管理部门，标准化部门迫切需要开展标准件的选用控制和统型压缩工作，摸索出符合企业实际并能引导设计部门合理选用标准件的方式方法。标准化部门通过不断探索实践，在标准件选用与统型方面采取了相关措施。

2.1 实现标准件选用数据信息化

与信息化部门和工艺部门协作，改变传统的纸质图样管理模式，将初级和中级教练机等老旧型号的设计数据导入到EPDM 系统中，从而与高级教练机一道，实现标准件数据的信息化管理，形成以架次为单元的EBOM 标准件清单。标准件管理人员可以在EPDM系统中查询下载某个架次的EBOM 标准件清单，这也为后续开展的标准件选用管理工作奠定了基础。

2.2 梳理标准件选用数据，解决标准件版本问题

针对教练机标准件多版本以及不带版本的问题，通过清查EBOM 标准件清单，从中梳理出多版本及不带版本的问题标准件清单，并采用两种方式解决：

方式一：初级和中级教练机由于其型号都是采用纸质图样发图，图纸都保存在档案部门，已经非常老旧，若按照传统的设计更改流程，则需要设计人员发出更改单来更改底图，将涉及到大量的标准件和设计图纸，更改工作量巨大，涉及较多专业和设计人员，从设计端逐项更改因而缺乏操作性。标准化部门与设计部门协调，采用标准件版本对照的方式，针对问题标准件清单逐项分析版本之间的差异，将多版本和不带版本的标准件都统一对照为一个版本，最后由标准化部门发出技术文件，工艺、生产等下游部门执行该文件要求，在EPDM、MES、计划管控等系统中都对照为唯一的版本，既避免了设计部门更改图纸，又能纠正标准件的版本，从而较好地解决了老旧机型的标准件多版本及不带版本的问题。

方式二：高级教练机由于采用三维发图方式，设计更改也实现了无纸化，通过更改流程来更改标准件版本不存在太多困难，因此该型号的问题标准件清单通过设计部门进行直接更改，通过标准化主管进行标准化审查和监督EBOM 标准件数据，逐步得到解决。

2.3 编制型号标准件选用范围，构建标准件数据库

标准化部门通过不同型号标准件选用数据经验的积累，以型号为基本单元，基于型号特点和功能性能要求，以满足型号需求为出发点，在型号研制的方案阶段，与设计部门充分沟通，按型号制定“型号标准件选用范围”（以下简称选用范围）。选用范围中的标准件应包含标准件名称、牌号、限用材料等信息，并明确标准件的版本。

标准化部门以型号为抓手，严格按照选用范围构建标准件数据库，添加标准件三维数模及相关信息，实现选用范围内的标准件与型号标准件数据库的唯一对应关系，并集成到VPM 平台中，实现与设计平台的无缝对接，设计人员只能从型号标准件数据库选用标准件，通过VPM、EPDM 系统将数据传递到工艺、计划、生产等下游部门，从而确保标准件数据的准确性和唯一性。编制型号标准件选用范围，构建和应用标准件数据库，可以在型号研制过程中较好地解决标准件版本混乱的问题。

2.4 制定标准件选用管理办法，强化标准件选用与统型

针对标准件选用品种多、规格多、平均使用量少的问题，标准化部门从标准件选用涉及的各个环节着手：从型号标准件选用范围的确定，到标准件数据库的构建，再到设计部门开展标准件选用，形成EBOM标准件清单，最后到工艺部门汇总工艺定额并形成PBOM 标准件清单，在上述具体环节中均要贯彻标准件统型思想及控制要求。

标准化部门编制并发布了标准件选用管理办法，对教练机标准件选用原则、部门职责、选用要求和工作程序均作出了规定，并明确了教练机标准件的选用原则如下：

1）品种规格最少化；

2）优先选用生产成熟的标准件；

3）优先选用供货渠道稳定的标准件；

4）鼓励选用新型标准件；

5）同一型号同一标准件只允许选用一个版本。

在满足设计要求的前提下，尽量压缩标准件品种规格。标准化部门面向设计人员开展了专门的宣贯和培训，对标准件选用管理办法的内容和要求进行了详细的解读，提高设计人员对标准件选用控制和统型思想的认知。

在型号研制过程中，标准化部门结合研制进度清查型号EBOM 标准件清单，对于全机单个规格使用数量低于2 件的标准件，形成清查结果。设计部门按照清查结果给出反馈意见，对于可以压缩的标准件规格，要求设计部门及时更改到位。

通过上述措施，在某型教练机研制中充分贯彻了统型思想，大力开展标准件的选用控制和规格压缩工作，在研制阶段不断迭代优化，与上一代教练机相比，品种压缩了一半以上，选用规格压缩了四分之一，从而较好地实现了标准件统型和规格品种的压缩，提高了研制效率，有效降低了标准件制造、采购和管理成本。

2.5 加强新型标准件研制，开展新型标准件应用

目前国内外新型标准件技术不断发展和进步，主要发展和应用趋势为轻型、高强度、耐盐雾环境、高抗疲劳、长寿命。标准件的材料主要以钛合金、不锈钢和高温合金为主，具体应用类型为高锁紧固件、单面连接标准件、粘接式标准件、高强度紧固件、冷挤压强化用开缝衬套等。

在标准件标准方面，行业内缺乏大部分新型标准件的相应标准，因此需要标准化部门立足自身，开展新型标准件标准的编制工作。通过与行业内主机单位及标准件专业厂家的技术交流，标准化部门与设计部门充分沟通，逐步编制了数十项新型标准件的企业标准，比如无耳螺母、双线螺栓、钛合金齿轮槽MJ 螺纹紧固件、高锁螺栓、可控断颈槽抽钉、粘接螺母等，并开展了上述新型标准件的研发、鉴定、试装和验收等工作，从而满足新研型号的使用需求。

在某型教练机研制中，标准化部门与设计部门开展了部分新型标准件的应用，逐步达到行业内的主流水平。特别是钛合金紧固件，可以在现有钢制紧固件的基础上减重42%，同时具有优异的耐腐蚀性能，抗拉强度与钢制紧固件相当，综合性能水平高。随着国内外航空航天领域大规模使用钛合金，钛合金的价格持续下降，目前已与不锈钢材料相当，具备良好的经济性。在应用过程中，标准化部门和设计部门也积累了相关的使用经验和问题处理方法，为新型标准件在后续教练机型号中的应用奠定了基础。

3 结语

教练机标准件的选用控制与统型压缩是一项持续性工作，某航空企业对教练机标准件的选用与统型经历了“从无到有，从有到优”的过程。标准件的选用与统型在行业内没有统一做法，也没有相关标准和文件提供技术指导。不管是初级教练机、中级教练机，还是高级教练机以及后续的新型号，都需要根据不同型号需求及实际情况，摸索出适合自身的工作方法和途径，以满足型号需求为基础，解决问题为导向，引领技术进步为目标开展教练机标准件的选用与统型工作。逐步实现教练机标准件的合理科学选用，实现教练机标准件走向良性发展道路，从而引领航空企业标准件技术的不断进步。