航空制造业标准数字化方面的实践与思考

我所是航空领域从事标准化研究和应用的专业化 机构。由于航空制造业对数字化的旺盛需求，我所是 国内较早开展标准数字化研究的单位。从2011年开 始，我所专门成立了“标准创新研发攻关团队”，目 前已经发展为“标准数字化技术研究部”和“装备标 准数字化实验室”。这些年我所一直在不断地探索标 准数字化转型之路。总的来说，我们的实践大致可以 划分为两个阶段。

第一个阶段是标准数字化改造阶段（2011— 2015年）。这个阶段是把海量文本标准电子化、结 构化和碎片化，让用户能够检索得到颗粒度更细的标 准内容。这个阶段我们主要提出和实现了两种结构化 模式：XML-OUT模式、XML-IN模式。

（1）XML-OUT模式，主要针对存量标准，它 是一种事后结构化模式，即标准发布后再进行结构化 加工，将标准转换成额外的XML数据包，也就是说 XML在标准外面，所以我们称其为“XML-OUT”。 针对这种模式我们开发了“标准自动化加工工具（智 标加工）”，该工具一直在改进，目前可以“一鍵” 自动提取标准的所有结构化内容，包括图表、公式和 术语等，准确率在90%以上。

（2）XML-IN模式，主要针对增量标准（未来 标准），它是一种事前结构化模式，即标准编写时采 用XML表达的，也就是说XML在标准里面，所以我们 称其为“XML-IN”。针对这种模式我们开发了“标 准结构化编制工具（智标编制）”，该工具采取内容 和格式分离模式设计的，可以实现标准的填空式编 写、自动化校验和交互式出版。

第二个阶段是标准智能化应用阶段（2016— 2023年）。这个阶段我们主要考虑标准如何在航空 产品数字化研制体系下更好地发挥作用，不能为了数 字化而数字化，必须要考虑用户（航空产品研制单 位）的需求，根据具体的应用场景，来决定改造哪些 标准、改造到什么程度。这个阶段我们主要开展了两 方面的工作。

（1）将标准融入研制流程。我们行业很多产品研 制单位，尤其是主机厂所，都在开展集成研发平台（精 益研发平台）建设，其核心工作就是业务流程梳理。业 务流程活动一般包括输入、输出、资源、约束等要素， 其中约束和资源与标准相关度非常高。我们标准化部门 要做的工作就是将标准知识（结构化、非结构化）关联 到业务流程活动中，形成“流程伴随知识”。这样就可 以将标准知识自动推送到设计员的桌面，实现“人找标 准”向“标准找人”的转变。

（2）将标准嵌入研制环境。我们发现仅仅给工 程技术人推送结构化的标准知识不能满足产品数字化 研制的需要，尤其是在目前MBSE和数字孪生广泛应 用的背景下。因为大多数时候，我们的工程师需要的 不是文本知识，而是可以直接被软件系统调用的数据 库、数字模型和软件服务。数字化环境下，用户（人 或机器）最希望的还是数字化程度更高的“即插即 用”服务，也就是我们常说的“服务即标准”“使用 即标准”。因此这一阶段我们尝试开发了一系列APP 工具，将标准知识封装为工业软件，例如以下2款典 型APP：

1）装备需求定义标准化工具：该工具集成了 1000余项航空装备相关的要求类标准，包含了近3万 条标准条目，覆盖了航空装备常用的整机级和系统 级的标准技术指标要求。该工具与装备需求定义软件 （如DOORS）进行了无缝集成，基于标准数据实现 了需求定义阶段的标准智能应用、标准引用溯源、需 求符合性检查、标准应用跟踪以及型号专用规范自动 生成等功能，有效保证装备产品需求定义完整性、规 范性和敏捷性。

2）三维模型检查标准化工具（数字标审员）： 该工具集成了20余项航空产品建模和基于模型的定义 （MBD）相关的标准要求，提炼形成了200余条建模 规则，覆盖了通用检查、环境检查、特征检查、拓扑 检查、装配检查、标注检查、注释检查、属性8方面 的标准符合性检查内容。该工具与三维建模软件（如 CATIA、UG等）进行了无缝集成，基于建模规则库 实现了三维模型质量智能检查、错误自动优化等功 能，大幅度减轻图样/模型标审工作量，帮助设计人员 提前发现错误，从而减少设计更改，降低设计成本， 缩短设计周期。

我们所还在标准与人工知识智能结合（标准知 识图谱系统）、标准与数字孪生结合（标准数字样机 系统）、标准与云计算结合（标准云资源和云应用平 台）方面做了一些实践探索工作。

此外我还有两点思考：一是如何实现数字标准便 携式的出版和发布，能否制定一种国产化的交互式电子 文档出版格式，从而方便数字标准的阅读和传递，实现 对大众的普及。该文档格式可以实现交互式操作，如热 点跳转、VR动画播放、三维模型操作、表格数据导出 等。二是将标准知识封装为软件后，为保证其正确性、 一致性、持续性，需要建立标准符合性认证。