民用飞机飞行试验全周期构型管理思路研究

2024-06-02冒宇飞

中国设备工程 2024年10期

冒宇飞

（中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心，上海 201323）

1 研究背景

民用飞机构型管理即在飞机全生命周期内，建立和维护飞机及组成产品的功能和物理特性与产品的需求/设计要求和构型信息之间的一致性的确认与管理过程。但此类管理更多针对飞机产品本身而言，在民机试飞领域未能开展更深入的研究。因此，本文重点针对民用飞机飞行试验全周期构型管理思路进行研究。

2 现状和问题

从试飞构型管理工作本身：（1）在组织管理方面，虽然各型号都成立了飞行试验构型控制团队（CCT），但对于CCT 管理的范围、议事原则，输出物的作用尚没有明确规定，同时参与公司级CCB 和CCO 的人员缺乏整体团队的支撑，对于设计更改的评估未能做实。（2）在管理范围方面，文件管理平台的数据杂乱，仅有质量流程的上下游关系，在数据内容上没有关联。（3）在设计更改评估方面，设计更改影响的评估依据不足，对于更改时间、更改周期无法评估，对受影响科目无法评估，包括科目的有效性和科目的执行时间无法做出明确的判断。

除了构型管理本身工作之外，还有部分业务工作存在缺陷，需要通过构型管理手段来解决和完善：（1）在试飞需求管理方面，针对捕获的每条需求，无法在需求落实的过程中体现完整性，并且在设计过程中无法一一映射飞机级、系统级试飞需求的内容。（2）在精细化管理方面，测算长周期研制类项目以及短平快的优化项目，从试飞科目角度出发，要对那些没有完整策划的文件，需要建立起以完成试飞科目为导向的试飞文件体系。（3）在试飞规划方面，我们需要构型发展计划作为试飞规划的输入，但构型发展计划与试飞科目规划之间是需要有科目构型需求为媒介的，这在项目前期规划过程中没有明确的输入。（4）在试飞实施方面，试飞科目的V0 报告发布太晚，一般在科目实施前5 ～10天完成编制，再做构型的差异评估，影响科目实施并影响科目整体规划的工作。

3 研究目标

整体目标：将飞行试验构型数据结构化，建立全周期的试飞构型管理体系，管好飞行试验期间飞机构型。

具体分解下来：（1）从纳入构型管理的文件角度去升级，扩充到研制的全流程，把各型号的飞行试验构型控制团队CCT 的作用发挥出来；（2）从数据结构化的角度去梳理，理清研制流程规定的文件本身内容上下游承接关系，目标从流程中任何一个点都能关联出一系列的数据链。

4 目标分解

按照结构化战略思维，若想达成目标，要从切分问题开始，因此采用MECE 原则，使用流程法对我们的目标进行切分。

（1）确定全周期试飞工作需要的结构化数据。（2）建立对结构化数据的构型管理机制。（3）探究V0 报告与结构化数据的比对关系。（4）生成标准的科目构型需求矩阵。

目标1、2 旨在升级中心现有的构型管理体系，以应对试飞全周期内技术管理、项目管理的需要，目标3、4 旨在提升中心科目构型管理能力，吃透飞机构型和科目之间的关系，形成技术积累和型号试飞标准，用以指导后续型号。

5 工作设想

5.1 确定全周期试飞工作需要的结构化数据

根据型号研制经验，结合型号各研制阶段所需的数据，初步设想按照以下架构进行规划。

（1）功能基线：试飞任务分工；（2）分配基线：试飞任务量规划，试飞要求，试验试飞科目清单；（3）设计基线：试飞大纲，测试任务书，改装设计数模；（4）产品基线（用其概念，可以更名为试飞基线）：试飞任务单（状态点矩阵），科目构型需求V0，测试改装构型文件。

定义好这些数据范围后，根据科目清单，建立试验视图，定义好试验视图的各个节点，在后续文件发布过程中，进行文件关联挂接。具体形式如图1 所示。

图1 试验视图

5.2 建立对这些结构化数据的构型管理机制

项目初期成立构型管理组织，发布试飞构型管理大纲，明确项目构型管理的要求，一切涉及基线的更改都需要依托构型管理组织进行决策。

（1）在初步设计阶段前：冻结一版功能基线，持续维护功能基线；（2）在详细设计阶段前：冻结一版分配基线，持续维护功能基线，分配基线；（3）在全面试制阶段前：冻结一版设计基线，持续维护功能基线、分配基线、设计基线；（4）在试验试飞阶段前：采用实物构型的概念，建立起试飞科目状态监控机制，实现实时比对基线和实际状态的情况如图2 所示。

图2 全周期构型管理

在确立好基线后，任何变更都需要通过飞行试验构型控制团队进行审议决策。整个过程都需要建立一套完整的流程体系，并且作为后续更改落实的依据和输入。用构型管理的4 个要素分解如下。

（1）构型定义：在各个转阶段评审中，定义为构型基线的文件需要通过评审，在通过评审后，即视为纳入构型基线，完成构型定义；建立起以试飞科目为索引的科目编号原则，在试验视图上建立好节点。（2）构型更改控制：构型文件一旦经过评审、冻结并经正式发布后，即需纳入构型基线进行控制，所有受控的构型数据无法直接更改，必须统一经由责任团队提出更改申请、评估、批准后方能实施更改，所有更改均需要由飞行试验CCT 团队领导批准，更改可以根据初步判断的影响等级，分好I 类更改，II 类更改，由不同层级的团队领导进行批准。更改流程如图3 所示。（3）构型纪实：构型状态纪实的目的是记录试飞过程中构型状态和构型控制过程中的有关信息和数据，为试飞结果的有效性提供判据。至少应包括试飞整条数据链状态，并根据科目构型需求进行文件和实物状态的比对工作，以作为后续局方制造符合性检查的依据；同时，对于构型控制过程中所有的更改记录也需要进行纪实工作。（4）构型审核：试飞构型审核建议结合质量审核同步开展，其中应包括体系文件审核、构型文件审核，以及实物构型的审核。重点应侧重于文件和实物之间差异关系的审核。

图3 构型更改控制流程

5.3 探究V0 报告与结构化数据的比对关系

在试制阶段，策划一次完整梳理的科目V0 报告，以此为基准去纳入试飞构型管理。

V0 报告中所提到的数模号、软件版本号要在这个阶段建立起与飞机设计基线中的结构视图DCI 和系统视图SCI 的对应关系，同时还需要建立与测试改装结构数模的对应关系，将测试改装数模纳入飞机设计基线统一管理。管理模式详见图4 所示。

图4 构型管理模式

在试验试飞阶段，科目V0 报告必然存在迭代更改，但每次更改需要在试飞CCT 讨论通过，有利于试飞工程吃透试飞的需求，探究出验证目的。

理想状态下，需求设计应在进入试飞阶段前拿出所有试飞科目的V0 报告，以支持搭建起完整的试验视图，用以在试飞期间进行管理。但实际过程中，如无法在前期完整梳理出科目构型需求，可以采用发一份建一条数据链的方式予以弥补，但也带来了逆向梳理科目数据链的过程，无法按照正向设计的原则，去完整策划全周期的试飞构型管理工作。

5.4 生成标准的科目构型需求矩阵

随着经历的型号越来越多，其中相似科目的科目构型需求基本能识别清楚，尤其在表明符合性试飞上，对后续型号有更多的参考意义。

科目签发TIA 后，彻底冻结了科目构型需求，可以与前序型号试飞时进行对比，并完善标准的科目构型需求，用以指导后续型号工作。

6 实施路径

定人：制订完整的飞行试验CMP（Configuration Management Plan，构型管理计划），建立合适的构型管理体系，定好对应飞行试验CCT 的组织成员；定责：组织梳理流程，基于需求管理、研制门禁去梳理文档数据结构。同时，梳理内在的数据接口，从科目需求角度出发，倒推文档内部的关系；定方法：制定CCT 的议事规则，构型更改的控制和管理方法；定工具：开发软件，在文件平台上，搭建试验视图，去关联和挂接产品数据。