航空制造业实物技术状态管理分析与应用

文｜白炎炎，贾大伟
目前飞机设计、制造技术状态已经在各型号上实现了标识、控制、记实和审核，但是到了实物阶段的技术状态未能得到管理，因此难以获得飞机在生产、试验试飞、使用服役等过程中的实际数据，难以持续跟踪、监控飞机全生命周期中的技术状态，飞机设计单位及工程师难以了解飞机实物状态，不能深入地发现潜在的飞机研制问题。

一、国内外技术状态管理分析
技术状态管理的概念是美国军方、美国航空航天局、欧洲太空局等在管理飞机、舰艇、火箭等大型武器装备的研发过程中总结出来的。

1962年，美国空军制定和发布了AFSCM375-1《研制和采购阶段的技术状态管理》，第一个技术状态管理文件由此产生，目前美国普遍使用的技术状态管理标准是EIA-649-B。

国内在上世纪80年代后期随着军工产品的发展需求，逐步意识到技术状态管理的重要性，1987年国务院和中央军委发布《军工产品质量管理
条例》，提出承制单
位建立技术状态管理
制度；1998年发布了
GJB 3206-1998《技
术状态管理》，目前
国内航空企业产品的
技术状态管理主要执
行2010年发布的GJB
3206A-2010《技术状
态管理》。

在航空领域将飞机研制划分为不同阶段，目前国内外大部分飞机型号在研制阶段均实现了基于BOM（Bill of Material）的技术状态管理。

然而针对实物的技术状态管理应用的还是比较少。

技术状态管理侧重飞机设计业务，比较强调设计对制造的输入，而难以获得飞机在制造、试验试飞等过程中的变化，难以持续跟踪、监控飞机全生命周期中的技术状态，因此本文希望通过对实物技术状态的管控，切实提升飞机全生命周期技术状态管理能力。

二、 实物技术状态管理业务过程分析
飞机按照研制过程划分为不同的阶段，包括开题阶段(K)、方案阶段(F)、研制阶段(初样C、正样S)、定型阶段(D)、生产阶段( P)、售后保障(B)阶段。

实物技术状态管理是以研制阶段的飞机设计技术状态（EBOM：Engineering BOM）单架次产品基线为依据，根据飞机生产制造、试验试飞、使用服役过程中实物原材料、外协
图1 实物技术状态管理业务过程
信息化研究
外包件、零组部件、装机等具体的实物信息，展开对实物技术状态全面准确的管理及追踪。

飞机全生命周期技术状态是一个从设计基线发布、符合性生产到应用过程对技术状态持续追踪的过程，在此过程中基于BOM的技术状态是一个不断拆解和演化的过程，该技术状态管理过程主要涉及四个业务阶段：设计技术状态是按飞机单架次进行管理的，由设计部门发布、作为开展飞机生产的技术状态基线，是飞机产品生产应符合的技术状态。

生产交付技术状态，是飞机装配完成后交付下一环节（试验/试飞或使用）时的技术状态，此时飞机已经从数字化产品转化为实物产品，生产交付技术状态管理过程要符合设计技术状态基准，在基准上进行飞机生产制造的叠加超差、代料、不合格品等所允许范围内的技术状态偏离，同时记录实物的唯一识别信息和交付资料，在特定的交付点形成每架飞机各不相同的生产交付技术状态；
试验试飞技术状态，试验试飞是飞机研制过程中重要的验证过程，以生产单位提供的飞机为试验试飞对象，需通过多次试验/试飞完成飞机验证。

每架飞机会进行多场次的试验试飞，且每次验证项目不同，因此会形成多个不同的试验试飞技术状态；
使用技术状态，是飞机交付用户进入服役过程中的技术状态，例如在使用/服役过程中由于零部件损耗导致飞机使用备件或飞机零部件进行变更而导致飞机使用技术状态发生变化。

围绕飞机全生命周期的实物技术状态管理，本文从主设计单位设计技术状态管理视角出发，作为后续实物技术状态管理的基准，关注生产实物对设计基准的符合性，并在此基础上追踪飞机实物在生产、试验试飞、使用维护过程中的状态变化，从而实现飞机全生命周期实物技术状态的管理。

三、 不同类型实物技术状态管理
（一） 实物技术状态基准
实物BOM以EBOM标识的单架次设计技术状态为基础，EBOM结构通常由EBOM顶层、构型层（配置项CI：Config Item，产品结构的配置项；配置解决方案 CS：Config Solution，为了满足一个配置项功能而提供的不同配置解决方案；设计模块DM：Design Module，为满足配置解决方案划分的设计模块，其中CI和CS和1:N的关系；CS和DM是1:1的关系）、底层（所有相关的技术数据，例如零部件、技术文件、规范文件、MBD模型等）
图2 实物技术状态基准
组成。

通过对超级EBOM抽取出单架次EBOM技术状态，
参考制造BOM（MBOM：Manufacture BOM）中所需的制造信息，为飞机构建实物BOM，因此在实物BOM构建初期会基于投产架次进行技术状态的拆分，如图2所示。

（二）生产实物技术状态管理
基于单架次EBOM，针对每架生产出来的飞机，由于其后续应用的不同（如为满足不同科目的试验试飞），可能需要进行多次交付，且每次交付时状态可能不同。

为此需要记录每次交付提供的实物技术状态，针对当前节点包含设计状态（图号、版本、研制使用状态、时限、更改等）和生产实物状态（代料、不合格品、更改的生产贯彻、生产交付实物信息等）等特定架次的实物BOM，技术状态管理人员在确认当前状态的基础上，为实物BOM 定义基线，记录在当前节点情况下实物BOM的状态，为未来信息追溯提供基础。

从EBOM、MBOM到生产实物BOM的映射关系如下：
生产实物BOM = f E生产实物 (EBOM ,MBOM) （1）其中，f E生产实物是从EBOM到生产实物BOM的映射函数。

（三） 试验试飞技术状态管理
对于交付试飞单位开展的试验试飞，主设计师单位对其技术状态管理包括两个主要内容。

首先，当发生飞机设计更改时，对于已生产并交付试飞单位的飞机，在生产工程更改贯彻完成后应通过外场服务进行试验单位的更改贯彻及记录；其次，对不同场次、不同迭代试验科目追踪记录每次试验时飞机的实物技术状态。

从EBOM到试验试飞实物BOM的映射关系如
下：
试验试飞实物BOM= f
生产实物试验试飞实物 (生产
实物BOM ,MBOM) （2）
试验试飞实物
B O M=f E试验试飞实物
(EBOM,MBOM),其中f E试
验试飞是从EBO M到试验试
飞实物BOM 映射函数为，
且f E试验试飞实物=f2f 1。

（四） 使用技术状态
管理机，实物技术状态管理的重点包括持续追踪飞机的最新状态，以及在发生工程更改时在外场的贯彻。

从EBOM到使用实物BOM的映射关系如下：
使用实物BOM= f生产实物使用实物 (生产实物BOM ,MBOM) （3）
使用实物BOM= f E使用实物 (EBOM,MBOM),其中f E使用实物是从EBOM到使用实物BOM 映射函数为，且f E使用实物= f 3f 1。

（五） 技术状态跟踪控制
因为每个型号的实物B O M都是按照单架次进行管控，因此可以按照单架次查看实物BOM的产品结构以及关联的文档、实物信息。

计师通过选择机型、架次及实物BOM顶层零部件号，可以查看、追踪到相关顶层零部件所在架次的实物飞机状态信息，包括各项实物状态信息。

四、实物技术状态管理应用
为实现飞机全生命周期的实物技术状态管理，本文以设计技术状态EBOM为输入，以实物BOM数据模型对实物技术状态相关数据进行组织和记实。

EBOM根据特定架次派生出多个生产交付状态的实物BOM，当每架机交付试验试飞时，根据试验试飞的不同科目、不同场次再派生出不同视图的实物BOM进行试验试飞技术状态管理，完成试验试飞信息反馈后，最终将使用实物BOM交付最终用户使用并进行使用技术状态管理，如图3所示。

具体过程如下：
图3 实物技术状态演变及发展过程
信息化研究
作者单位：航空工业信息技术中心（金航数码）
实物BOM 初始构建时，包含设计过程中产生并发布用于特定架次生产的结构、电气和软件等各专业数据，该初始结构与特定架次的EBOM 、软件配置等完全一致，除此之外，还含有用于飞机使用保障的手册、维修大纲，1:1备件等数据；
进入生产阶段，获得生产现场在特定架次上各零部件的实物标识、制造过程的合理偏差，实物BOM 数据结构上增加超差代料和不合格品等信息，并在特定的交付节点获得所需交付资料。

如果一架飞机多次交付，技术状态管理人员可以为每次交付建立技术状态基线，实现制造技术状态的“分拆”；
试验试飞过程中，通过基线记录每次试验试飞的飞机技术状态，以及相关的技术状态数据；
飞机使用过程，持续跟踪飞机实物技术状态的变化。

每架生产出的飞机最终都会形成一个实物BOM ，如图4所示。

该实物BOM 中包含了能够反应设计、制造交付、试验试飞和使用各业务阶段的技术状态文件和数据，
且随着设计、生产、试验试飞和使用逐步构建、丰富和持
续变化。

五、结论
通过飞机研制全生命周期数据的关联，建立起单架次飞机产品基线及相关实物技术状态的数据网络，加强跨厂所的协同技术状态控制，为技术状态管理人员构建起异地设计、制造协同研制模式下实物技术状态的全局视图，实现对飞机实物技术状态的追踪与管控。

完成实物技术状态管理后，如何将实物技术状态的信息反馈给飞机设计单位供飞机型号研制参考，形成真正意义上的飞机研制闭环管理，该问题有待后续深入研究及探讨。

图4 实物技术状态的数据
信息化研究。