《飞机设计》
引言
工程变更(Engineering Change,EC)是飞机制造企业生产经营活动中贯穿整个产品生命周期的一项重要活动,按照CM2 的原则,变更评审委员会(Change Review Board,CRB) 和变更执行委员会(Change Implement Board,CIB)在对变更技术评审和规划变更实施计划时都进行产品部件再识别决策活动[1]。部件再识别主要是为区分变更后的装机部件的构型,为产品或部件分配新的标识号,满足构型管理唯一性和可追溯性要求。本文主要结合飞机研制阐述变更过程中部件再识别的控制原则。
1 产品分解结构和标识
1.1 数据组织及变更传递过程
产品开发活动开始于产品概念,再进一步演化成详细设计的应用需求和设计基础。应用需求代表产品必须做什么,从而满足客户的需求。设计基础从高层的角度阐述产品能做什么、如何生产、运行和维护,这就是构型管理中的构型项(CI)。在构型管理过程中,每一个构型都以一个单独的实体来看待。在产品结构中,最底层构型项转变为最终产品可制造部件,将产品需求转化为最终产品解决方案,如图1 所示。
飞机研发期间,在逐步形成产品结构的过程中,就应该引入独立于具体变更的构型项。通常,最底层构型项是一个界线,在产品结构树中,变更的影响到此为止,不再向上扩展。但是当变更影响到解决方案无法满足需求时,低层的构型项将无法阻止变更的向上传播,例如机身结构材料发生的变更可能影响到这一重要部件的规定外形、配合或功能,变更会沿着产品结构向上直到机身这一层为止。为阻止变更向上传播,必须在高于机身部件以上层级确定构型项,明确可接受程度。
图1 产品分解结构与变更传播路径
1.2 产品/零部件标识
产品/零部件标识应为产品分解结构中每一个产品或零件分配唯一的标识号,以区分产品或零部件。标识号应满足如下要求:
1)在整个产品生命周期内保持标识号不变,且能够追溯其产品组合关系;
2)能标明产品的不同构型,不同编号的零部件或产品满足不同的功能、性能或可靠性规格要求;
3)提供唯一的附件标识号,关联和追溯相关描述文件(工程图纸、产品模型)。
在变更过程中,通过改变标识符,标识改后的零件的构型差异。虽然产品规格未发生变化,但是生产每一个零件所使用的描述文件版本是不同的,必须有唯一产品序列号,表明同一构型下零部件的不同制造状态。
2 部件再识别决策需要考虑的要素
CM2 再识别决策树包含了对可用性和可互换性所有方面的考量。整个企业或产品生命周期中受变更影响的所有因素都必须包含在决策中。按照CM2原则,可互换性、可维护性和成本是考量是否需要变更物料编号的因素。
2.1 可互换性
互换性是指在统一规格的一批零件(或部件)中,不经选择、修配或调整,任取其一,都能装在机器上达到规定的功能要求。在现代工业生产中常采用专业化的协作生产,即用分散制造、集中装配的办法来提高生产率,保证产品质量和降低成本。要实行专业化生产保证产品具有互换性,必须采用互换性生产原则。
在机械产品变更过程中,一般以功能、尺寸和配合(3F)来判断互换性影响。在当今的件控数据库中,零件编号必须是唯一的,反映了零件的形式、功能或功能。但是单纯从3F 的角度判断互换性影响是不科学的,如果有任何变化,都必须分配不同的零件号来保持完整性。
互换性定义为,在所有应用中,如果有两个或多个项目,则:
1)符合产品规格中所有美学要求的可接受形式(外观);
2)根据图纸尺寸和公差,与其他配套项目装配在一起;
3)具有适当的功能以满足产品规格,包括性能、安全和可靠性要求;
4)这些标准必须同时满足两个方面(新旧设计反之亦然),对项目或相关项目没有特殊的调整、修改或变更。(关于调整等,定义可能有所不同。)
满足上述部分但不是全部标准的项目不能完全互换,因此被认为是不可互换的。因此,满足产品规格中的形式或功能要求所需的任何变更都是不可变更的变更。任何不超出这些要求的变更(其中产品已经满足产品规格)都是可互换的变更。如果标准没有包含在产品规格中,或者没有作为变更的一部分添加到产品规格中,则变更是可互换的。因此,某些形式和功能的改变是可以互换的。
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