飞机BOM数据在构型管理下的应用

飞机BOM数据在构型管理下的应用

王臻 ,丁蔚 ,张卓

中航西安飞机工业集团股份有限公司    陕西西安   710089

摘要：飞机结构复杂，零部件数量众多，配置要求严格，制造装配过程复杂，并且设计更改频繁，导致其数据动态且丰富，如何开发一个简单而全面的数据模型一直是制造过程管理中的一个重难点。随着近年来信息技术的发展，信息技术应用已渗透到飞机制造过程的各个方面，特别是在产品数据管理方面，从根本上改变了飞机制造技术数据管理的模式。在此基础上，根据飞机制造的实际需要和制造过程管理思想结合飞机制造过程的特点，对构型管理模式下BOM数据的管理和应用进行了研究。

关键词：飞机制造  BOM视图  BOM管理

前言

对于制造公司而言，BOM数据是用来组织和管理实际制造过程中所需部件的重要数据。从工程物料清单EBOM开始，到工艺物料清单PBOM，再到制造物料清单MBOM，三大BOM依托于信息化平台的管理有助于统一产品数据信息，使制造部门的数据和变更信息能够及时准确的传递到下游。在飞机装配过程中，在不同构型管理模式下的BOM数据，可以加快设计数据转换为制造数据的速度。因此，研究在飞机装配中数据传递的问题，可以更好地了解飞机装配过程。

1、BOM视图概述

物料清单（BOM）是信息系统中广泛使用的数据文件，用于描述产品的技术结构，并可由计算机识别。BOM表实际上是计算机可以读取的数据文件。在制造公司的信息系统中，产品的技术结构由反映产品和材料之间关系的物料清单来描述，其中包括零部件、材料、标准件等信息。物料清单是从设计到制造部门用于管控生产产品部件的重要数据信息。在飞机制造企业中，工程物料清单(D视图)用于传递设计意图，工艺物料清单(P视图)用于对工程物料清单进行加工和改进，使得更符合实际工艺现场需要，制造物料清单(M视图)包括所有从顶层到底层所有装配及其零组件的工艺信息。三大BOM视图在信息化平台上相辅相成，可以用来准确贯彻设计意图，指导飞机的生产，并且不断完善飞机数据。

2、飞机构型管理关键技术

1.1 模块和模块化

飞机结构复杂，零部件多，模块化是结构管理研究的重要内容。模块是由多个相关零部件所组成的子件或子系统。模块化是指将系统分成多个模块，以及使用模块来管理产品。关于模块分割方法，引入了基于工作分解结构(WBS)的BOM分解方法， WBS方法可以有效的映射飞机装配关系，便于任务分配、成本管理和风险评估等。

1.2 简化有效性定义

由于飞机配置的复杂性，产品树包含多个飞机模型，需要对生产和应用程序进行性能筛选以生成特定的产品模型。早期通过在每张图纸上显示零部件的有效性来控制生产，使管理变得复杂。因此提出了简化有效性控制的概念，通过模块化的效率管理方法，将各级的有效性控制转移到模块化一级可以简化管理。

1.3 构型基线管理

配置元素和基线管理是配置管理的两个重要对象。在基线或配置项开发过程中的特定时间点确定了配置状态。基准的确定代表了设计方在现阶段对技术状况定义的一部分。在基线研究中，管理方法主要是配置基线。目前有两种常见的管理方法:一种是用于设计过程的基线，另一种是用于阶段归档的基线。设计过程的基线是子系统的技术状态，该系统根据自身需要进行凝固，是不受控基线。沉积基线是开发过程各个阶段的凝固技术状态，是受控基线。

3、面向飞机装配的BOM数据应用研究

1.1 BOM数据的生成

在飞机装配过程中，经常需要调整设计的结构关系和零部件所属的层次结构，以满足该过程的生产需求。因此，从工艺人员审查工程物料清单开始，需要不断和设计进行意图与现场实际情况的转化，以期达到最合理的状态。等传递到工艺物料清单，工艺人员需要对工程物料清单进行加工和改进，其不仅能够准确表达上游意图，同时还要更符合实际工艺现场的需要。制造物料清单则需要对工艺物料清单进行重组，在此过程中，通过使用中间件和基于技术因素的虚拟零件来调整原始设计结构。如果直接组件关系和零件的装配顺序可以用调整后的数据表示，则可以生成制造BOM数据组件树。在特定的优化过程中，通过移动、添加和删除设计BOM数据节点，通过删除工艺配置、移动子树节点、删除节点等将树转换为组件树。

1.2 BOM数据的管理

管理制造BOM表数据需要从源头对产品模型数据管理，即工程物料清单。因此，必须对同一产品系列中的所有型号执行制造信息管理。在构型管理模式下，飞机零部件按相关性划分为不同模块，上游通过修改数据来进行升级，这些组件继承了这个模块的有效性。因此，在实际管理中，零件号和版本号必须用作BOM数据有效性控制的关键属性，架次号必须使用相同数量的字符。飞机模型的控制通常由批量管理控制，即一组代表批量的数字，这样通过BOM数据的管理可以跟踪到每架飞机的状态，也可以满足客户对不同飞机的不同配置要求。由于飞机制造过程的复杂性、经验和模糊性，通常需要通过人机交互进行修改。

1.3 BOM数据的分解

飞机制造过程中需要有效管理BOM数据信息，不仅需要生成BOM数据还需要BOM数据的分解，故而建立相应的数学模型用以展开BOM数据结构也是非常重要的环节。在构型管理下解析相应的BOM数据，首先需要确定各个BOM视图之间的关联以及和产品模型之间的关联。目前通用的材料表结构主要描述了各个模块下零部件之间的关系和数量，以及零件的材料等属性。

结束语

总之，相较于早期的数据管理模式，在飞机构型管理下的工程物料清单、工艺物料清单、制造物料清单，作为BOM数据管理的重点，相辅相成，简化了因为飞机装配的复杂结构问题和零部件交替迭代等因素，使得设计的更改更加便捷，传递到下游数据的准确性、周期也大幅度提高。

参考文献：

[1]董会波，许建新，董思洋.面向飞机装配的MES系统研究[J].航空制造技术，2010，18:46-50.

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