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航空產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督方法探索論文
1引言
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字化定義手段的迅猛發(fā)展，國內(nèi)外航空企業(yè)在其開發(fā)的新項目上，普通應(yīng)用基于模型定義（MBD）技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，通過無紙化設(shè)計發(fā)放產(chǎn)品數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全三維制造、裝配和檢查。在此情況下，訂購方也需要突破傳統(tǒng)的質(zhì)量監(jiān)督模式，在遵循武器裝備質(zhì)量管理法規(guī)文件和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，聯(lián)合航空產(chǎn)品研制企業(yè)探索實踐在數(shù)字化研發(fā)平臺中進(jìn)行研制過程質(zhì)量監(jiān)督和產(chǎn)品數(shù)據(jù)電子審查的新方法。本文借鑒國際合作項目中質(zhì)量門（qualitygate）管控模式，結(jié)合某直升機(jī)型號開展的MBD技術(shù)應(yīng)用實踐，將數(shù)字化手段融入航空產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督，從MBD質(zhì)量控制策劃和技術(shù)應(yīng)用方法兩方面著手，探索開展訂購方質(zhì)量監(jiān)督審查的實現(xiàn)過程。
2質(zhì)量控制過程與控制內(nèi)容研究
在某民用直升機(jī)研制過程中，采用了這種模式，設(shè)定了五級質(zhì)量門分別用于管控：（1）設(shè)計內(nèi)部協(xié)調(diào)；（2）工藝審查及對外協(xié)調(diào)；（3）數(shù)據(jù)發(fā)放；（4）提交鑒定考核及適航審查；（5）批生產(chǎn)確認(rèn)及制造符合性檢驗。通過應(yīng)用五級質(zhì)量門，有效控制了設(shè)計協(xié)同、工藝審查和數(shù)據(jù)發(fā)放，并按驗證取證程序和訂貨要求進(jìn)行了數(shù)據(jù)更改控制。
2.1基于MBD數(shù)據(jù)流程的質(zhì)量控制過程
借鑒質(zhì)量門控制方式，結(jié)合MBD技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，在軍用直升機(jī)型號進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)字化定義和協(xié)同設(shè)計過程中，對數(shù)據(jù)流程進(jìn)行了全面的優(yōu)化，即：將MBD數(shù)據(jù)流程管理劃分5個階段，并確立5個環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，具體過程策劃框圖如圖1所示。第一階段，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)劃、科研活動確定和多專業(yè)聯(lián)合定義。通過技術(shù)狀態(tài)項（CI）確定進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和科研任務(wù)，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）系統(tǒng)中形成產(chǎn)品CI樹管理整個型號各項數(shù)據(jù)，并保障各專業(yè)開發(fā)并行設(shè)計。第二階段，基于PDM系統(tǒng)的在線詳細(xì)和多專業(yè)協(xié)同設(shè)計。以CI為單元進(jìn)行模塊化定義，依據(jù)頂層設(shè)計模型，展開零組件細(xì)節(jié)設(shè)計，并按成熟度定義和控制要求進(jìn)行多專業(yè)協(xié)同和數(shù)據(jù)發(fā)放。第三階段，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)審查、發(fā)放和異地交換。發(fā)揮MBD單一數(shù)據(jù)源和PDM系統(tǒng)信息集成優(yōu)勢，進(jìn)行數(shù)據(jù)無紙化發(fā)放，及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（BOM信息）同步發(fā)放。第四階段，按GJB3206A-2010《技術(shù)狀態(tài)管理》及企業(yè)相關(guān)要求，進(jìn)行定型前的工程更改控制，審批發(fā)放更改數(shù)據(jù)；并審查凍結(jié)提交定型審查的數(shù)據(jù)。第五階段，按GJB3206A-2010《技術(shù)狀態(tài)管理》和GJB1362A-2007《軍工產(chǎn)品定型程序和要求》，參與定型后批產(chǎn)階段的技術(shù)狀態(tài)控制，以及技術(shù)狀態(tài)更改審查、更改狀態(tài)的上報和售后服務(wù)通報的上報審批。
2.2各環(huán)節(jié)中的質(zhì)量控制內(nèi)容
第一個環(huán)節(jié)，對照工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）檢查CI規(guī)劃的完整性和協(xié)調(diào)性。應(yīng)用數(shù)字化手段，對研發(fā)單位的技術(shù)狀態(tài)管理工作進(jìn)行監(jiān)督，通過登錄PDM系統(tǒng)全方位檢查和確認(rèn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、驗證項目、軟件項目和規(guī)范樹。第二個環(huán)節(jié)，基于數(shù)字樣機(jī)（DMU）進(jìn)行技術(shù)方案評估。按照研制程序，通過PDM系統(tǒng)和數(shù)字樣機(jī)（DMU），與研發(fā)單位技術(shù)人員協(xié)同開展DMU審查，并針對軍方專項要求開展基于虛擬環(huán)境下的沉浸式保障維護(hù)和人機(jī)工效的評估。第三個環(huán)節(jié)，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)電子審查工具和數(shù)字化質(zhì)量門控制手段對MBD數(shù)據(jù)進(jìn)行電子審查。針對研發(fā)單位無紙化MBD審簽流程，改變圖樣文件紙型簽署方式，基于研發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用CAD工具進(jìn)行三維可視化電子審查。第四個環(huán)節(jié)，參與到工業(yè)部門內(nèi)部組織的更改控制委員會（CCB），應(yīng)用數(shù)字化手段和信息看板及時掌控工程研制和設(shè)計定型階段的工程更改，審查更改驗證和貫徹執(zhí)行情況。第五個環(huán)節(jié)，通過工業(yè)部門組織的更改控制委員會（CCB），全面監(jiān)督技術(shù)狀態(tài)控制過程，對更改的發(fā)起、影響、方案、驗證、上報和實施進(jìn)行全流程審查和確認(rèn)。
2.3質(zhì)量控制效果預(yù)期
通過上述與產(chǎn)品數(shù)據(jù)狀態(tài)定義匹配的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，在研制階段，確保MBD數(shù)據(jù)統(tǒng)一化管理、單一數(shù)據(jù)源、高質(zhì)量設(shè)計和高效率審批發(fā)放。在批產(chǎn)階段，控制由于技術(shù)狀態(tài)更改所帶來的MBD數(shù)據(jù)更改、專業(yè)協(xié)同和售后服務(wù)通報編發(fā)。
3MBD技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)在質(zhì)量控制中的應(yīng)用
MBD是通過多種信息集成方式，實現(xiàn)三維模型完整表達(dá)產(chǎn)品定義信息。具體應(yīng)用在航空產(chǎn)品的數(shù)字化定義中，是以三維產(chǎn)品模型為基礎(chǔ)，集成了尺寸標(biāo)注、公差要求、加工制造要求、檢驗要求等特征信息，在取消二維圖樣工程定義的情況下，實現(xiàn)對產(chǎn)品特征描述、共享，以滿足數(shù)字化制造信息直接傳遞的需求�？梢姡琈BD標(biāo)準(zhǔn)編制、培訓(xùn)和貫徹是確保型號順利實施的關(guān)鍵，只有統(tǒng)一規(guī)范的工程語言和表達(dá)方式，才能確保研制各方協(xié)同，并有效進(jìn)行質(zhì)量控制。為此，訂購方質(zhì)量代表需從以下三方面融入到工業(yè)部門的MBD技術(shù)應(yīng)用中。
3.1制定MBD標(biāo)準(zhǔn)
訂購方質(zhì)量代表參與到數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)的研究、編制、驗證、試用和推進(jìn)工作中。參與工業(yè)部門在頂層全面規(guī)劃，形成MBD標(biāo)準(zhǔn)體系，建立統(tǒng)一的MBD標(biāo)準(zhǔn)，并在行業(yè)內(nèi)實施貫徹，以保證各新型號貫徹統(tǒng)一的MBD標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生規(guī)模效益。同時，結(jié)合直升機(jī)研發(fā)特點(diǎn)和數(shù)字化工具使用，細(xì)化要求，形成一整套滿足產(chǎn)品研發(fā)和制造的MBD標(biāo)準(zhǔn)，例如《基于模型的定義》、《基于模型的制造》、《基于模型的檢驗》和《基于模型的質(zhì)量控制》等。通過對MBD技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)實施工作，全面提升設(shè)計、制造、檢驗和質(zhì)量等方面的MBD技術(shù)應(yīng)用水平。首先，設(shè)計方建立面向MBD的全三維數(shù)字化設(shè)計體系，基于MBD標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)MBD技術(shù)應(yīng)用使能工具和建立設(shè)計資源庫，升級PDM系統(tǒng)，集成MBD信息，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)無紙化發(fā)放；其次，制造方建立面向MBD的全三維數(shù)字化制造體系，編制MBD技術(shù)工藝應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（含工藝流程規(guī)范），進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備及產(chǎn)品生產(chǎn)；再者，檢驗方建立面向MBD的產(chǎn)品檢驗的標(biāo)準(zhǔn)體系，制定MBD數(shù)模檢驗大綱，并根據(jù)檢驗大綱進(jìn)行產(chǎn)品檢驗；最后，質(zhì)量管理和監(jiān)督方，建立面向MBD的產(chǎn)品質(zhì)量制度和監(jiān)督體系，制定質(zhì)量控制細(xì)則和操作辦法，提高質(zhì)量控制效率和效果。
3.2運(yùn)用數(shù)字化工具實施MBD標(biāo)準(zhǔn)
MBD應(yīng)用過程中，工業(yè)部門配套構(gòu)建了多項MBD使能工具和設(shè)計資源庫。同時，還對電子審查工具、PDM系統(tǒng)和CAD專用模塊應(yīng)用進(jìn)行全面升級，提高了產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計的整體應(yīng)用水平。MBD使能工具和設(shè)計資源庫等數(shù)字化環(huán)境升級示意圖（如圖2所示）。圖2MBD使能工具和設(shè)計資源升級示意圖對訂購方質(zhì)量代表而言，為高效率高質(zhì)量完成質(zhì)量監(jiān)督和電子審查工作，就必須學(xué)習(xí)掌握這些數(shù)字化工具使用，發(fā)揮工具所帶來優(yōu)勢。為此，訂購方質(zhì)量代表需結(jié)合具體工作內(nèi)容，主動參與MBD各類工具學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。通過培訓(xùn)，使訂購方質(zhì)量代表掌握的相應(yīng)工具的使用方法，如：（1）CAD的使用：能進(jìn)行全機(jī)、區(qū)域和系統(tǒng)DMU檢查，MBD數(shù)據(jù)三維標(biāo)注檢查和零組關(guān)重特性標(biāo)識的檢查；（2）PDM的使用：能進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)瀏覽，CI樹檢查，BOM的生成，文檔調(diào)閱，以及與CAD交互操作；（3）電子審查工具的使用：能進(jìn)行審查任務(wù)的受理，審閱和意見反饋，以及對審查工作查詢和統(tǒng)計。
3.3管控MBD設(shè)計資源庫
在MBD應(yīng)用中，為發(fā)揮設(shè)計資源庫開放性和擴(kuò)展性優(yōu)勢，標(biāo)準(zhǔn)化部門應(yīng)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)件、材料和技術(shù)注釋等數(shù)據(jù)庫，以實現(xiàn)MBD數(shù)據(jù)規(guī)范化、集成化定義，保障MBD數(shù)據(jù)集的完整性和唯一性。訂購方質(zhì)量代表由以往的審查標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)件和材料選用范圍控制，改為基于MBD技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，借助信息化手段，通過對標(biāo)準(zhǔn)件、材料和技術(shù)注釋庫的監(jiān)督，通過WEB方式應(yīng)用使能工具輔助審查，管控標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格，控制材料的選用范圍，統(tǒng)一材料數(shù)據(jù)性能出口，規(guī)范技術(shù)注釋，提高航空產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量和監(jiān)督效率。
4結(jié)語
航空產(chǎn)品研發(fā)單位協(xié)同訂購方標(biāo)準(zhǔn)化部門與質(zhì)量代表，探索和實踐出一整套基于模型定義（MBD）技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量監(jiān)督方法，充分發(fā)揮了標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一作用，將審查工作真正融入航空產(chǎn)品一體化協(xié)同研發(fā)中，為有效控制航空產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量，履行信息化研發(fā)環(huán)境下訂購方質(zhì)量代表的職責(zé)奠定了基礎(chǔ)。
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