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导读：配置管理、大规模定制和产品数据管理极大地促进了配置管理的研究和应用。

作者简介：

李建军：西门子工业软件(上海)有限公司PLM高级顾问

韩庆：西北工业大学飞机设计副教授

飞机构型管理在产品数据管理中的应用

[英文条目]配置管理

配置管理、大规模定制和产品数据管理极大地促进了配置管理的研究和应用。一方面要从客户的角度设计产品配置，根据客户的个性化需求进行设计，采用模块化设计理念，充分利用现有设计资源，对现有资源进行局部修改，通过配置管理实现产品快速开发，支持产品创新和多样化的产品需求；另一方面，从配置管理过程的角度，对产品开发全生命周期中的产品数据、制造和变更过程进行控制，以保证产品数据的一致性和可追溯性，确保最终产品能够满足客户需求。

关于配置管理的文章已经很多了，读者可以参考一系列的文章，比如于勇和范玉清的《飞机构型管理研究与应用》，范玉清的《大型飞机数字化制造工程》，林雪平的《构型（技术状态）管理-数据好管家|智能制造新概念》等。这里不再重复。

稍后，我们将围绕十个主题来讨论配置管理在PLM系统中的应用。

5px;”>飞机构型管理技术篇：项目进度管理

【英文条目】Project Management

【中文条目】“系统”和“项目”虽然是两个不同的词，却极具相关性。系统不一定是项目，但任何系统的开发都可以看做项目。因此，项目进度管理是飞机构型管理的重要组成部分，飞机型号设计过程具有独特性、周期性。项目进度管理方法一直是国内外政府、科研机构、工业部门在航空、航天领域对产品研发过程所采用的管理方法。

从项目管理的演变过程中可以看出，在早期，项目管理是探索系统论思想在大型复杂项目中的应用。如何将抽象的系统理论与工程学思想相结合，形成对“项目”的管理具有普遍适用性的系统管理方法，通过人们对系统管理在项目实践中所取得的丰硕成果，逐步形成了一套科学的项目管控方法，初步形成了包括项目论证与评估、范围管理、时间管理、成本管理、质量管理、项目资源管理、沟通管理、风险管理等的项目知识体系管理。

我国飞机研制项目具有复杂系统开发的特点，如技术起点高，四代机转向五代机；关键技术多，飞机设计分系统多，技术复杂，涉及机、电、光、热、声、磁、材料、信息等多个学科；系统复杂、协调面广，涉及多个厂所共同研制；研制周期长，通常一个型号飞机的研制长达十几年；研制队伍新等。迫切需要研制过程进度有效的管控。

图1 航空、航天研制过程遵循AS9100及特点

按照AS9100，产品研发过程分成五个阶段，概念、计划、开发、验证、批产，项目管理表现由粗到细，概念和计划阶段主要进行WBS的分解，确定各个阶段的项目交付目标，开发、验证、批产主要对研制过程进行监控和交付物的管理。

图2 AS9100项目研制阶段划分及主要任务

概念阶段的主要任务：

1）完成型号的可行性论证报告和经济可行性论证报告，并通过评审；

2）任命项目领导，成立项目办公室，组织方案论证和项目队伍；

3）进行项目范围分析，编制刚要级WBS工作分解结构，确定项目里程碑；

4）识别技术风险，确定关键攻关技术；

5）进行研制整体策划，确定研制程序，编制飞机研制技术流程；

6）估算计划进度，编制飞机研制的初步计划流程；

7）提出研制分工和定点单位；

8）提出研制资源需求和技术改造要求；

9）进行费用估算，进行费用可行性论证。

计划阶段的主要任务：

1）总体方案设计和可靠性设计并通过评审，关键技术攻关完成，项目管理计划通过评审；

2）建立各层次（分）项目管理组织，明确（分）项目和子项目管理负责人和技术负责人；明确研制分工和协作单位，签订分包合同；

3）编制飞机各层次研制技术流程和计划流程；

4）完成工作、组织、成本等分解结构的编制；

5）提出进口件采购质量等级要求和进口件物资清单；

6）编制包括集成、范围、技术状态、成本、进度、质量、风险、采购、信息等各要素的项目管理计划。

开发阶段的主要任务：

1）完成详细设计，包括所有的图纸及技术状态文件，通过相关设计评审；

2）建立质量标准和管理规定，进行安全性要求、沟通要求及风险分析，建立例会制度和规范的沟通，对项目进度进行有效监控；

3）组织开发阶段的实验验证和物理样机；

4）物资管理：组织进行采购订货；

5）进一步识别和分析风险，进行风险控制。

验证和批产阶段的主要任务：

1）更新项目计划；

2）生产首批验证，进行产品、工艺、制造的验证；

3）适航认证；

4）组织批产；

5）项目收尾工作，包括技术总结、管理总结和项目评价，确定型号在技术和管理上需要改进的项目和改进要求。

飞机型号研制的项目管理的总目标是通过项目管理的研究和实践，完成飞机研制的进度、质量、范围、经费等各项指标，建立符合国情的飞机研制管理体系，并为建立科学化、规范化、集约化的的飞机研制新模式提供经验。在飞机的项目管理PLM系统中的应用，如图3所示我们可以从三个维度构建项目管理，产品视图、组织视图、任务视图。

图3 项目管理的三个维度

1.产品视图维度

如图4所示，在PLM中对产品信息进行了完整的定义，Requirement-需要一个什么产品，对应飞机研制总要求，包括市场的、产品的、功能的、适航的等要求，并按照结构树的方式管理；Function-需要什么功能去实现，按照功能树进行分解，对应系统方案及分系统研制要求；Logical-系统是如何工作的，对应系统逻辑图和分系统逻辑图；Physical Design-系统如何实施的，对应设计模型及图纸等；Part-告诉生产部门，哪些零件需要制造、哪些需要采购；Process-制造工艺过程是什么，如何制造；Plant-工厂信息，需要什么样的设备；Physical-物理实现，对架次飞机来说，具体的系列件的序号是什么？对应飞机管理上的架次履历表。通过PLM的As-Built BOM进行管理。

图4 PLM中产品数据的单一数据源定义

构型基线既是构型管理的要素，同时也是项目管理的要素。飞机项目管理的基线，包括：功能基线、分配基线、设计基线、制造基线、产品基线等。

需求基准线相当于军标（MIL-HDBK-61A）中的功能基线或民用标准（EIA-649A）中的需求基线。需求管理包括：创建与规范相匹配的需求结构，创建新的需求，对需求进行管理和维护，以及输出WORD格式的需求报告。相当于管理好Requirement结构树+相关技术状态文件。

需求基准线确定之后，就开始编制工程项目的定义文件，它的标志是《系统和分系统设计报告》文件，这就是分配基准。相当于管理Function结构树+Logical逻辑实现+相关技术状态文件。

设计基线相当于管理设计BOM结构+模型+相关技术状态文件。

制造基线相当于管理好工艺结构BOP+相关技术状态文件。

产品基线相当于管理好As-Built BOM的数据+相关技术状态文件。

计划基线的建立标志着产品构型的确认和制造技术状态的完全确定。

所有基线都在项目的管理计划中有评审节点，实现各个节点的项目的交付物的管理，需求结构、功能结构、产品结构、工艺结构、实做结构都会按照版本的有效性记录某一个时刻的结构数据状态。

2.组织视图维度

为了快速响应市场和客户的要求，越来越多企业的研发项目组织形式由职能主导向项目主导转变，越是市场化充分的行业越偏向于选择项目主导的组织形式。例如，丰田和华为都在项目研发中采用了强矩阵项目组织结构。

民机制造是市场化程度极高的产业，国外民机制造商通过长期实践也最终选择了强矩阵的项目组织形式。其中，波音737的IPT和空客A380的跨职能团队是较成功的案例。这些先进的民机项目组织形式随着国际民机转包项目传入中国。上世纪90年代后期，我国民机制造商凭借在国际民机转包项目中获得的经验，从中吸取精华，开启了中国民机项目组织形式的变革之路。

IPT是民机领域最典型的强矩阵项目组织形式。上世纪90年代末，我国民机制造商借鉴波音实施IPT的成功经验，通过吸收、消化、再创新，开始在民机新机型部件研制中局部采用IPT项目组织形式。在积累了十多年的经验后，我国民机制造商深化民机项目组织形式的变革，全面向以IPT为主导的强项目矩阵组织形式进化。

3.型号进度管理

飞机项目型号的进度管理的主要工作包括：

（1）界定和确认项目活动的具体内容，即分析确定为达到特定项目目标所必须进行的各项作业活动；

（2）项目活动排序，即分析确定工作之间的相互关联关系；

（3）估算工期，对项目活动所需时间做出估算；

（4）制定项目进度计划，进行项目进度的管理和控制。具体参见图5。

图5 飞机型号的项目管理过程

在PLM系统中可以按照研发项目类型管理项目及项目生命周期，对项目启动、计划制定、任务执行、技术评审、项目进度监控及项目过程中的交付件进行有效管理。按照产品模型PBS分解项目管理模型WBS，按照任务驱动的方式，驱动IPT小组的成员完成项目交付物，更新项目计划和状态。将成本融入到WBS当中，形成对项目成本的分析。最终实现按照项目任务驱动下的研发过程管理，具体参见图6。

图6 PLM中的项目管理

项目进度管理是飞机系统的龙头管理要素，对飞机的项目任务完成和构型数据管理起着关键的作用。PLM中的项目管理功能为飞机研发的过程管控，从产品视图（研制基线控制）、组织视图（IPT）、任务视图进行全方位的管理，为项目的全面化管理，计划状态的及时更新，任务的驱动和交付物的有效管控提供了有效的保障手段。