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簡談基于局域網(wǎng)環(huán)境的飛機工程更改管理研究及應用論文
隨著計算機技術、信息技術、網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為當今社會主要的傳媒工具。所有行業(yè)采用局域網(wǎng)進行辦公已經(jīng)成為必然的趨勢。局域網(wǎng)不僅可以為企業(yè)管理帶來便利，也為企業(yè)增加了經(jīng)濟產(chǎn)值。
局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork，LAN)，指有限區(qū)域(如辦公室或樓層)內的多臺計算機通過共享的傳輸介質互連所組成的封閉網(wǎng)絡。一般是方圓幾千米以內，局域網(wǎng)可以實現(xiàn)文件管理、應用軟件共享、打印機共享等功能。
目前，大多數(shù)航空企業(yè)都或多或少都使用了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(ProductDataManagement，PDM)、計算機輔助工藝過程設計系統(tǒng)(ComputerAidedProcessPlanning，CAPP)和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(EnterpriseResourcePlanning，ERP)，但基于局域網(wǎng)環(huán)境下的各個系統(tǒng)只是夠單獨實現(xiàn)系統(tǒng)的功能，如何將各個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)實現(xiàn)共享，甚至是為其他系統(tǒng)所用。到目前為止，還沒有一個采用數(shù)字化技術的完善的信息化解決方案。
基于局域網(wǎng)環(huán)境的飛機工程更改管理系統(tǒng)，可以保證工程更改目錄的準確性、完整性;可以實現(xiàn)工藝系統(tǒng)轉化設計文件的全面性、正確性，實現(xiàn)信息傳遞的及時性;保證質量系統(tǒng)對每項工程更改的有效監(jiān)控和關閉。與企業(yè)內部其他系統(tǒng)(ERP系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)、PDM等)的信息共享和集成實現(xiàn)或預留了接口，保證了系統(tǒng)的靈活性和擴展性。
本文從實際應用的角度出發(fā)，探討了在局域網(wǎng)環(huán)境下采用PDM、CAPP、ERP等飛機項目中的飛機工程更改管理研究和系統(tǒng)應用。
1基于局域網(wǎng)環(huán)境下的飛機工程更改
飛機工程更改(AircraftEngineeringChange，AEC)是飛機制造行業(yè)使用較為普遍的專業(yè)術語，在產(chǎn)品開發(fā)中的作用是產(chǎn)生必要的信息，改正設計錯誤，提高產(chǎn)品的性能[1]。飛機結構復雜，組成零部件眾多，有龐大的功能系統(tǒng)，研制周期長，產(chǎn)品開發(fā)和制造流程復雜。由于客戶要求以及市場的變化或是需要完善設計、采用新材料等原因，在飛機研制過程中不可避免的會發(fā)生工程更改活動，是飛機研制過程中一項重要且繁瑣的工作。飛機工程更改必須在要求的批架次飛機上得到有效實施，一旦出現(xiàn)更改未實施的現(xiàn)象，將會造成實際狀態(tài)與設計狀態(tài)不符，甚至對飛機結構系統(tǒng)的功能造成安全隱患。因此，飛機工程更改管理與控制是用戶驗收飛機的重要質量指標之一，也是飛機研制生產(chǎn)過程中質量管理的重要環(huán)節(jié)。飛機工程更改過程涉及設計、工藝、制造、工裝、工具、采購和售后服務等部門，在飛機制造和交付用戶使用過程中，更改活動面臨以下主要問題：
(1)更改流程復雜，耗時長
據(jù)統(tǒng)計，一架中型飛機在研制過程中的更改數(shù)量為4萬~6萬項，飛機工程更改過程占整體時間的1/3~1/2;最初，飛機生產(chǎn)過程使用紙質的“工程更改貫徹執(zhí)行單”進行控制，信息傳遞周期長，信息共享范圍小，不能及時發(fā)現(xiàn)未實施的更改。
(2)更改涉及面廣，跟蹤難度大
飛機的零部件數(shù)量巨大，更改幾乎涉及到產(chǎn)品的整個生命周期，尤其是現(xiàn)在飛機制造大多采用廠際協(xié)作生產(chǎn)模式;同時，飛機的零部件及成品件的供應商眾多，更改涉及面廣，關系錯綜復雜，難以跟蹤控制，與制造部門間的相互協(xié)調困難。
(3)飛機亟待交付，周期緊張
在飛機交付前，需要統(tǒng)計出所有飛機工程更改的實施和關閉情況。飛機亟待交付，周期緊張，如果工程更改活動是紙質版本，需人工統(tǒng)計，工作量巨大，飛機工程更改貫徹信息整理、匯總周期長，可能會延長飛機的交付周期。
飛機工程更改控制系統(tǒng)的目的是通過局域網(wǎng)內計算機跟蹤更改過程，對更改進行統(tǒng)計，審計/評估工程更改的效果，這將提高工程更改貫徹信息整理、匯總的質量，縮短生產(chǎn)周期，降低更改成本，并將廣大設計、工藝和質量人員從繁瑣、重復的核對工作中解放出來提供一條切實可行的途徑。
2飛機工程更改的主要活動及研究現(xiàn)狀
2.1主要活動
飛機工程更改是一種流程，主要包括問題提出、更改申請、更改實現(xiàn)和更改通知4個階段。在飛機工程更改請求的不同階段包含許多不同的活動，飛機工程更改請求中有以下活動：(1)建立一個清晰的工程更改流程;(2)提出工程更改請求;(3)對工程更改分類并設定優(yōu)先級;(4)詳細分析評審工程更改的可行性;(5)審批工程更改請求，決定生效日期或生效方式;(6)根據(jù)要求更新相關文檔;(7)記錄、更新、跟蹤更改過程;(9)審計、評估工程更改的效果，形成更改知識庫。
由于飛機工程更改涉及部門眾多，影響范圍廣，因此，需詳細評審工程更改請求的可行性(如更改時間、更改成本、影響范圍等)，這是飛機工程更改請求中的一項重要內容，相關部門應提供完整的評審意見及可行性論證結果。
傳統(tǒng)基于紙張的手工更改管理，由于耗時長，無法實時訪問工程更改數(shù)據(jù)，不能事先獲得更改影響范圍等，已不能滿足現(xiàn)代市場激烈競爭、企業(yè)快速響應市場的需要，將逐漸被淘汰。目前，已有部分飛機制造企業(yè)開始使用計算機輔助系統(tǒng)進行工程更改的控制和統(tǒng)計。
2.2國內研究現(xiàn)狀
目前，國內針對飛機工程更改系統(tǒng)的研究較多，重點分析更改流程以及更改中的主要問題和任務，如何保證更改數(shù)據(jù)的一致性、完整性和協(xié)同性等，并開發(fā)了相應的原型系統(tǒng)，但缺少對企業(yè)實際應用情況的調查研究。在軟件的實現(xiàn)策略方面可分為3類：一類是基于PDM系統(tǒng)，將PDM作為工程更改的主體軟件和集成平臺，補充更改信息控制模塊;另一類結合PLM系統(tǒng)的功能，采用工程更改請求、更改評估、更改分析、更改單、更改活動5個對象建立一個閉環(huán)的工程更改流程，實現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)間關聯(lián)關系的配套更改檢查和更改對象的同步機制。還有一類是企業(yè)獨立開發(fā)的工程更改管理系統(tǒng)。
目前，WINDCHILL是全球功能最強大的產(chǎn)品生命周期管理軟件，涉及圖書文檔管理、產(chǎn)品結構管理、生命周期管理、工作流程管理、零部件分類及重用管理、項目管理、制造過程(工藝)管理、供應商管理、用戶需求管理等全部產(chǎn)品生命周期領域。但是每個模塊價位較高，也不一定適合本企業(yè)使用，現(xiàn)在航空企業(yè)多數(shù)用的是本企業(yè)獨立開發(fā)的工程更改管理系統(tǒng)。
3飛機工程更改管理系統(tǒng)的實際應用
3.1目標
飛機工程更改管理系統(tǒng)的目標有：(1)保證工程更改目錄的準確性、完整性，并實現(xiàn)目錄傳遞的及時性和正確性;(2)保證工藝系統(tǒng)轉化設計文件的全面性、正確性，實現(xiàn)信息傳遞的及時性;(3)保證質量系統(tǒng)對每項工程更改的有效監(jiān)控和關閉;(4)設計、工藝、調度、檢驗各部門間能夠通過工程更改系統(tǒng)做到對每一項工程更改信息填寫的逐級制約;(5)能夠以生產(chǎn)單位、機型、架次、更改內容、更改類別、發(fā)放日期等為索引，對工程更改信息進行跟蹤和實時監(jiān)控;(6)更改信息的超時報警;(7)自動統(tǒng)計、匯總貫徹情況，實現(xiàn)相關人員對更改信息的匿名查詢;(8)與企業(yè)內部其他系統(tǒng)(ERP、CAPP、PDM、檔案館文件分發(fā)系統(tǒng)等)的信息共享和集成實現(xiàn)或預留了接口，保證了系統(tǒng)的靈活性和擴展性。
3.2設計思想及基本結構
(1)設計思想
基于公司現(xiàn)有的局域網(wǎng)等資源，利用信息化技術手段，按照優(yōu)化后的工程更改貫徹控制的流程，對不同部門的人員授予相應的角色、權限，從工程更改文件的內容及適用范圍、相關性的判斷、工藝文件的維護、生產(chǎn)過程的更改貫徹信息、驗收信息等進行集成信息化管理，對工程更改的貫徹情況進行實時監(jiān)控，能夠完成如架次查詢等預設的功能。
(2)基本結構
基于局域網(wǎng)環(huán)境的工程更改管理系統(tǒng)主要分為3個部分：即基礎信息維護層、業(yè)務功能層和數(shù)據(jù)接口層。
3.3詳細設計
3.3.1基礎信息詳細設計
主要維護飛機工程更改系統(tǒng)正常運行所必須的各類信息，實現(xiàn)基礎信息的管理與控制，主要有：(1)部門用戶角色信息錄入、維護與查詢：對于設計、工藝、調度等用戶角色的基本信息，如姓名、崗位、人員代碼等信息錄入系統(tǒng)，建立用戶資料庫;(2)部門角色的權限管理與查詢：對于在工程更改貫徹過程的設計、工藝、調度、檢驗等人員根據(jù)職責的不同，在系統(tǒng)中進行權限分配及管理等;(3)圖紙基礎信息維護與查詢：可查詢工程更改文件所依據(jù)的工程圖紙等信息;(4)圖紙相關單位的查詢：可查詢工程更改貫徹涉及的生產(chǎn)制造計劃等信息;(5)生產(chǎn)制造計劃信息維護與查詢：可查詢工程更改貫徹涉及的生產(chǎn)制造指令(FOAO)、生產(chǎn)記錄等信息;(6)數(shù)據(jù)維護與查詢：可查詢在制品處理意見等信息;(7)架次信息維護：按照設計架次、生產(chǎn)架次的對照情況，一一錄入系統(tǒng)，保證設計架次與生產(chǎn)架次相對應。
3.3.2業(yè)務功能詳細設計
(1)飛機工程更改工作流程
用于建立工程更改管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對工程更改信息流的傳遞、處理過程的管理與控制。
(2)詳細功能設計
飛機工程更改系統(tǒng)的詳細功能設計主要有：工程更改目錄維護及審批(設計);工程更改目錄工藝路線制定(路線分發(fā)系統(tǒng)自動生成);生產(chǎn)單位更改相關判斷(工藝室主任);當前在制架次維護(計劃員);生產(chǎn)制造指令(AO/FO)維護(工藝員);生產(chǎn)制造指令(AO/FO)審批(工藝室主任);生產(chǎn)制造指令調度信息維護及提交檢驗(調度員);檢驗員檢查并關閉流程(檢驗員);更改超時報警、超時原因維護、超時處理審批等(系統(tǒng)管理員);工程更改單跟蹤(各相關人員);工程更改單查詢及報表生成(各相關人員)等。
3.4運行環(huán)境及數(shù)據(jù)接口層詳細設計
飛機工程更改管理系統(tǒng)的運行環(huán)境：
(1)硬件環(huán)境
數(shù)據(jù)庫服務器：支持數(shù)據(jù)庫的服務器，內存3G、硬盤可用空間大于80G;應用服務器：雙CPU、P4處理器2.4G以上，內存2.5G以上，硬盤30G以上;客戶端：1G及以上PC機，硬盤4G、內存256M及以上;網(wǎng)絡帶寬：10M及以上;其他：光驅、網(wǎng)卡、軟驅等。
(2)軟件環(huán)境
服務器操作系統(tǒng)：WINDOWS2003Server或WINDOWS2007Server;數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：ORACLE10g企業(yè)版;客戶機操作系統(tǒng)：WINDOWS98以上;瀏覽器：IE6.0spl;客戶端數(shù)據(jù)庫：無限制。
(3)數(shù)據(jù)接口層詳細設計規(guī)劃
部門基礎信息接口：從ERP系統(tǒng)中獲得相應部門基礎信息;人員基礎信息接口：從ERP系統(tǒng)中獲得相應企業(yè)人員基礎信息;生產(chǎn)制造指令管理接口：從CAPP系統(tǒng)中獲得生產(chǎn)制造指令信息。
3.5實際應用及效果
通過研究飛機工程更改的起因、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理等方面的關系，理順工程更改與客戶需求，飛機工程更改系統(tǒng)經(jīng)過系統(tǒng)開發(fā)和前期的綜合測試后在公司正式運行實施。自飛機工程更改系統(tǒng)運行以來，各型飛機工程更改的管理工作水平有了很大提升，更改貫徹過程得到了實時監(jiān)控，更改目錄及貫徹信息清楚、準確，基本實現(xiàn)了既定目標，優(yōu)點有：
(1)保證飛機工程更改目錄信息的準確，在飛機交付時，可以及時準確地提供給適航或接機代表的檢查。
(2)有效的監(jiān)控，保證工程更改任務清楚，迅速全面的掌握各機型的工程更改的貫徹進程，有效防止遺漏，貫徹工程更改。
(3)查詢方便快捷，可以通過架次、生產(chǎn)單位、機型、文件號、更改類別、更改內容、發(fā)出日期等多方面信息檢索。
(4)通過建立嚴格的更改業(yè)務流程，在手工或計算機工具支持下，使更改活動始終處于嚴格的可控狀態(tài)，記錄更改涉及的所有對象的變化，保證相關信息的一致性和完整性。
(5)通過有效地管理和控制工程更改進而達到減少更改次數(shù)、縮小更改影響范圍和降低更改成本的目的。
管理飛機工程更改的能力有效地反映了一個企業(yè)的敏捷性，大多數(shù)產(chǎn)品都是通過發(fā)展的設計過程逐步得到改進和完善的，同時產(chǎn)品的設計需求也不斷得到滿足和提升，這樣就延長了產(chǎn)品的生命周期。因此，應改變過去錯誤的做法，被動地解決工程更改的問題，而要把工程更改看作一個主動的過程，通過它不斷地提高產(chǎn)品性能。由此可見，工程更改不僅是一般意義上的對產(chǎn)品開發(fā)過程中錯誤的修正，還是產(chǎn)品更新?lián)Q代的源動力。
當然，現(xiàn)在該系統(tǒng)還存在一些不完善的地方，如界面不便于操作、無法實現(xiàn)從設計源頭到實際實施檢驗封閉的全過程控制、無法與供應商解決聯(lián)網(wǎng)等問題。在今后的開發(fā)中，還需要解決這些問題，使系統(tǒng)不斷改進和完善，從而更好的為集團公司飛機研制生產(chǎn)服務。
4結束語
在飛機項目中，隨著飛機制造生產(chǎn)技術的發(fā)展和當今市場對多品種、小批量生產(chǎn)以及飛機制造廠際協(xié)作生產(chǎn)的要求，特別是制造控制系統(tǒng)向集成化、智能化、網(wǎng)絡化、可視化方向發(fā)展的需求，原有的一些標準和規(guī)范不再適用，一些標準化的工作亟待進行。本文針對這種情況從應用的角度對飛機項目中的工程更改系統(tǒng)進行了探討和研究，并針對它的定義、模型框架、關鍵技術和控制等進行了詳細的論述，對我國航空企業(yè)實施數(shù)字化技術起到一定的借鑒作用。
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