一种飞机数据结构的分层组织方法

摘要

本申请提供一种飞机数据结构的分层组织方法，方法包括：根据飞机机型、部段和所涵盖的系统/子系统，构建飞机数据组织结构的顶层结构层；根据所述顶层结构层，构建飞机数据组织结构的状态控制层；根据状态控制层，构建飞机数据组织结构的零部件设计层；根据不同的飞机数据管理环境，选择对应的飞机数据组织结构。

说明书

技术领域

本发明涉及飞机数字化产品数据管理领域，具体涉及一种飞机数据结构的分层组织方法。

背景技术

飞机的研制是一个综合的系统工程，在研制过程中会产生大量的设计数据。特别现在飞机市场竞争日益激烈，用户对飞机的要求呈多样性变化，甚至对同一种型号飞机的每一架次都可能有不同要求；而飞机设计需要众多专业，包括总体、气动、结构、强度、机械系统和航电等，这些专业的设计数据统一构成了一个非常庞大的飞机数据结构。比如，我国大飞机工程的研制数据量异常庞大，预计A4图纸将达100多万张，标准件数量近300万件。这些庞大的飞机数据加上复杂的飞机研制流程，给飞机数据管理提出了新的要求。

由于这些数据具有层次分明、更改较多、时间跨度较大的特点，这就要求必须将飞机数据按照结构层次进行分解和管理，以保证其可管理性、更改的可控性、可追踪性。同时还需要满足飞机取得型号合格证后大量的改进及改型设计的需要。

飞机数据组织结构是设计数据和信息组织的核心，是产品数据管理系统(PDM)实施的依据，也是项目所有信息输出的基础和源头。因此必须要划分好飞机数据组织结构，才能更好地为研制和生产飞机服务。

发明内容

本申请提出一种飞机数据结构的分层组织方法，在产品数据管理系统(PDM)上进行，采取简化的构型管理策略。通过合理分解和选定模块后，分别针对模块和零组件进行不同的管理，体现构型管理的层次性；将传统构型管理中的以图样为中心的管理，转变成以模块为中心的管理。

本申请提供一种飞机数据结构的分层组织方法，方法包括：

根据飞机机型、部段和所涵盖的系统/子系统，构建飞机数据组织结构的顶层结构层；

根据所述顶层结构层，构建飞机数据组织结构的状态控制层；

根据状态控制层，构建飞机数据组织结构的零部件设计层；

根据不同的飞机数据管理环境，选择对应的飞机数据组织结构。

优选的，所述根据飞机机型、部段和所涵盖的系统/子系统，构建飞机数据组织结构的顶层结构层，具体包括：

根据飞机机型、部段、系统、分系统、子系统构建飞机数据组织结构的顶层结构层。

优选的，所述根据顶层结构层，构建飞机数据组织结构的状态控制层，具体包括：

将每个子系统划分成一组构型项CI；

每个构型项CI对应一个或者多个配置方案CS；

每个配置方案CS对应一个或者多个模块。

优选的，所述根据状态控制层，构建飞机数据组织结构的零部件设计层，具体包括：

每个模块对应的零部件设计层包括三维数模、二维图样、工程物料清单EBOM、设计文件。

优选的，所述飞机数据管理环境包括构型管理环境、样机设计环境、机载设备管理环境。

优选的，所述构型项CI是数据组织结构中承担构型管理和控制作用的节点。

优选的，根据实际设计需要，可能一个构型项CI存在N种配置方案CS；

根据方案配置业务过程，选择构型项CI-配置方案CS，用于支撑飞机的系列化选配和客户选配。

优选的，模块是配置方案CS在特定架次范围下的设计解决方案，包括设计解决方案的完整信息。

本申请解决了飞机数据组织管理复杂、混乱的局面，确保数据的一致性、可控性。降低了设计成本、风险，缩短了研制周期，是精益企业的开端。本实用专利主要用于飞机数字化产品数据管理。

附图说明

图1为本申请提供的一种飞机数据组织结构的分层管理框架图；

具体实现方式

实施例一

本申请按照模块化思想，结合传统的飞机工作分解结构模型，将飞机数据结构进行模块化的分层，包括顶层结构层、状态控制层和零部件设计层，如图1。从设计和制造的角度将飞机划分成合适的模块进行管理和设计生产。本文中的模块是管理的对象，包含了一种装配关系的划分或者一种工艺方法和其他属性。该方法的优势在于:能将复杂的飞机系统分解后，变成多个独立又相关的单元，并作为构型管理的对象，即在扁平化的数据组织结构下实施管理工作，其比较明显优势体现在以下几方面：提高系统可靠性、缩短设计周期、集成性好、成本低、便于响应和维修。

需要说明的是，数据组织结构是一种组织飞机数据的通用技术，是飞机和组成件关系的分层次视图。数据结构定义了飞机的组成，并与飞机构型信息相关联。

步骤一：根据飞机机型、部段和所涵盖的系统/子系统，构建飞机数据组织结构的顶层结构层。

具体的，根据飞机机型、部段、系统、分系统、子系统构建飞机数据组织结构的顶层结构层。

对于一个特定的飞机型号而言，当飞机顶层的需求、功能特性和物理特性确定以后，顶层结构层是相对稳定不变的，但是按照内容，可以将这些结构分成“产品不变部分”和“产品可变部分”。不变部分和可变部分对应的数据组织是一致的。顶层结构层用于组织管理同一型号通用的、共性的信息。

顶层结构层首先通过飞机所包含的系统进行划分，然后通过部段从空间上进行切分处理，可有效对应实际研制过程工作分工，且有利于控制未来模块划分的大小。各专业共同面对一个部段，协同设计并完成整体交付。为合理支撑部段下各专业交付数据的差异性特点，通过分系统/子系统进一步划分各部段，分系统/子系统的划分完全依赖于实际研制工作进行时的各专业协同分工。同时，分系统/子系统的划分有效地控制了构型层模块的大小。

步骤二：根据所述顶层结构层，构建飞机数据组织结构的状态控制层；

具体的，将每个子系统划分成一组构型项CI；

每个构型项CI对应一个或者多个配置方案CS；

每个配置方案CS对应一个或者多个模块；

所述状态控制层的内容不涉及零件生产本身的信息，主要包括模块的构型配置管理、构型更改控制管理，用于进行多构型及单架次的管理。“产品不变部分”，即适用于所有架次，不存在多构型的部分；“产品可变部分”即针对不同架次需要选择不同构型的部分，即对应了多个模块需要进行选择的部分。

需要说明的是，状态控制层遵循飞机通用数据组织结构中构型层的定义，由三部分组成，即：“构型项CI”、“配置方案CS”和“模块”。

构型项CI是数据组织结构中承担构型管理和控制作用的节点，CI在数据组织结构中并不是一个真实的物理装配或者部件，每个CI在飞机中是唯一的具有明确位置；

配置方案CS作为构型项CI的实现方案，受设计过程中的方案规划控制。根据实际设计需要，可能一个构型项存在N种配置方案。根据方案配置业务过程，选择构型项CI-配置方案CS，用于支撑飞机的系列化选配和客户选配。

模块是配置方案CS在某个特定架次范围下的设计解决方案，包括设计解决方案的完整信息(零组件数，图文档，零组件清单，设计规范)。从业务的角度来看，同一个模块对应不同架次的交付状态可能不同，在多版本有效的核心思想指导下，通过“构型基线”区分不同架次下同一模块的不同交付集，即不同架次交付对应同一模块的不同版本。

步骤三：根据状态控制层，构建飞机数据组织结构的零部件设计层；

具体的，每个模块对应的零部件设计层包括三维数模、二维图样、工程物料清单EBOM、设计文件。

零部件设计层由具体的三维数模、二维图样、工程物料清单EBOM、设计文件组成，且通过模块进行组织的。零部件设计层仅用于表述指导生产信息，而不表达适用的架次等其他管理信息。

零部件设计层即为模块及其以下结构、相关设计文件，主要用于该阶段设计的交付管理。基于模块化设计的思想，一个模块的交付作为一个交付整体统一管理。

步骤四：根据不同的飞机数据管理环境，选择对应的飞机数据组织结构。

所述飞机数据管理环境包括构型管理环境、样机设计环境、机载设备管理环境。

实际应用中，在产品数据管理系统(PDM)中，针对不同数据分别定制不同环境。针对构型项和零组件的不同业务特征，采用不同的管理方式。

综上所述，本发明名称为飞机数据组织结构的分层方法，涉及飞机数字化产品数据管理领域。飞机数据组织结构的分层方法，其基本原则是飞机及其零部件数据和文档的组织方式与飞机同零部件的装配关系相一致，飞机由部件及零件组成，部件由下级部件及零件组成，按这种形式继续细化，形成树的结构，即数据组织结构树。该方法的优势在于:能将复杂的飞机系统分解后，变成多个独立又相关的模块，并作为构型管理的对象，即在扁平化的数据组织结构下实施管理工作，大幅提升了飞机的设计制造水平。