CN107730075A - 基于成熟度的航空产品研制过程控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于成熟度的航空产品研制过程控制方法，包括定义成熟度等级、多专业并行协同定义、成熟度等级评价、基于成熟度等级的流程跳转共计4个部分。应用本发明后实现航空产品研制的多个专业参与到产品设计早期，了解设计进度；将工艺设计、工装设计的信息要素并行在产品设计阶段，实现可控的并行工程；通过将流程进行划分，定义每个阶段的协同专业，定义各专业协同工作内容，实现设计制造一体化过程的高效管控；为复杂产品的研制提供了一种更加灵活、可靠且贯穿产品整个研发周期的过程控制方式。
Description
技术领域
本发明涉及到产品研制过程控制方法，尤其涉及一种针对航空产品制造特点的研制过程控制方法，属于生产管理领域。
背景技术
航空产品研制流程中业务活动数量庞大，活动之间关系复杂，航空产品研制企业缺少对流程的规范与优化，并且航空产品研制过程中上下游并行专业多、协同难，同时协同专业较多致使数据复杂多样，工艺设计与生产准备等工作在设计数据正式发放前不能提前介入并开展工作，进而航空产品整体研制周期较长，航空产品研制过程不易溯，发放前设计数据质量有待提高，需要以项目为中心向以流程为中心的模式转变。
由于航空产品研发是一项复杂的系统工程，为了保障研发过程可控，各项工作能协调有序地执行，需要对研发过程进行有效管理，针对我国航空工业自主创新发展的迫切需求，以航空产品研制关键业务流程为主线需要，提出了基于成熟度的航空产品研制过程控制方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提出了基于成熟度的航空产品研制过程控制方法。
按照本发明提供的技术方法，所述基于成熟度的航空产品研制过程控制方法，其特征在于，包括定义成熟度等级、多专业并行协同定义、成熟度等级评价、基于成熟度等级的流程跳转共计4个部分；
所述的定义成熟度等级，根据产品研发流程建立成熟度等级，它是产品研制过程中各个发展阶段的描述并对整个研制过程的初步规划，对产品研发和维护进行过程监控和研究，使其更加科学、标准并能更好的实现目标；
所述多专业并行协同定义是指明确某个成熟度等级下参与产品研制的协同专业，让多个专业在同一阶段下协同工作，提升工作效率，它是研发流程控制不可或缺的一部分，具体确定流程如下：
①根据航空企业组织结构划分，并且进一步根据企业各部门的工作模式，按阶段及工作任务确定参与研发的专业；
②由于每个阶段部分工作任务可以提前开展，将可以提前开展的工作按专业加入到前一个成熟度等级，即重新组合①中不同专业在各成熟度阶段的协同工作模式，并依据每个阶段的主要工作内容选出主要专业协调其他专业；
③当成熟度等级提升时，所有专业同时并行开展该等级的所有工作；
所述成熟度等级评价是产品研制流程控制的基础，是成熟度等级跳转的准备工作，根据企业实际情况按照不同工作内容设定不同的系数，并且依据工作完成情况得到完成百分比。系数设定方法如下：
①设某成熟度等级各工作内容bi系数为qi（0< qi <1，q1+q2+…+qi=1，i=1，2，…，m），qi可按一定的等差数列从0排布至1，并根据研发经验对每个工作内容给出一个系数范围；
②专家根据所给的工作内容在系数范围内选择1个系数qi，也可以选择2个系数，代表系数范围，这样就得到了N个调查样本；
③计算各个指标的复杂度：
其中，qmin为系数范围的最小值，qmax为系数范围的最大值，cmax为专家选择的最大值，cmin为专家选择的最小值，若只选择了一个系数则按cmax计算，Ci（i=1，2…，n；n以具体成熟度等级指标个数为准）为指标bi的复杂度，介于0与1之间，Ci值越大越复杂，反之越简单；
④计算最终权重值：
由此可以得到最终系数（j=1，2，…，k；k以具体成熟度等级指标个数为准），确定出哪一个工作内容对成熟度等级比较重要，进而该工作内容对成熟度等级评价也有重要意义。工作完成百分比的确定如下：由于实际情况中无法科学且准确的衡量每个工作内容的完成情况，故只判断工作内容完成与否，工作内容完成记为100%，反之记为0%。接着根据下式可得到成熟度等级数值：
其中，Ci为航空产品成熟度等级数值，i为成熟度等级，Pj为成熟度等级中某一部分工作的完成情况百分比，n为某一成熟度等级的工作数量，αj为根据工作内容设定的系数。
所述基于成熟度等级的流程跳转是在成熟度等级评价后完成成熟度等级的跳转。在已有指标体系的基础上，通过问卷调查分别确定评价维度及评价指标之间的关联情况，基于改进的网络层次分析法获取评价维度和评价指标的权重，将专家对定性指标给出的评价向量和定量指标的计算结果转化成三角模糊数，最后集结得到综合评价结果。其中，成熟度等级的数值根据评价结果分为五个等级：无准备级（0-0.2）、明确级（0.2-0.4）、匹配级（0.4-0.6）、整合级（0.6-0.8）以及适应级（0.8-1）。
基于成熟度等级的流程跳转是航空产品研制过程控制方法的基础，跳转详细流程为：
①当Ci=100%时，成熟度等级提升一级（i+1）；
②当Ci≥n时，下一级成熟度可以根据相关工作的完成情况开始提前介入，这里的n可由上述五个等级中的适应级表示，即n=80%；
③成熟度降级分为两种情况：a）主动降级：当需要进行设计更改时，若导致上一级的成熟降低至80%以下，则成熟度等级降低一级（i-1）；b）被动降级：当Ci＜n时，以时间为基准，当在第i级成熟度停留时间超过企业预设时间，则降到i-1级成熟度。其余情况保持成熟度等级不变。
本发明的有益效果是：1）实现航空产品研制的多个专业参与到产品设计早期，了解设计进度；2）将工艺设计、工装设计的信息要素并行在产品设计阶段，实现可控的并行工程；3）通过将流程进行划分，定义每个阶段的协同专业，定义各专业协同工作内容，实现设计制造一体化过程的高效管控；4）为复杂产品的研制提供了一种更加灵活、可靠且贯穿产品整个研发周期的过程控制方式。
附图说明
图1 是本发明的航空产品研制过程控制流程图。
图2 是本发明实施案例的定义成熟度等级图。
图3 是本发明实施案例的多专业协同关系图。
图4 是本发明实施案例的航空产品成熟度跳转控制图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
本发明涉及基于成熟度的航空产品研制过程控制方法，如图1所示为本发明的航空产品研制过程的控制流程图，包括定义成熟度等级、多专业并行协同定义、成熟度等级评价、基于成熟度等级的流程跳转共计4个部分；
所述的定义成熟度等级，根据产品研发流程建立成熟度等级，它是产品研制过程中各个发展阶段的描述并对整个研制过程的初步规划，对产品研发和维护进行过程监控和研究，使其更加科学、标准并能更好的实现目标；
所述多专业并行协同定义是指明确某个成熟度等级下参与产品研制的协同专业，让多个专业在同一阶段下协同工作，提升工作效率，它是研发流程控制不可或缺的一部分，具体确定流程如下：
①根据航空企业组织结构划分，并且进一步根据企业各部门的工作模式，按阶段及工作任务确定参与研发的专业；
②由于每个阶段部分工作任务可以提前开展，将可以提前开展的工作按专业加入到前一个成熟度等级，即重新组合①中不同专业在各成熟度阶段的协同工作模式，并依据每个阶段的主要工作内容选出主要专业协调其他专业；
③当成熟度等级提升时，所有专业同时并行开展该等级的所有工作；
所述成熟度等级评价是产品研制流程控制的基础，是成熟度等级跳转的准备工作，根据企业实际情况按照不同工作内容设定不同的系数，并且依据工作完成情况得到完成百分比。系数设定方法如下：
①设某成熟度等级各工作内容bi系数为qi（0< qi <1，q1+q2+…+qi=1，i=1，2，…，m），qi可按一定的等差数列从0排布至1，并根据研发经验对每个工作内容给出一个系数范围；
②专家根据所给的工作内容在系数范围内选择1个系数qi，也可以选择2个系数，代表系数范围，这样就得到了N个调查样本；
③计算各个指标的复杂度：
其中，qmin为系数范围的最小值，qmax为系数范围的最大值，cmax为专家选择的最大值，cmin为专家选择的最小值，若只选择了一个系数则按cmax计算，Ci（i=1，2…，n；n以具体成熟度等级指标个数为准）为指标bi的复杂度，介于0与1之间，Ci值越大越复杂，反之越简单；
④计算最终权重值：
由此可以得到最终系数（j=1，2，…，k；k以具体成熟度等级指标个数为准），确定出哪一个工作内容对成熟度等级比较重要，进而该工作内容对成熟度等级评价也有重要意义。工作完成百分比的确定如下：由于实际情况中无法科学且准确的衡量每个工作内容的完成情况，故只判断工作内容完成与否，工作内容完成记为100%，反之记为0%。接着根据下式可得到成熟度等级数值：
其中，Ci为航空产品成熟度等级数值，i为成熟度等级，Pj为成熟度等级中某一部分工作的完成情况百分比，n为某一成熟度等级的工作数量，αj为根据工作内容设定的系数。
所述基于成熟度等级的流程跳转是在成熟度等级评价后完成成熟度等级的跳转。在已有指标体系的基础上，通过问卷调查分别确定评价维度及评价指标之间的关联情况，基于改进的网络层次分析法获取评价维度和评价指标的权重，将专家对定性指标给出的评价向量和定量指标的计算结果转化成三角模糊数，最后集结得到综合评价结果。其中，成熟度等级的数值根据评价结果分为五个等级：无准备级（0-0.2）、明确级（0.2-0.4）、匹配级（0.4-0.6）、整合级（0.6-0.8）以及适应级（0.8-1）。
基于成熟度等级的流程跳转是航空产品研制过程控制方法的基础，跳转详细流程为：
①当Ci=100%时，成熟度等级提升一级（i+1）；
②当Ci≥n时，下一级成熟度可以根据相关工作的完成情况开始提前介入，这里的n可由上述五个等级中的适应级表示，即n=80%；
③成熟度降级分为两种情况：a）主动降级：当需要进行设计更改时，若导致上一级的成熟降低至80%以下，则成熟度等级降低一级（i-1）；b）被动降级：当Ci＜n时，以时间为基准，当在第i级成熟度停留时间超过企业预设时间，则降到i-1级成熟度。其余情况保持成熟度等级不变。
实施案例
根据某航空产品的研制特点，为了在设计阶段各下游
工装设计阶段这5个成熟度等级如图2所示；
依据航空企业的组织结构划分，确定主要参研部门有总体、结构、系统、工艺、工装，再依据企业的并行工作模式，确定每个阶段的参与部门，如图3所示；
在某型号的航空产品研制过程中，相关部门开展了基于成熟度模型的航空产品研制流程控制技术试点应用。具体研制过程跳转控制如图4所示。当研制流程进行至方案设计阶段时，成熟度由方案设计阶段三部分工作（气动布局确定、结构布局确定、方案冻结）的完成情况确定。具体的成熟度数值由下式计算：
其中，Ci为航空产品成熟度；i为成熟度等级；Pj为成熟度等级中某一部分工作的完成情况百分比；n为某一成熟度等级中的工作数量，αj为根据工作内容设定的系数；
其中 为对应三部分工作的成熟度百分比,为工作内容设定的系数。
当时，设计部分可以提前开始初步设计阶段相关工作；工艺部门介入开展拟定工艺总方案，工艺预审查等工作；工装部门介入开展拟定工装初步设计方案，初步确定大型装配工装外形工装的设计方案等工作；零部件加工部门介入开展了解现有的零部件生产设备和技术，配合工艺部门制定零部件制造工艺方案等工作。
最后说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.基于成熟度的航空产品研制过程控制方法，包括定义成熟度等级、多专业并行协同定义、成熟度等级评价、基于成熟度等级的流程跳转。
2.根据权利要求1所述的基于成熟度的航空产品研制过程控制方法，其特征在于，多专业并行协同定义，它是指明确某个成熟度等级下参与产品研制的协同专业，让多个专业在同一阶段下协同工作，提升工作效率，它是研发流程控制不可或缺的一部分，具体确定流程如下：
①根据航空企业组织结构划分，并且进一步根据企业各部门的工作模式，按阶段及工作任务确定参与研发的专业；
②由于每个阶段部分工作任务可以提前开展，将可以提前开展的工作按专业加入到前一个成熟度等级，即重新组合①中不同专业在各成熟度阶段的协同工作模式，并依据每个阶段的主要工作内容选出主要专业协调其他专业；
③当成熟度等级提升时，所有专业同时并行开展该等级的所有工作。
3.根据权利要求1所述的基于成熟度的航空产品研制过程控制方法，其特征在于，基于成熟度等级的流程跳转，它是指在成熟度等级评价后完成成熟度等级的跳转；
在已有指标体系的基础上，通过问卷调查分别确定评价维度及评价指标之间的关联情况，基于改进的网络层次分析法获取评价维度和评价指标的权重，将专家对定性指标给出的评价向量和定量指标的计算结果转化成三角模糊数，最后集结得到综合评价结果；
其中，成熟度等级的数值根据评价结果分为五个等级：无准备级（0-0.2）、明确级（0.2-0.4）、匹配级（0.4-0.6）、整合级（0.6-0.8）以及适应级（0.8-1）；
基于成熟度等级的流程跳转是航空产品研制过程控制方法的基础，跳转详细流程为：
①当Ci=100%时，成熟度等级提升一级（i+1）；
②当Ci≥n时，下一级成熟度可以根据相关工作的完成情况开始提前介入，这里的n可由上述五个等级中的适应级表示，即n=80%；
③成熟度降级分为两种情况：a）主动降级：当需要进行设计更改时，若导致上一级的成熟降低至80%以下，则成熟度等级降低一级（i-1）；b）被动降级：当Ci＜n时，以时间为基准，当在第i级成熟度停留时间超过企业预设时间，则降到i-1级成熟度，其余情况保持成熟度等级不变。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180223 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |