CN114358711A - 一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于技术状态管理、信息化领域，具体为一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统及使用方法。系统包括6个组成部分：通用产品数据管理模块、基于单一数据源的多机型数据管理模块、基于架次有效性的产品构型提取模块、草稿设计环境模块、设计方案规划与数据组织模块、自顶向下的飞机构型配置模块本发明提出的信息化系统和方法，是一套面向飞机系列化改型的高效、低成本构型管理方案，采用单一数据源的架构，最大化复用数据；构建面向改进改型在线协同设计环境；建立自顶向下构型配置方法，简化发图更改流程。并通过一些列方法实现了速度更快、成本更省、质量更有的敏捷设计。

Description

一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统及使用方法

技术领域

本发明属于技术状态管理、信息化领域，具体为一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统及使用方法。

背景技术

飞机研制是一机多型的系列化发展，一型飞机的能力也是渐进式生成，飞机的改型和改进工作是主机所长期承担的重头科研任务。

然而传统的飞机改型是按独立型号管理，先在一个协同工具环境中完成方案、初步和详细设计，再转到产品数据管理系统中进行数据发放和后续的技术状态更改控制。这类改型设计工具和方法有诸多问题，首先，存在大量数模的重复发放和手动检入工作；第二，独立型号的多套编码引起工艺工装的重复，增加了制造成本；第三，分开管增加了更改工作量，为保证改的状态一致，需要复杂人工处理，效率低，增加了研制成本。

还存在另一种相对传统方法的改进探索，是在改型时通过分散的本地计算机设计，经过对设计结果的协调和确认后，通过对逐个零件的更改来实现新型号的设计数据发放。飞机的大型改进设计也需要做方案设计和初步设计，而这种方式失去了实时在线的协同工具环境，设计员只能各自在本地电脑做设计。且更改量巨大、流程长，难以保证设计的质量和效率。

本发明提出的信息化系统和方法，是一套面向飞机系列化改型的高效、低成本构型管理方案，采用单一数据源的架构，最大化复用数据；构建面向改进改型在线协同设计环境；建立自顶向下构型配置方法，简化发图更改流程。

发明内容

本发明的目的是面向系统复杂度高的大型飞机装备，建立一套高效、低成本的敏捷设计方法，解决传统飞机改型研制方式中存在的成本、质量与效率问题。

技术方案

一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统，包括6个组成部分：通用产品数据管理模块、基于单一数据源的多机型数据管理模块、基于架次有效性的产品构型提取模块、草稿设计环境模块、设计方案规划与数据组织模块、自顶向下的飞机构型配置模块，

通用产品数据管理模块负责的产品数据存储、变更控制，为基于单一数据源的多机型数据管理模块提供基础数据；基于单一数据源的多机型数据管理模块通过在基础数据上附加架次有效性属性，并初步划分大的架次号段来对应不同机型；基于架次有效性的产品构型提取模块块通过精准的架次来提取出飞机的产品数据，供草稿设计环境模块开展协同设计；草稿设计环境模块产生的设计数据可由设计方案规划与数据组织模块进行组织，形成基于某个事项的关联数据群，供设计员更快更准确的开展协同设计；自顶向下的飞机构型配置模块通过工程更改的方式，将基于架次有效性的产品构型提取模块、草稿设计环境模块生成的草稿设计数据正式向通用产品数据管理模块发放。

进一步的，基于单一数据源的多机型数据管理模块选取飞机架次对产品产品数据做有效性管理，通过架次划段来区分不同机型；

进一步的，基于架次有效性的产品构型提取模块通过对飞机架次的检索，自动提取一架飞机所有的构型数据；

进一步的，草稿设计环境模块：在冻结的产品数据管理系统中，选取不用于制造的架次段作为草稿设计环境，永久解冻并开放给设计员进行自由设计；

进一步的，草稿设计环境模块为新的改型飞机拷贝原飞机的所有数据到草稿环境中，作为改型设计的基础底稿；

进一步的，设计方案规划与数据组织模块：建立事件管理模块，通过建立一个设计事件项，来串联所有相关的设计数据，相关参与方可实时看到各方的设计状态，便于从设计早期进行匹配性检查；

进一步的，自顶向下的飞机构型配置模块：

建立顶层更改的模式，在工程更改单里将飞机产品结构的顶层系统节点作为更改对象，一次性将系统下所有需要更改的数据模块全部更改到位，以缩短更改流程对资源的占用，且保证更改的匹配性。

一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统的使用方法,包括如下五个步骤:

步骤1搭建基于单一数据源的数据管理模块，把系列化机型的全部数据放在唯一的产品数据库中统一管理；

步骤2在基础设计模块上定义架次有效性，架次划段来区分不同机型和状态，通过架次过滤配出不同机；

步骤3为了改型时也能有设计协同环境，在冻结的飞机数据库中，选取不用于生产交付的架次号段，开放给设计做草稿设计，进行设计结果的实时共享；然后由信息化平台统一批量创建草稿构型，把原机型的最新状态拷贝过来作为底稿，通过关联的方式，保证数据不冗余；

最后建立状态监控机制，将原机型的更改变化信息实时通知到改型机的草稿构型上；

步骤4建立在线组织更改设计的工具，通过创建协调事件，把方案设计过程中的相关数据都串联到一起，实时看到互相的最新设计状态，并将后续更改单关联起来，形成报表，显性的记录一个功能涉及多少模块、专业和更改量；

步骤5完成草稿设计以后，按产品数据的变化情况，通过将顶层系统作为更改对象，更改/编辑飞机的产品结构，批量配置出发图节点，再将设计好的底层模块挂接到相应节点下，提交数据发放审签。

技术效果

本发明将传统改型设计使用的两个分离工具合并为一个系统，并通过一些列方法实现了速度更快、成本更省、质量更有的敏捷设计，具体效果有：

1)针对飞机系列化改型，实现了设计质量、成本和效率的统一：

a)加强了设计协同，减少了设计缺陷和返工，提高了设计质量；

b)最大化的复用了成熟数据，节约了研制成本；

c)合并了更改和数据发放流程，提高了效率，缩短了研制周期。

2)第三，推动了飞机设计所和制造厂的研制融合，在两方的研制全线起到了增效、减负、提质的效果，打破厂所分离带来的不必要消耗；

3)形成了一套具有鲜明“敏捷”特点的构型管理技术，已在单位内部推广到于多个飞机系列的改型工作，后续可推广应用到其他大型复杂装备系统的改型研制中。

附图说明

图1两型飞机共用产品数据结构图；

图2草稿设计环境与飞机数据的关系图；

图3实现飞机敏捷改型设计的信息化系统组成及数据关系图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

敏捷设计发图方法通过如下五个步骤实现：

构建管理系列化型号的产品数据结构：

在通用产品数据管理模块中，系列化的A飞机与B型飞机共用产品数据结构及相关数据，通过架次分段区分两型飞机。将“0001-5000”架定义为A飞机，“5001-9000”架为B型飞机，如图1所示。

系列化飞机产品数据的构型管理方法如下：

若产品数据同时应用于A、B两型飞机且状态一致，数据只有一个构型，有效性为“0001-9000”；

若产品数据同时应用于A、B两型飞机，但状态有差异时，使用不同的产品数据构型(对应不同架次有效性)区分状态；

若产品数据仅用于A型飞机，产品数据所有构型的有效性合集为“0001-5000”；

若产品数据仅用于B型飞机，产品数据所有版本的有效性合集为“5001-9000”(产品数据可有多个构型)。

搭建草稿设计环境：

在通用产品数据管理模块中搭建草稿环境：

在原有A型飞机的产品数据结构上，为已有的全部数据构型创建草稿构型，将有效性设置为9900，并关联包含A型飞机最新状态的数据构型；

将草稿构型的数据状态设置为“草稿”，向产品数据所有者永久开放编辑权限；

草稿环境搭建完成后，在通用产品数据管理模块中按9900架打开相关数据，即可获得包含A型飞机最新状态的草稿设计环境,用于开展B型飞机协同设计，数据关系示意见图2。

开展草稿协同设计：

飞机的各系统设计员在草稿环境中开展协同设计，包括四种场景：

场景一，若数据构型同时应用于A、B两型飞机且状态一致，保持草稿构型对原有数据构型的关联,协同设计期间，无需任何操作；

场景二，若数据构型同时应用于A、B两型飞机，但B型飞机的状态相对A型飞机有差异时：

1)在通用产品数据管理模块中断开草稿构型与A型飞机数据的关联；

2)在通用产品数据管理模块中打开草稿构型并插入新设计数据并完成协同设计；

场景三，若数据构型仅用于A型飞机，在通用产品数据管理模块中断开与A型飞机数据的关联；

场景四，若需新建仅用于B型飞机的数据构型，则直接新建并将有效性设置为“5001-9000”；

协同设计事件的规划和管理

使用设计方案规划与数据组织模块，辅助飞机总体专业开展设计协调:

飞机分区的负责人在协同中创建协调事件，用于关联设计协调所需的草稿数据构型,并按事件在通用产品数据管理模块中批量加载相关的数模，组织开展总体设计方案的协调；

协调事件的相关参与方也可在通用产品数据管理模块中按协调事件批量加载相关数模,实时查看其他关联设计方的最新状态，作为协同设计的参考。

审签发放改型飞机的设计数据

完成草稿环境中的协同设计后，通过工程更改的方式配置发图节点，最终将设计好的草稿图样/数模提交审签、发放。

需现在A型飞机的产品数据结构上通过顶层更改配置出B型机使用的设计发图数据节点，有四种场景：

场景一，若数据构型同时应用于A、B两型飞机且状态一致，无需调整产品数据结构；

场景二，若数据构型同时应用于A、B两型飞机，但B型飞机的状态相对A型飞机有差异时：

适用于A型飞机的数据构型有效性后限需调整为“5000”；

新增适用于B型飞机的数据构型，有效性应为“5001-9000”；

场景三，若数据构型仅用于A型飞机，数据构型的有效性后限需调整为“5000”；

场景四，仅用于B型飞机的数据构型，新增时需将有效性设置为“5001-9000”。

具体发起工程更改时，以飞机的系统为单元发起工程更改，进行飞机产品数据结构的调整：

将飞机的顶层发起顶层更改，将系统节点作为更改对象；

更改单中以表格形式列出数据构型及构型的增、删、改情况，应至少包括数据构型编号、数据构型名称、负责人、改前有效性、改后有效性；

允许数据构型的不同构型设置不同负责人。

通过更改流程获得B型飞机的设计数据节点后，各数据构型负责人采用将前序设计好的草稿构型整体关联到B型飞机的数据节点下，提交数据发放审签流程。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统，其特征在于，包括6个组成部分：通用产品数据管理模块、基于单一数据源的多机型数据管理模块、基于架次有效性的产品构型提取模块、草稿设计环境模块、设计方案规划与数据组织模块、自顶向下的飞机构型配置模块；

通用产品数据管理模块负责的产品数据存储、变更控制，为基于单一数据源的多机型数据管理模块提供基础数据；基于单一数据源的多机型数据管理模块通过在基础数据上附加架次有效性属性，并初步划分大的架次号段来对应不同机型；基于架次有效性的产品构型提取模块块通过精准的架次来提取出飞机的产品数据，供草稿设计环境模块开展协同设计；草稿设计环境模块产生的设计数据可由设计方案规划与数据组织模块进行组织，形成基于某个事项的关联数据群，供设计员更快更准确的开展协同设计；自顶向下的飞机构型配置模块通过工程更改的方式，将基于架次有效性的产品构型提取模块、草稿设计环境模块生成的草稿设计数据正式向通用产品数据管理模块发放。

2.根据权利要求1所述的一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统，其特征在于，基于单一数据源的多机型数据管理模块选取飞机架次对产品产品数据做有效性管理，通过架次划段来区分不同机型；。

3.根据权利要求1所述的一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统，其特征在于，基于架次有效性的产品构型提取模块通过对飞机架次的检索，自动提取一架飞机所有的构型数据。

4.根据权利要求1所述的一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统，其特征在于，草稿设计环境模块：在冻结的产品数据管理系统中，选取不用于制造的架次段作为草稿设计环境，永久解冻并开放给设计员进行自由设计。

5.根据权利要求1所述的一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统，其特征在于，草稿设计环境模块为新的改型飞机拷贝原飞机的所有数据到草稿环境中，作为改型设计的基础底稿。

6.根据权利要求1所述的一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统，其特征在于，，设计方案规划与数据组织模块：建立事件管理模块，通过建立一个设计事件项，来串联所有相关的设计数据，相关参与方可实时看到各方的设计状态，便于从设计早期进行匹配性检查。

7.根据权利要求1所述的一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统，其特征在于，自顶向下的飞机构型配置模块；

建立顶层更改的模式，在工程更改单里将飞机产品结构的顶层系统节点作为更改对象，一次性将系统下所有需要更改的数据模块全部更改到位，以缩短更改流程对资源的占用，且保证更改的匹配性。

8.一种实现飞机敏捷改型设计的信息化系统的使用方法,其特征在于，包括如下五个步骤:

步骤1搭建基于单一数据源的数据管理模块，把系列化机型的全部数据放在唯一的产品数据库中统一管理；

步骤2在基础设计模块上定义架次有效性，架次划段来区分不同机型和状态，通过架次过滤配出不同机；

步骤3为了改型时也能有设计协同环境，在冻结的飞机数据库中，选取不用于生产交付的架次号段，开放给设计做草稿设计，进行设计结果的实时共享；然后由信息化平台统一批量创建草稿构型，把原机型的最新状态拷贝过来作为底稿，通过关联的方式，保证数据不冗余；

最后建立状态监控机制，将原机型的更改变化信息实时通知到改型机的草稿构型上；

步骤4建立在线组织更改设计的工具，通过创建协调事件，把方案设计过程中的相关数据都串联到一起，实时看到互相的最新设计状态，并将后续更改单关联起来，形成报表，显性的记录一个功能涉及多少模块、专业和更改量；

步骤5完成草稿设计以后，按产品数据的变化情况，通过将顶层系统作为更改对象，更改/编辑飞机的产品结构，批量配置出发图节点，再将设计好的底层模块挂接到相应节点下，提交数据发放审签。

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