第十二节__飞机构型定义、控制和制造资源管理

1十二、飞机构型定义、控制和制造资源管理12.1波音DCAC／MRM系统结构及其软件系统波音公司于1994年制订了这一突破性的飞机制造战略性计划，采用九十年代发展起来的产品数据管理PDM（ProductDataManagement）技术，实施飞机构型定义和控制及制造资源管理DCAC/MRM（DefineandControlAirplaneConfiguration/ManufacturingResourceManagement）计划，实现全面的产品数据管理。以达到飞机研制周期缩短50％，出现的问题减少一半、成本降低25％以及较大地提高客户的满意程度。整个DCAC／MRM庞大系统由五大部分组成：商业需求、产品定义、飞机生产、产品支持和商业资源。整个DCAC／MRM系统是以单源产品数据库为基础，以精简作业流TBS为主线来组织和管理整个波音飞机公司的飞机设计构型、工艺计划、生产制造和服务支持的全过程。2波音公司近40年来，各部门为了自己的业务工作建立了自己的一整套计算机信息系统，用来支持产品设计、制造工程、资源管理、质量控制、进度计划直至服务支持等各项工作。整个波音公司这类软件系统达800多个，仅支持产品开发和生产过程的就有400余个子系统。这些系统彼此独立，信息难以交换，甚至有些是相互制约的。因此波音公司采用国际上四个大型商品化软件：Trilogy公司的产品构型软件BUILDER。Baan公司的制造资源管理软件BaanⅣ。CIMLINC公司的计算机辅助工艺设计软件Lingkage。SDRC公司的产品数据管理软件Metaphase并且通过产品数据管理软件建立单一产品数据源SSPD，不仅管理整个飞机的构型工作，而且实现庞大的DCAC/MRM计划的系统结构及其软件功能。3波音自己开发并支持生产的有400个子系统采用四个商品化软件（COTS）单一产品数据源SSPD单一产品数据源信息系统412.2波音DCAC／MRM系统关键要素（一）精简作业流TBS（TailoredBusinessStreams）1：精简作业流TBS1由于同一型号每架飞机之间大部分零部件是相同的，把大部分基本的和稳定的零部件划作精简作业流TBS1(TailoredBusinessStreamⅠ)，把这一作业流中的零部件、人员、工艺过程和相关工艺装备有机地组织在一起。如飞机的机体、机翼等主要部件，对顾客来说这些是不会变的，它们是飞机的主体。这些基本和稳定的零部件分别应对波音飞机家族的飞机主模型(majormodel)，如737、747、757、767和777是一样的，无需工程设计人员作任何工作就可投入生产线，可按预测组织和安排生产。5飞机上的有些部件，如发动机、通讯设备、起落架、轮子和刹车系统等是由客户选择而定的，这些对整架飞机来说所占成份较小，所以称作飞机的次要模型（MinorModel），当用户提出这些部件后，一般不必重新设计，可由承制厂当即供货（提前交付），所以称作顾客驱动、提前交付型CDPD（Customer–driven,Previouslydelivered），由这种类型部件组成的作业流称作精简作业流2（TBS2）；2：精简作业流TBS2飞机的次模型(minormodel)应对波音飞机家族，如737/300、400、500、600、700和800。一架飞机的大部分零部件可划分到这两个作业流中，一方面很好地解决了大部分零部件直接重复使用，这里的重复使用不仅指零部件本身，而且包括人员、工艺计划和生产设备等；另一方面也取消了很多无用的、非增值的各种工程环节，这样极大地提高了有效性、降低了成本、缩短了周期。6737–300–500–400747–400B–400F–400BC757–200B–200PF767–200–300F–300B777–200选型次模型主模型可利用选型PRG风档No.1(LHandRH)561040008三联风档No.1(LHandRH)561040001客户选型与飞机主模型和次模型的关系73：精简作业流TBS3顾客对自己所订购飞机的一些特殊要求，如厨房、机内装饰和座位安排等需要波音公司设计部门按顾客要求重新设计，并影响到制造工艺、生产安排等后续一系列环节，波音称此为顾客驱动、新设计型CDND（Customer–driven，newlydefined），按这类组件构成的作业流称作精简作业流3（TBS3），在顾客特定选择方案中仅属于精简作业流TBS3中的零组件，需设计部门利用CATIA软件进行真正的设计工作，工艺人员利用CIMLINC公司的Linkage软件进行工艺设计，而属于精简作业流TBS1和TBS2中的部件仅需进行有效性检查。8三种精简作业流9顾客只需按这三种分类选择所需飞机，波音设计部门按顾客的选择进行飞机的构型定义并进行控制，波音公司称这种顾客最终所要的飞机型号为顾客特定选择方案，并对顾客的这种选择方案赋于它唯一的制造系列号MSN（ManufacturingSerialNumber），顾客新选定的飞机方案按制造系列号存入DCAC／MRM系统的单源产品数据库中，其存贮方式按产品信息结构树进行组织。以后的一切有关此飞机的设计、工艺、制造、管理和服务工作按单源产品数据库SSPD中的制造系列号所表明的产品结构树进行，体现了按架次管理的实际情况。单源产品数据库SSPD（MSN）TBS1主要型TBS2次要型TBS3新设计产品构型树10过去现在飞机制造过程作业流的变革1110095.cvsProductionDeliveryEngineeringDesignMfg.PlanningTBS1Basic&StableTBS2PreviouslyDeliveredOptionsTBS3New/UniqueOptionsReusabilityofmajorityofdefinitiondataTo-BeMfg.PlanningProductionEngineeringDesignDeliveryEachairplaneconsideredentirelyuniqueAs-IsREPLACEDBY12（二）简化构型管理SCM（SimplifiedConfigurationManagement）1：模块化组织单元上述的精简作业流按零部件的设计、工艺计划、工装设备和支持文档等组织在一起构成模块(module)，模块成为企业活动的基础，它是与客户谈判选型(Option)的依据，客户有什么选型，将有什么模块与之对应，所以它将成为企业组织生产的单元。当客户确定选型（Option），例如：三联风档（TriplexWindshield）后，与之对应的有独立的模块。这一模块有三联风档的设计、相应的工艺计划、工艺装备和支持文档。设计中将包括零部件的数字模型、图纸和产品结构树等信息。工艺计划中有零部件将在什么车间（Shop），哪一个工位（Position）和按什么作业（Job）制造，在制造过程中将用到什么工装（Tool）。13总功能用户专用适应功能特殊功能辅助功能基本功能附加模块适应模块特殊模块辅助模块基本模块基本的重复的一般的安装的联结的特殊的完善的扩展的无法精确定义的不能预知的产品模块是实现一定功能的，也就是说，一个产品系列下的每个独立的功能单元都有对应的模块。因此，可以按照功能单元的类型来区分模块。模块的功能分类法142：简化构型管理原来是把图纸作为有效性依据，即图纸上（相应的物料表中）标明哪些零部件对哪一架次飞机有效。大多数情况是同一张图纸对很多架次飞机有效，则在图纸上相应作出有效性标注。为此波音公司把它改造成基于零件号的构型方法，对于每架飞机有一个特定构型表ASCT，表中定义了该架飞机有哪些零部件构成，零部件与模块相联系。这样一个自动化系统不仅消除了很多出错可能性，而且大幅度地降低了人工的重复劳动，提高了效率。15有效性飞机特定构型表简化构型管理16构型有效性控制两种不同方法17另一个重要措施是，过去对每种型号飞机有一架基线(Baseline)飞机，通过对此基线飞机上增加或减少零部件后，最终形成客户所需飞机。而现在不再有基线飞机，仅通过“增加”，即通过客户选型就确定客户所需飞机。前面已经提到，飞机零部件已模块化，由模块组成飞机构型表，不再需要对原有图纸重新标记有效性。18构型过程的改变19飞机结构的最上层是各系统的集成件(TopA/PCollector)，而每一系统是功能的集成件，每一功能由多个安装件组成，安装件又由装配件组成，装配件又由多个零组件构成。随零部件的复杂性不同，也有不同层次之分。对具体一架飞机的有效性渗透到从顶层到最低层的各层图纸中，因此十分复杂。现在改成仅对组成飞机的主模型、次模型的模块和其它选择项才有有效性控制，而模块以下的安装件、装配件和零组件不再有有效性标识，因为它们直接从属于它们的模块，这样大大简化了有效性的控制工作。20（三）单一产品数据源SSPD波音公司把整个作业过程分解成三种类型(TBS1、TBS2、TBS3)，并按“模块”作为组织单元，采用了基于零件号的简化构型管理方法，四个商品化大软件替代过去几百个专门系统，这些无疑需要有统一的产品数据管理方法来统筹整个企业的运行。为此，波音公司实施单一产品数据源SSPD(SingleSourceofProductData)。单一产品数据源中的数据内容就很丰富，其结构较复杂，它能满足企业从客户选型直至交付飞机和服务支持等各方面需要。在单一产品数据源中应存放着完整的产品信息，不同的使用角度(View)可以提取产品的不同配套数据。波音公司通过实施DCAC/MRM计划后，用单一产品数据源代替过去800多个专用应用系统产生的数据，用单一物料表管理系统代替过去14个物料表，用一个更改管理系统代替过去30多个更改管理系统，使信息流在各时间段上的数据准确性由60%～70%提高到99.7%。21（四）简化物料管理TMM（TailoredMaterialsManagement）过去的方法是，所有零部件的物料管理是使用一个很复杂系统来处理所有物料的复杂性和可变性。现在仅需采用与三个精简作业流相匹配的物料管理方法，产品的大部分物料通过TBS1和TBS2系统处理，这两个系统因基本没有变化导致物料管理都相对简单。而仅少量的新设计零部件通过TBS3作业流，仅此过程物料管理系统复杂些，但它们的数量较少，所以从公司整体上看，物料管理系统复杂性大幅度地简化，便于实施适时(JIT)生产技术。22简化物料管理示意图2312.3波音DCAC／MRM系统的实现措施和步骤实施过程大体先在公共支持、零件制造单元和后勤保障开始，然后在部件装配厂实施，最后全公司实施，包括预测订单、构型设计直至服务支持各部门。DCAC/MRM系统的实施要求由顶层逐级向下提出，其实施过程是由下向上进行，机型实施顺序大体按757、737、747、767和777进行。DCAC/MRM项目共有四次发放，每一次发放就是在实现进程中其软件、过程和归档数据功能达到一个阶段。第一次发放，在波音的一个零组件制造场所的制造工程和MRM的快速实现。第二次在大多数零组件制造场所实现。第三次在所有装配和安装场所和工程部实现。第四次在公司的全部场所实现完全使用模块功能，进行整套新的构型管理过程。24覆盖全球的产品数字化网络研制系统实例：波音公司数字化网络系统应用及其发展737-X747757767777C17DCAC/MRM系统……全球协同网络环境GCECATIA,DELMIA,ENOVIA,SMARTEAM集成系统（MBD）787现有机型的覆盖全球的数字化网络系统研制新机型的数字化网络协同框架GCE（GlobalCollaborativeEnvironment）