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构型管理简介
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什么是构型管理
构型是通过构型控制来确定产品的全部数据,包括产品结构信息、几何信息、工艺信息、分析结果、技术说明和检测结果等,是根据相关的配置规则将产品全生命周期各个阶段所产生的各种形式和各种版本的数据、文档、工作流程等进行配置的结果,配置过程就是构型管理过程。
引用:于勇, 范玉青. 飞机构型管理研究与应用[J]. 北京航空航天大学学报, 2005, 31(3): 278-283.
构型管理的概念始于20世纪60年代,有关飞机构型的概念我国过去一直没有明确提出,直到在民机转包生产中才将这个概念引入到飞机项目中,目的是控制复杂飞机产品的开发与维护。
构型管理就是通过对更改、状态、审核等过程的控制,从而集成和协调各阶段产品数据,保证产品从设计到制造、维护、报废各生命周期阶段零件、文档和更改数据的一致性,是对产品生命周期中任何产品功能、性能和物料特性提供可视化控制的过程。
引用:CMstat. What Is Configuration Management White Paper[EB/OL]. https://cmstat.com/, 1999.
其具有如下关键特征:
由此可见,构型管理覆盖产品从项目启动到验证和维护的完整的生命周期。
构型管理的作用
许多500强的公司实践证明,构型管理是一门保证质量和有效性的必需学科,可使投资效益最大化和生命周期成本减少。
引用:王庆林. 飞机构型管理[M]. 上海科学技术出版社, 2012.
构型管理主要发挥了以下五点作用:
优秀的构型管理可以使项目目标明确,生产效率提高,保证产品研发过程和设计状态处于有效控制之中,给企业带来诸多收益:
当前构型管理存在的困境
随着我国改革开放的不断深入,全球化浪潮的影响,国内外合作加强,我国军工、航天航空企业也相继引入了构型管理的概念并逐步探索和实践出数字化构型管理的道路。但与国外先进航空企业相比,我国企业在管理水平、实施效果等方面仍然存在一定的差异,还有待提高。另外从信息技术的应用深度和广度来看:国内航空企业虽然纷纷采用了 PDM 等软件实现技术状态管理一些方面的能力,但由于缺乏先进的管理理念和全面标准规范的支撑,往往侧重对技术状态的结果数据进行了管理,忽视了对技术状态全过程严格和闭环的控制,容易造成状态失控。
引用:林雪萍. 构型(技术状态)管理-数据好管家 | 智能制造新概念[EB/OL]. https://zhuanlan.zhihu.com/p/28498195, 2017.
目前,我国在构型管理上的困境主要有以下三个方面:
涉及多个平台多个软件
我国企业构型管理系统方案通常采取Windcill+VPM+CATIA三系统结合,这要求企业用户需要同时部署三个系统才可以实现整个构型管理的流程。而这一部署方案可扩展性低,系统架构局限性大。这就导致了企业在部署实施数字化构型管理时耗时长,成本高,进而拖慢了产品研发速度。
过度依赖国外,少有国产软件
现在中国排名前20的电子高科技企业应用国外工业软件比例高达95%,然而这些工业软件本身不能满足中国企业高速发展的需求,更多的是依赖服务商专业的服务能力,做大量二次开发。在外部环境上,我国在高新技术领域被发达国家“卡脖子”,这导致了使用国外软件的风险性和不可控性将加大,而国产工业软件供应商十分缺乏。
无法适应飞机自主研发制造的新需要
我国想要实现飞机自主研发,除了学习欧美的先进经验之外,还需要有自主创新,这便给构型管理带来了新的要求和挑战。如何制定相应的构型管理方案,如何实施匹配国产飞机的数字化构型管理,这都是当下亟需解决的难题。
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构型管理的新要求
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为了解决当前构型管理面临的困境,这就对构型管理提出了新的要求,以推动我国航空企业构型管理的进一步发展。
降低复杂度
无论是早期的基于零部件的构型管理还是当前被广泛使用的基于模块的构型管理,对于航空产品而言,管理复杂度依旧很高。而在飞机整机结构和航空技术没有大的变革的情况下,降低构型管理的复杂度将同步降低飞机研发制造的难度。
深度模块化
在当前模块化的基础上,要进一步探索深度模块化的可能。深度模块化要求以设计模块为核心,同步工程管理在前期即介入产品设计过程,从而敦促产品的模块化设计考虑制造的可行性,便于设计与制造的协同,设计和更改的协调,从而使得产品研发更加敏捷。
解耦分工
将产品数据的设计过程与构型管理的过程分离,通过构型和设计的解耦将设计数据发放和构型配置信息发放分离。构型管理与产品设计的分开管理使变更被隔离,从而降低管理成本。
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杰为的解决方案
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针对数字化构型管理中面临的诸多困境,以及行业不断发展中出现的新需求,杰为打破障壁,给出了数字化构型管理全栈式解决方案。
基于云原生技术的分布式架构
与传统架构下的工业软件相比,杰为新一代云原生PLM既可在本地部署也可在云端运行,降低了硬件需求和性能依赖。帮助实施团队实现敏捷开发和持续交付,支持实时应用和个性化解决方案。更好地支撑部门、供应商、合作企业之间的协同设计。逐步替代主要的国际PLM产品,降低系统迁移成本,提高替换效率。
一站式全平台互通
基于杰为统一的Digital Thread(产品数字链)平台,构建产品从立项、设计、工艺、制造的全产品数据链条,并将3DX, EDX,三维工艺等产品融入到Digital Space(工程师工作空间),从而构建多学科的设计工作和数据协同。
支持自顶而下的正向设计需求
在设计工作开始之前,定义飞机顶层产品结构和配置,在研制过程中自顶向下逐层冻结产品构型,确定构型和配置后再进行三维数字化模型的设计,最终形成完成整体的BOM。产品结构规划示意图如下:
满足多种有效性筛选的应用场景
杰为的构型管理系统支持基于架(批)次,日期,描述性字符,以及其组合的多种有效性管理方式按照定义好的业务规则进行有效性的过滤得到单个产品的BOM实例,满足不同飞机主机厂的有效性管理要求。
模块化设计是提升产品设计质量和效率的技术手段,JWI的数字化构型管理模块则为企业的模块化设计提供了重要的技术支撑,将成为企业数字化转型不可或缺的保障。