航空产品质量监督方法探索

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1引言

随着网络技术和数字化定义手段的迅猛发展，国内外航空企业在其开发的新项目上，普通应用基于模型定义（MBD）技术的标准，通过无纸化设计发放产品数据，实现全三维制造、装配和检查。在此情况下，订购方也需要突破传统的质量监督模式，在遵循武器装备质量管理法规文件和相关标准要求的基础上，联合航空产品研制企业探索实践在数字化研发平台中进行研制过程质量监督和产品数据电子审查的新方法。本文借鉴国际合作项目中质量门（qualitygate）管控模式，结合某直升机型号开展的MBD技术应用实践，将数字化手段融入航空产品的质量监督，从MBD质量控制策划和技术应用方法两方面着手，探索开展订购方质量监督审查的实现过程。

2质量控制过程与控制内容研究

在某民用直升机研制过程中，采用了这种模式，设定了五级质量门分别用于管控：（1）设计内部协调；（2）工艺审查及对外协调；（3）数据发放；（4）提交鉴定考核及适航审查；（5）批生产确认及制造符合性检验。通过应用五级质量门，有效控制了设计协同、工艺审查和数据发放，并按验证取证程序和订货要求进行了数据更改控制。

2.1基于MBD数据流程的质量控制过程

借鉴质量门控制方式，结合MBD技术和标准，在军用直升机型号进行产品数字化定义和协同设计过程中，对数据流程进行了全面的优化，即：将MBD数据流程管理划分5个阶段，并确立5个环节进行控制，具体过程策划框图如图1所示。第一阶段，产品结构规划、科研活动确定和多专业联合定义。通过技术状态项（CI）确定进行产品结构和科研任务，在产品数据管理（PDM）系统中形成产品CI树管理整个型号各项数据，并保障各专业开发并行设计。第二阶段，基于PDM系统的在线详细和多专业协同设计。以CI为单元进行模块化定义，依据顶层设计模型，展开零组件细节设计，并按成熟度定义和控制要求进行多专业协同和数据发放。第三阶段，自动进行数据审查、发放和异地交换。发挥MBD单一数据源和PDM系统信息集成优势，进行数据无纸化发放，及产品结构（BOM信息）同步发放。第四阶段，按GJB3206A-2010《技术状态管理》及企业相关要求，进行定型前的工程更改控制，审批发放更改数据；并审查冻结提交定型审查的数据。第五阶段，按GJB3206A-2010《技术状态管理》和GJB1362A-2007《军工产品定型程序和要求》，参与定型后批产阶段的技术状态控制，以及技术状态更改审查、更改状态的上报和售后服务通报的上报审批。

2.2各环节中的质量控制内容

第一个环节，对照工作分解结构（WBS）检查CI规划的完整性和协调性。应用数字化手段，对研发单位的技术状态管理工作进行监督，通过登录PDM系统全方位检查和确认产品结构、验证项目、软件项目和规范树。第二个环节，基于数字样机（DMU）进行技术方案评估。按照研制程序，通过PDM系统和数字样机（DMU），与研发单位技术人员协同开展DMU审查，并针对军方专项要求开展基于虚拟环境下的沉浸式保障维护和人机工效的评估。第三个环节，应用网络电子审查工具和数字化质量门控制手段对MBD数据进行电子审查。针对研发单位无纸化MBD审签流程，改变图样文件纸型签署方式，基于研发网络应用CAD工具进行三维可视化电子审查。第四个环节，参与到工业部门内部组织的更改控制委员会（CCB），应用数字化手段和信息看板及时掌控工程研制和设计定型阶段的工程更改，审查更改验证和贯彻执行情况。第五个环节，通过工业部门组织的更改控制委员会（CCB），全面监督技术状态控制过程，对更改的发起、影响、方案、验证、上报和实施进行全流程审查和确认。

2.3质量控制效果预期

通过上述与产品数据状态定义匹配的质量控制环节，在研制阶段，确保MBD数据统一化管理、单一数据源、高质量设计和高效率审批发放。在批产阶段，控制由于技术状态更改所带来的MBD数据更改、专业协同和售后服务通报编发。

3MBD技术和标准在质量控制中的应用

MBD是通过多种信息集成方式，实现三维模型完整表达产品定义信息。具体应用在航空产品的数字化定义中，是以三维产品模型为基础，集成了尺寸标注、公差要求、加工制造要求、检验要求等特征信息，在取消二维图样工程定义的情况下，实现对产品特征描述、共享，以满足数字化制造信息直接传递的需求。可见，MBD标准编制、培训和贯彻是确保型号顺利实施的关键，只有统一规范的工程语言和表达方式，才能确保研制各方协同，并有效进行质量控制。为此，订购方质量代表需从以下三方面融入到工业部门的MBD技术应用中。

3.1制定MBD标准

订购方质量代表参与到数字化标准的研究、编制、验证、试用和推进工作中。参与工业部门在顶层全面规划，形成MBD标准体系，建立统一的MBD标准，并在行业内实施贯彻，以保证各新型号贯彻统一的MBD标准，产生规模效益。同时，结合直升机研发特点和数字化工具使用，细化要求，形成一整套满足产品研发和制造的MBD标准，例如《基于模型的定义》、《基于模型的制造》、《基于模型的检验》和《基于模型的质量控制》等。通过对MBD技术应用与标准实施工作，全面提升设计、制造、检验和质量等方面的MBD技术应用水平。首先，设计方建立面向MBD的全三维数字化设计体系，基于MBD标准，开发MBD技术应用使能工具和建立设计资源库，升级PDM系统，集成MBD信息，实现产品数据无纸化发放；其次，制造方建立面向MBD的全三维数字化制造体系，编制MBD技术工艺应用标准规范（含工艺流程规范），进行生产准备及产品生产；再者，检验方建立面向MBD的产品检验的标准体系，制定MBD数模检验大纲，并根据检验大纲进行产品检验；最后，质量管理和监督方，建立面向MBD的产品质量制度和监督体系，制定质量控制细则和操作办法，提高质量控制效率和效果。

3.2运用数字化工具实施MBD标准

MBD应用过程中，工业部门配套构建了多项MBD使能工具和设计资源库。同时，还对电子审查工具、PDM系统和CAD专用模块应用进行全面升级，提高了产品数字化设计的整体应用水平。MBD使能工具和设计资源库等数字化环境升级示意图（如图2所示）。图2MBD使能工具和设计资源升级示意图对订购方质量代表而言，为高效率高质量完成质量监督和电子审查工作，就必须学习掌握这些数字化工具使用，发挥工具所带来优势。为此，订购方质量代表需结合具体工作内容，主动参与MBD各类工具学习和培训。通过培训，使订购方质量代表掌握的相应工具的使用方法，如：（1）CAD的使用：能进行全机、区域和系统DMU检查，MBD数据三维标注检查和零组关重特性标识的检查；（2）PDM的使用：能进行产品结构浏览，CI树检查，BOM的生成，文档调阅，以及与CAD交互操作；（3）电子审查工具的使用：能进行审查任务的受理，审阅和意见反馈，以及对审查工作查询和统计。

3.3管控MBD设计资源库

在MBD应用中，为发挥设计资源库开放性和扩展性优势，标准化部门应构建标准件、材料和技术注释等数据库，以实现MBD数据规范化、集成化定义，保障MBD数据集的完整性和唯一性。订购方质量代表由以往的审查标准、标准件和材料选用范围控制，改为基于MBD技术和标准，借助信息化手段，通过对标准件、材料和技术注释库的监督，通过WEB方式应用使能工具辅助审查，管控标准件的品种和规格，控制材料的选用范围，统一材料数据性能出口，规范技术注释，提高航空产品设计质量和监督效率。

4结语

航空产品研发单位协同订购方标准化部门与质量代表，探索和实践出一整套基于模型定义（MBD）技术的标准的质量监督方法，充分发挥了标准的协调统一作用，将审查工作真正融入航空产品一体化协同研发中，为有效控制航空产品研发质量，履行信息化研发环境下订购方质量代表的职责奠定了基础。

作者:胡秦赣 何丹 吕保良 单位:中国直升机设计研究所 陆航装备发展办公室 中国航空综合技术研究所