飞机构型管理技术篇：工程数据管理

读：飞机研发过程的需求可追溯，建立一个以技术数据为中心的工程数据管理系统，实现机、电、软的协同设计，是飞机构型的重要的数据管理基础。
【英文条目】Engineering Data Management
【中文条目】飞机研发过程的需求可追溯，建立一个以技术数据为中心的工程数据管理系统，实现机、电、软的协同设计，是飞机构型的重要的数据管理基础。
总体先行是飞机研制的基本原则。飞机型号系统总体设计贯穿研制工作的全过程，是型号研制成败的关键，总体设计基于技术指标以及使用要求为主要内容的研制任务书基础上，通过系统分析研究，完成总体方案设计、系统分解、接口定义、系统集成、系统仿真、系统试验和系统鉴定。总体设计与管理具有明显的系统工程方法的管理特点，要求综合多方面的专业知识、在工程的各个研制阶段中，进行反复迭代式的系统分解与综合分析，以求得总体性能最佳的决策。
需求管理是飞机设计和管理的根本目的，是飞机设计单位和飞行试验相关人员之间沟通的主要途径。需求管理的根本目的就是要把需求工程化，让需求去指导产品的工程开发。
从图1我们可以看出，飞机系统是经过多层迭代进行设计完成的。在飞机系统的研制过程中，需求管理是飞机工程的管理主线，无论进行什么样的活动，包括设计、仿真、验证等等，其最终目的都是为了设计制造出满足客户需求的产品。

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图1：需求管理的管理主线作用
为了将复杂产品的需求管理过程变得简单，并且可以追溯，将采用分层次的方法对系统进行分解，将飞机需求分为客户需求层、飞机产品需求层、飞机系统需求层、飞机零件需求层来进行管理，而每层的需求管理过程是相似的，需求管理就是要在产品的每一层完成需求捕获、需求分析、需求确认、需求分配、需求验证这样一个循环过程。
在采用信息化管理系统的情况下，可以针对飞机的研制模式建立需求模型，并用树状结构的建立来完成对需求模型的管理。树状模型是建立在分层的基础上，根据飞机产品研制的特点，需求模型可以分为四层：
第一层：客户需求模型
第二层：飞机产品需求模型
第三层：系统需求模型
第四层：设备零件需求模型
【飞机构型管理技术篇：工程数据管理】

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图2：需求管理层次划分
由于我们把需求的条目用模型化的方式进行管理，因此在不同的阶段对需求的属性进行完善，从而进行成熟度定义，就可以有效地对需求的内容和属性的完整程度进行管理。这样可以把相对模糊的需求定义用一种定量化的属性指标的完成来进行管理。
随着系统建模标准的发展，对基于模型的系统工程开始产生重大影响。对象管理集团的系统建模语言：SysML ，作为一种通用的、用于特定设计、分析和验证复杂系统的图形化建模语言，已被广泛实施在MBSE支持工具。模型与数据交换已推进MBSE实践在不同建模领域实现了一体化，包括飞机系统建模领域。

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图3：复杂产品的MBSE数据管理模型
通常情况下，飞机技术设计与产品分解结构建立对应关系，下图是典型的飞机分解结构示意。

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图4：产品分解结构
随着三维数字化设计技术在制造业的广泛应用，基于MBD的数字化设计与制造已经成为信息化的发展趋势。 MBD是产品数字化定义的先进方法，其核心内容是产品的几何模型、所有相关的制造描述信息、属性信息、管理信息等附着在产品的三维模型中，一般情况下不再有工程二维图。 MBD改变了传统的由三维实体模型来描述几何信息，而用二维工程图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的产品数字化定义方法。同时， MBD使三维数模作为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统以工程图纸为主，以三维实体模型为辅的制造方法。