面向航空产品研发,围绕以PLM(产品全生命周期)支撑的业务过程主线,对产品全生命周期中的各个BOM(产品物料清单)进行定义,阐述各BOM的演进过程和相互关系,描述了基于xBOM的技术状态管理,并通过案例分享介绍了xBOM在型号中的具体应用。

1.xBOM的定义

在制造业中,对产品进行树状层次化分解形成产品结构树,产品物料清单(BOM)是以该产品结构树为核心组织的各类资源数据的合集。BOM数据既用来描述产品的物料组成及物料之间的关系,也用于表示零部件、产品模型、产品说明书、产品质量信息等相关信息。

在产品全生命周期的不同阶段,面对不同的部门,存在多种不同意义和用途的BOM视图,我们称之为xBOM。xBOM是从不同业务视角对产品进行分解构建的不同BOM视图,通过xBOM组织起不同业务环节产生的不同类型的产品数据,以满足不同业务用户对产品数据和信息的管理、查看及使用需要。因此,保证这些 BOM数据的完整性、正确性和一致性具有非常重要的意义。

2.xBOM组成和演进过程

金航数码对xBOM解读和应用案例分享(金航数码对xBOM解读和应用案例分享)(1)

xBOM组成

上图展示了产品研制各个阶段产生的各种BOM。在各个阶段中,需要以BOM为核心,对产品不同研制阶段所产生的数据进行结构化的定义和管理,并定义出各种数据之间的关联关系。

金航数码对xBOM解读和应用案例分享(金航数码对xBOM解读和应用案例分享)(2)

BOM演进和关联关系

RBOM:需求BOM

需求BOM的输入是利益悠关者的需求和系统之系统的能力需求。需求BOM用条目化组织和管理需求,同时建立不同需求条目之间的关联关系,支持需求追踪和关联分析。需求BOM的输出是飞机层次化需求及技战术参数。

FBOM/LBOM:功能BOM和逻辑BOM

以需求为驱动,开展功能/逻辑架构设计。通过功能满足所有系统需求,通过不同的逻辑架构实现功能在系统中的不同分配方案。在MBSE系统中,基于FBOM组织管理功能架构模型,基于LBOM组织管理逻辑架构模型,FBOM/LBOM的输出是功能基线和分配基线。

DBOM:设计BOM

在方案设计和初步设计阶段,基于功能/逻辑架构设计结果设计出的主几何模型、总布置模型、设计规范(二维或文档)等,用DBOM管理方案设计和初步设计阶段的多个设计方案,其结果提交到PDM系统进行管理。

EBOM:EBOM分为结构EBOM和系统EBOM

结构EBOM。结构EBOM的输入是DBOM的概要设计方案。EBOM由顶层、构型层、底层组成。EBOM与DBOM具有相同的顶层结构。构型层以EBOM顶层为基础,由设计、工艺人员联合进行EBOM构型层规划;底层针对EBOM规划的模块,由设计人员开展详细MBD设计,设计结果提交PDM系统形成具体方案。

系统EBOM。系统EBOM的输入是DBOM的概要设计方案,在详细设计阶段根据总体单位提出的成品、系统需求,供应商将开展成品、系统的设计和交付,成品、系统数据在PDM系统将通过EBOM的系统视图进行统一管理。

PBOM:工艺BOM

PBOM的输入是EBOM,是制造厂工艺管理人员根据工厂制造水平和能力,在EBOM基础上对工艺路线进行调整和再设计得到的,是组织工艺文件的基础。工艺人员采用自顶向下设计方法进行工艺方案规划和工艺路线设计,形成满足工艺规划和工艺路线的BOM结构,并基于PBOM组织和管理工艺数据和相关的工装数据。

MBOM:制造BOM

MBOM是制造厂技术人员根据工厂制造水平和能力,在PBOM基础上根据加工单元的具体情况进行调整和再设计得到的。工艺人员根据飞机部件结构划分确定结构相对独立、工艺相对简单的工位,基于工位定义加工单元,加工单元与一组特定的空间位置、工装型架、人员、工具等生产资源对应,工艺人员基于装配单元开展详细的装配工艺和零件工艺设计,其设计结果基于MBOM组织管理。(有些用户的PBOM和MBOM合二为一为MBOM)

BBOM:装机BOM

BBOM随着每架飞机的制造装配过程而建立,各架次飞机的BBOM各不相同。BBOM初始构建是EBOM的单架次实例化,以初始BBOM为基础,生产单位反馈各零部件相应的实物信息和质量信息,并在生产交付节点完成实物信息的反馈,形成完整的单架次BBOM。通过BBOM实现完整的单机实物技术状态的管理,实现对制造实物在关键节点(如交付)的追踪与管控。

TestBOM:试验BOM

试验BOM的输入为需求指标、试验机BBOM、架外改装、设备交付状态。以设计过程产生的试验试飞大纲为指导,试验试飞部门开展试飞设计,使用交付的飞机开展多场次的试验试飞,完成不同的试飞科目并最终给出结论,在此过程中需要对试验过程中飞机的实际状态进行记录,内容包括:每场次试验试飞飞机的构成、称重、实效件的使用时间、串换件,以及外场服务状态等质量信息等,TDM系统通过TestBOM实现试验试飞技术状态的管理。

SBOM:服务BOM

SBOM的输入为EBOM,由飞机客户服务部门产生,建立面向客服的产品结构,并以该产品结构为核心组织各种飞机支持维护数据,包括设计数据:设计产生的技术文件、图纸、数模等,也包括客服数据:装配单元信息、属性信息、有效性和配置信息、拆装过程、维修大纲、图解目录、技术插图信息、可更换单元(LRU)、返修间隔期(TBO)等。

OBOM:运营BOM

OBOM的输入为SBOM和BBOM,它随着每架次飞机投入运营过程而建立。各架次飞机的OBOM各不相同,基于OBOM产品结构组织该架次飞机运营过程中产生的数据,包括:飞机基本交付文件、件号(关重件、成附件)、不合格品、寿命和存货期、使用说明、维修大纲、维修记录、备件更新记录等。

3.基于xBOM的技术状态管理

技术状态管理职责和规范

有别于传统的技术状态管理,基于xBOM的技术状态管理涉及到产品研发的所有单位、部门、角色、专业,需要业务职责分工协同、各个专业分工协同、技术层面协同。xBOM数据管理与业务开展的协同涉及设计单位内多个设计专业、制造厂内多个工艺专业、车间多个制造专业、成品单位、试验试飞单位等,存在多专业之间管理、业务、系统、数据的协同。因此,需要从职责部门、管理规定、执行管控上,落实基于xBOM的技术状态管理。

基于xBOM的技术状态管理

金航数码对xBOM解读和应用案例分享(金航数码对xBOM解读和应用案例分享)(3)

基于xBOM的技术状态管理

随着产品研发不断深入,变更、借用、替换等引发的技术状态管理是产品研发绕不过去的问题。将xBOM创建和管理的各个系统集成,形成产品全生命周期管理系统。在数据关联的基础上,贯穿飞机研制不同阶段,构建产品研制全生命周期的数据网络,让xBOM成为产品全生命周期中的黄金线索,基于xBOM实现产品研制过程中各种数据的关联管理和连续传递,打通xBOM之间的数据“割裂”,实现产品研发过程中技术状态的精细化管理。

除了建立xBOM数据间的关联之外,对于飞机研制过程中的关键参数,可以通过建立xBOM中模型之间的参数连接,实现不同研制阶段参数在模型之间的连续传递,如将技术需求中的关键参数要求传递给功能架构设计、并将关键参数传递给MBD模型定义,实现基于参数的连续传递。

军民机客户技术状态管理的差异

在技术状态管理上,军民机都贯彻了全生命周期的过程更改。在军机层面技战指标是必须满足的,军机的技术状态是按照技战指标来执行和管理的。在民机层面更强调的是安全和适航,民机层面影响了产品安全性的变更为强制安全项,这种变更不可避免,必须执行;不影响安全的变更可根据客户的经济性评估是否执行状态变更。

4.xBOM定义和管理案例分享

EBOM、PBOM、MBOM定义和管理

金航数码对xBOM解读和应用案例分享(金航数码对xBOM解读和应用案例分享)(4)

EBOM、PBOM、MBOM定义和管理

上图是某主机厂在某型号上基于xBOM的一体化管理模式。PDM系统定义了EBOM、PBOM、MBOM及其关联关系。系统对EBOM、PBOM、MBOM、AO、FO关联关系进行管理,确保信息的正确传递和管理,实现基于xBOM的一体化变更管理。

EBOM、SBOM、OBOM定义和管理

金航数码对xBOM解读和应用案例分享(金航数码对xBOM解读和应用案例分享)(5)

EBOM、SBOM、OBOM定义和管理

上图是某主机厂在某型号上基于xBOM的一体化管理模式。这里定义有EBOM、SBOM、OBOM及其关联关系。系统对EBOM、SBOM、OBOM关联关系进行管理,确保信息的正确传递和管理,实现基于xBOM的一体化变更管理。

基于MBOM的BBOM定义和管理

金航数码对xBOM解读和应用案例分享(金航数码对xBOM解读和应用案例分享)(6)

基于MBOM的BBOM定义和管理

上图是某主机厂在某型号上基于MBOM的BBOM定义和管理,该项目中PBOM和MBOM合二为一为一个MBOM。PDM系统对MBOM和BBOM关联关系进行管理,确保信息的正确传递和管理,实现基于xBOM的一体化变更管理。

随着飞机型号越来越复杂,飞机研制技术状态管理将越来越精细化,未来将扩展出更多的BOM,需要对这些BOM进行更深入的定义、建立更紧密的连接关系、实现更精细化技术状态管理。因此,在未来飞机研发中,加大xBOM的定义和管理力度,将成为提升飞机型号研制能力的必然趋势,是我们未来研究的重点方向。(张晓梅)

金航数码对xBOM解读和应用案例分享(金航数码对xBOM解读和应用案例分享)(7)

金航数码对xBOM解读和应用案例分享(金航数码对xBOM解读和应用案例分享)(8)

,