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【摘 要】为满足在ENOVIA中实施产品结构管理的要求，借鉴国外航空企业成功经验，总结了飞机产品结构数字化管理内容的构成。定义了飞机产品结构管理的基准类型，并给出应用实例。定义了飞机设计中有效性的概念，以及其应用范畴。对ENOVIA下的结构分解进行分析，给出了结构分解的指导原则。提出了工程构型要向工艺构型靠拢的概念，总结了国外航空项目产品结构分解的经验。分析了产品结构分解颗粒度对产品结构管理以及后续更改管理的影响，建立了基ENOVIA的产品结构管理模式。最终为建立满足航空工业要求的产品结构管理应用提供了参考依据。
【关键字】ENOVIA；产品结构管理；产品设计；并行工程；数字样机；有效性
数字化产品设计技术的发展和应用为航空工业注入了新的动力，设计人员已掌握数字化设计的基本方法。然而，传统的设计与制造装配分离的串行工作方法使产品设计与制造之间的数据缺乏联系，在设计过程中没有充分考虑到产品制造装配的特性，常常存在着制造厂需要对设计部门所传递过来的产品定义数据进行二次装配的问题，人为的造成数据链中断的现象。因此在现代飞机研制过程中开展并行工程以及统一产品结构管理的技术研究，明确在产品结构管理内容以及定义过程就显得尤为重要。通过对我国设计转包的国外航空企业数字化产品结构管理技术的跟踪与研究，并结合我国航空企业在数字化产品结构管理技术的应用特点，提出面向并行工程的飞机产品结构管理技术定义。
1、ENOVIA简介
ENOVIA是达索公司开发的一款用于产品数据生命周期管理系统软件，主要用于复杂系统的研发。ENOVIA系统为企业提供了信息共享的平台，使得不同的人员、部门及其他相关企业能够方便地实现信息共享。参与项目的设计人员可使用ENOVIA系统进行产品设计，创建产品结构树，并在后续的详细设计阶段进行数据的发放，其他部门人员也可以利用这个平台参考使用数据。本文阐述的结构管理解决方案就是基于ENOVIA这个平台所采用的标识产品的一系列方法。
2、产品结构管理简介
产品结构管理就是对产品结构树的创建模式，产品结构树的管理方法，管理职能和权限的划分等方面进行规划、设计以及固化。好的产品结构管理方法能够简化产品的数据管理工作，提高零部件的重用性，为实现单一产品数据源提供方便。
3、国内产品结构管理存在的问题
国内的院所和企业都陆续购买了相关的产品数据管理系统。但是基于这些数据管理系统的产品结构管理始终没有得到重视。大多数的院所和企业还是在用系统自带的功能进行产品结构的管理，导致：产品结构树的创建及后续调整无章可循，工作没有延续性；设计过程中基线与备选方案无法在结构树中共存，方案调整就需要推倒重建，浪费设计周期；产品结构树的创建仅考虑到设计分离面的划分，与实际制造装配脱节，造成数据链的断裂；无法在系统中进行有效性赋值，多构型产品结构在系统中无法共存。
4、基于ENOVIA的飞机产品结构管理
ENOVIA作为达索公司的拳头产品，不但能用于集成产品开发软件，同时还在系统内预留了二次开发的空间。现在就笔者参与某公司ENOVIA系统二次开发工作中积累的经验提出如下解决方案：
产品结构的创建
在ENOVIA系统中创建产品结构应遵循：从上至下随设计深入逐层分解；尽量按产品制造装配关系分解；层级在满足下文所述要求的基础上尽量扁平化，见图1。
产品结构的调整随着设计的深入，产品结构树的分解逐步细化，在这个过程中会出现产品结构的调整。常出现的情况有：
4.2.1设计过程中产品结构树节点的删改。在产品设计没有冻结前更改是频繁而且庞杂的，导致频繁的产品结构更改。此阶段对产品结构树节点的删改是直接在产品结构树上操作的。
4.2.2设计过程中设计方案的更换。在产品设计进行中常常会出现多个设计方案无法确定的情况，此时就需要在ENOVIA系统中实现多种方案并存。在本方案中，产品设计人员可以利用中层的过程数据节点来实现多方案并存，在有需要的情况下可实现基线方案和备选方案间的互换，详见图2。
4.2.3设计冻结后系统组件向实际安装位置的转移。在产品设计过程中，为了方便设计工作的进展，需要将系统工作包分离出来。但是在实际装配过程中，系统的安装又是在不同的结构工作包下完成。为了解决这个问题，本方案提出：在产品设计过程中，系统件是在系统工作包节点下完成设计的，但是在确定设计分离面时需要考虑系统件在机身结构中的安装位置；而在设计方案冻结后，可将系统工作包下的各个部组件复制转移至结构工作包下预留的系统安装节点下。详细情况见图3。
4.2.4设计冻结后对产品结构树节点的更改。在本方案中，设计冻结后对产品结构树中节点所产生的更改应由设计人员在过程数据节点下创建更改数据，后由产品结构管理员完成更改数据对产品结构树中原数据的替换。详情见图4。
5、产品结构权限的定义
本方案定义了四种角色参与ENOVIA系统中产品结构的管理：系统管理员、产品结构管理员、设计组长、设计员。角色职能见表1：
这四种角色的职能划分明确，充分实现了上文所述对产品结构的各种操作。
6、产品结构中有效性的标注
有效性是定义数据有效范围的一种标识，表示特定产品的数据何时生效。飞机构型管理一般使用架次标识有效性。
有效性标注在产品结构树的不同层次和节点上，将对构型管理方法产生重大影响。本方案采用了将有效性标注在构型项上的方法。通过对ENOVIA系统的二次开发，实现将有效性信息附加在产品结构树中的构型项节点上。这样，定义特定的飞机构型仅需要搜索所有预设的构型项即可。详见图5。
7、总结
本文着眼于民机产品结构管理的全过程，通过对民机产品结构管理过程的深入研究，提出了基于ENOVIA系统的产品结构管理方案，并结合我国民机院所和企业粗放式管理的现状，通过对产品结构层次、节点的划分，以产品实际装配关系为主线，建立了支持飞机设计、制造全过程的产品结构管理方法，在此基础上构建了有效性赋值方法，解决了客户构型飞机产品结构的筛选、查找和输出，从根本上解决了飞机产品结构管理问题，对于完善民机数字化产品设计体系有重要的参考意义。
【关键字】ENOVIA；产品结构管理；产品设计；并行工程；数字样机；有效性
数字化产品设计技术的发展和应用为航空工业注入了新的动力，设计人员已掌握数字化设计的基本方法。然而，传统的设计与制造装配分离的串行工作方法使产品设计与制造之间的数据缺乏联系，在设计过程中没有充分考虑到产品制造装配的特性，常常存在着制造厂需要对设计部门所传递过来的产品定义数据进行二次装配的问题，人为的造成数据链中断的现象。因此在现代飞机研制过程中开展并行工程以及统一产品结构管理的技术研究，明确在产品结构管理内容以及定义过程就显得尤为重要。通过对我国设计转包的国外航空企业数字化产品结构管理技术的跟踪与研究，并结合我国航空企业在数字化产品结构管理技术的应用特点，提出面向并行工程的飞机产品结构管理技术定义。
1、ENOVIA简介
ENOVIA是达索公司开发的一款用于产品数据生命周期管理系统软件，主要用于复杂系统的研发。ENOVIA系统为企业提供了信息共享的平台，使得不同的人员、部门及其他相关企业能够方便地实现信息共享。参与项目的设计人员可使用ENOVIA系统进行产品设计，创建产品结构树，并在后续的详细设计阶段进行数据的发放，其他部门人员也可以利用这个平台参考使用数据。本文阐述的结构管理解决方案就是基于ENOVIA这个平台所采用的标识产品的一系列方法。
2、产品结构管理简介
产品结构管理就是对产品结构树的创建模式，产品结构树的管理方法，管理职能和权限的划分等方面进行规划、设计以及固化。好的产品结构管理方法能够简化产品的数据管理工作，提高零部件的重用性，为实现单一产品数据源提供方便。
3、国内产品结构管理存在的问题
国内的院所和企业都陆续购买了相关的产品数据管理系统。但是基于这些数据管理系统的产品结构管理始终没有得到重视。大多数的院所和企业还是在用系统自带的功能进行产品结构的管理，导致：产品结构树的创建及后续调整无章可循，工作没有延续性；设计过程中基线与备选方案无法在结构树中共存，方案调整就需要推倒重建，浪费设计周期；产品结构树的创建仅考虑到设计分离面的划分，与实际制造装配脱节，造成数据链的断裂；无法在系统中进行有效性赋值，多构型产品结构在系统中无法共存。
4、基于ENOVIA的飞机产品结构管理
ENOVIA作为达索公司的拳头产品，不但能用于集成产品开发软件，同时还在系统内预留了二次开发的空间。现在就笔者参与某公司ENOVIA系统二次开发工作中积累的经验提出如下解决方案：
产品结构的创建
在ENOVIA系统中创建产品结构应遵循：从上至下随设计深入逐层分解；尽量按产品制造装配关系分解；层级在满足下文所述要求的基础上尽量扁平化，见图1。
产品结构的调整随着设计的深入，产品结构树的分解逐步细化，在这个过程中会出现产品结构的调整。常出现的情况有：
4.2.1设计过程中产品结构树节点的删改。在产品设计没有冻结前更改是频繁而且庞杂的，导致频繁的产品结构更改。此阶段对产品结构树节点的删改是直接在产品结构树上操作的。
4.2.2设计过程中设计方案的更换。在产品设计进行中常常会出现多个设计方案无法确定的情况，此时就需要在ENOVIA系统中实现多种方案并存。在本方案中，产品设计人员可以利用中层的过程数据节点来实现多方案并存，在有需要的情况下可实现基线方案和备选方案间的互换，详见图2。
4.2.3设计冻结后系统组件向实际安装位置的转移。在产品设计过程中，为了方便设计工作的进展，需要将系统工作包分离出来。但是在实际装配过程中，系统的安装又是在不同的结构工作包下完成。为了解决这个问题，本方案提出：在产品设计过程中，系统件是在系统工作包节点下完成设计的，但是在确定设计分离面时需要考虑系统件在机身结构中的安装位置；而在设计方案冻结后，可将系统工作包下的各个部组件复制转移至结构工作包下预留的系统安装节点下。详细情况见图3。
4.2.4设计冻结后对产品结构树节点的更改。在本方案中，设计冻结后对产品结构树中节点所产生的更改应由设计人员在过程数据节点下创建更改数据，后由产品结构管理员完成更改数据对产品结构树中原数据的替换。详情见图4。
5、产品结构权限的定义
本方案定义了四种角色参与ENOVIA系统中产品结构的管理：系统管理员、产品结构管理员、设计组长、设计员。角色职能见表1：
这四种角色的职能划分明确，充分实现了上文所述对产品结构的各种操作。
6、产品结构中有效性的标注
有效性是定义数据有效范围的一种标识，表示特定产品的数据何时生效。飞机构型管理一般使用架次标识有效性。
有效性标注在产品结构树的不同层次和节点上，将对构型管理方法产生重大影响。本方案采用了将有效性标注在构型项上的方法。通过对ENOVIA系统的二次开发，实现将有效性信息附加在产品结构树中的构型项节点上。这样，定义特定的飞机构型仅需要搜索所有预设的构型项即可。详见图5。
7、总结
本文着眼于民机产品结构管理的全过程，通过对民机产品结构管理过程的深入研究，提出了基于ENOVIA系统的产品结构管理方案，并结合我国民机院所和企业粗放式管理的现状，通过对产品结构层次、节点的划分，以产品实际装配关系为主线，建立了支持飞机设计、制造全过程的产品结构管理方法，在此基础上构建了有效性赋值方法，解决了客户构型飞机产品结构的筛选、查找和输出，从根本上解决了飞机产品结构管理问题，对于完善民机数字化产品设计体系有重要的参考意义。