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飞机使用寿命周期构型管理和追溯

2017/7/4    来源:互联网    作者:李青  冯丹  梅正朋      
关键字:构型管理  构型追溯  飞机生命周期  单机构型  
为了提高飞机构型管理水平,针对飞机使用过程给出一种简化的构型管理方法,以设计阶段的批次机型构型、制造阶段的出厂单机构型为管理对象,针对飞机维修、发参修改、加改装、技术更改、大修等维修保障业务导致的构型变化,采用飞机构型树与产品信息多视图相结合的方式进行飞机服役期间的单机构型管理和追溯,同时对飞机构型中的每一个构型项建立产品有效期档案,以便进行飞机产品数据管理和构型版本追溯。应用结果表明,该管理方法对保证飞机产品数据的一致性、提高飞机管理力度、减少维修决策的盲目性有重要作用。

    单机构型的不断变化特性使信息存储存在一定难度,若以完整构型的形式存储信息,则不但会因数据量以倍数量级增长面难以管理,而且从整架飞机到下层的每一个零部件管理方式大大增加了单机构型的深度,即增加了构型控制的复杂度和难度,由此增大了后续环节的失误。同时,在飞机使用过程中,频繁拆装变更的是飞机的装机件,构型上的系统和部件较少发生变更。基于以上原因,本文以逐层调用的方式实现单机的构型管理,飞机数据的存储采用递归方式。飞机的机件数量和规模巨大,以美国波音747大型客机为例,该机型每架飞机的零件数量多达600万件(包括标准件)。本文所实现的系统将装机件以拆装记录的方式单独存储,从拆装记录与部件节点的对应关系获取,以减少单机构型记录表的数据量,同时将机件的变更历史与构型的结构树分享,使管理对句更加清晰明确。本文所实现的系统的数据库设计如图4所示。

    图4 单机构型数据库设计
图4 单机构型数据库设计

    图4中,单机构型记录表以父节点、当前节点的关系实现自身的递归循环,用有效时间起、有效时间止完成构型节点有效性的判定。图中加粗方框标注的是单机构型和拆装记录数据表,该表以极其简单的数据结构存储了完整的单机构型各个构型项的基本信息和结构关系;双线方框标注的是飞机和机件数据表,该表记录了单机构型基本组成元素的详细信息;其余数据表记录了其他必要的构型项详细信息。至此构成了单机构型数据拆分存储以及频繁变更的装机件的拆装历史记录管理。应用本文方法实现的系统已在某飞机设计研究所进行实践,结果表明,这种数据存储和管理方式能够缩减数据表数量和视图数量,同时将该所原有的基础数据管理系统、外场数据管理系统、维修维护管理系统和备件管理系统的数据库导人本系统进行测试,能够满足数据的唯一性、一致性、完整性和可追溯性。

    3 单机构型追溯

    单机构型的管理已相当复杂,为保证飞机产品数据的完整性和前后一致性,并可反馈给飞机设计单位,作为改进飞机设计性能或飞机改型的重要依据,本文提供了构型的追溯方法,即将使用过程中飞机的全部信息都建立在单机构型中,通过后台代码逻辑使系统用时问有效性来判定安装记录中的某一装机件是否为某一时刻飞机的构型项,从而达到构型追溯的目的。

    单机构型追溯建立在一种良好的构型管理方法基础上,难点在于获取飞机上所有在追溯时间点有效的构型项信息,前提条件为追溯的单机以及追溯的历史时间点。图5所示为单机构型追溯的设计流程图。

    图5 单机构型追溯流程图
图5 单机构型追溯流程图

    如图5所示,首先判定前提条件是否满足,即是否存在要追溯的单机,若存在则追溯开始;否则不存在该单机的构型信息,流程结束。另一前提条件是追溯的历史时间点,在具体查询单机构型数据表中的记录时,配合有效时间起、止才能追溯到当时的单机构型项。下面图解说明应用历史时间点追溯单机构型项的方法。

    以图1中飞机JXX一2001的发动机31XO02和进气口320111机件为例说明。首先,发动机31XO02和进气口320111安装在飞机JXX一2001上,正常服役一段时间后,在t1时刻发生故障,拆卸发动机进行原件拆修;经过一段时间达到可用状态后,在t2时刻重新安装回飞机JXX-20Ol;t3时刻与飞机JXX一2002的进气口进行串件试验;t4时刻发动机31X002出现异常,但由于任务紧急,需要与飞机JXX-2002上的发动机31XO22串件以保证完成任务;t5时刻串件试验结束,进气口串件恢复;t6时刻对进气口320111进行拆卸检修;t7时刻发动机串件恢复,安装到飞机JXX一2001上;t8时刻进气口320111检修完毕,安装到飞机JXX一2001;t9时刻飞机进行大修,拆卸发动机和进气口。

    同理,将机件拆装记录数据表中的所有数据按照时间和事件描述的内容,在时间轴上依次排列(起点是单机构型创建的有效时间起),此处的数据必须是安装飞机为JXX-2001的记录。假设单机构型的追溯历史时间点为T时刻(如图6中的竖线),所截取的时间轴上的机件构型项为进气口320121和发动机31X002,其他构型项的获取方法类似,则可获得JXX一2001飞机在历史时间点T 时刻的所有构型项。

    单机构型中,飞机结构的层级关系通过父子节点体现,且父节点与子节点是一对多的关系,即一个机件不能同时安装在两个(或以上)位置上,而一个系统下可以有多个部件位置嘲。通过对单机构型数据表的递归调用,可以展开单机构型结构树,追溯到历史时间点的完整构型。实践证明,通过上述方法追溯到的单机构型结构树,与部队飞机履历副本上数据还原得出的单机构型一致,信息系统的优势在于,将功能集成于便于操作的按钮中,可大大减轻人员的计算时间和出错率,具有可推广性。

    单机构型中,飞机结构的层级关系通过父子节点体现,且父节点与子节点是一对多的关系,即一个机件不能同时安装在两个(或以上)位置上,而一个系统下可以有多个部件位置。通过对单机构型数据表的递归调用,可以展开单机构型结构树,追溯到历史时间点的完整构型。实践证明,通过上述方法追溯到的单机构型结构树,与部队飞机履历副本上数据还原得出的单机构型一致,信息系统的优势在于,将功能集成于便于操作的按钮中,可大大减轻人员的计算时间和出错率,具有可推广性。

    图6 装机件追溯法图示
图6 装机件追溯法图示

    4 结束语

    本文在简化管理的基础上,对使用过程中的单机构型采用分层递归的方式进行存储管理。同时针对使用过程中飞机各项业务影响的构型变更,提出以时间为主线、在某一追溯时间点查询飞机构型项的方法,从而获得追溯当时的飞机构型项的集合,再按照构型树中的父子节点关系,还原出追溯当时完整的单机构型。这种管理和追溯方法使单机构型变化时刻处于受控状态,为设计维护单位提供了决策参考。

责任编辑:张纯子
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