e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  PDM/PLM

航空产品服务生命周期集成管理应用与研究

2023/3/17    来源:e-works    作者:刘家鑫      
关键字:SBOM  航空  产品服务生命周期管理  
本文通过对航空产品服务现状与需求研究分析,形成了对应的产品服务生命周期集成管理解决方案,提出了以SBOM为核心的产品服务生命周期集成管理模式。
前言

       本文阐述了航空产品服务生命周期集成管理的研究与应用过程。通过对航空产品服务现状与需求研究分析,形成了对应的产品服务生命周期集成管理解决方案,提出了以SBOM为核心的产品服务生命周期集成管理模式。

1 研究背景

       新形势下,服务化不仅被视为国际制造业价值链的主要增值点,而且是全球产业竞争的焦点,同时亦是制造企业迈向高端化、高级化发展的战略“必争”领域。在大数据、云计算、物联网等技术的推动下,围绕着核心制造企业及其协作企业群,探索产品服务生命周期集成管理模式,通过将服务融入整个产品生命周期以及对产品服务生命周期的管理,实现以用户为中心,以设计/制造/服务集成为主线,以服务价值链的业务协同、价值增值为目标的服务型制造,具有重要的意义。

       本文按照“现状不足总结/需求梳理分析→形成业务解决方案→典型产品应用”的思路,开展航空产品服务化转型的研究与应用工作。

2 现状与需求

       2.1 产品服务现状

       目前航空企业相关产品服务业务全但信息化方面较为薄弱,客户服务系统与企业内其他业务系统未集成或程度低,服务业务和数据孤立。同时因军工产品保密限制,外场服务大部分工作基于线下开展,导致大多数飞机产品维修维护数据依旧通过纸质履历本等文档处理的方式或简单的数字化途径记录,各类相关数据存在缺少、滞后、彼此割裂分散现象;飞机产品维修保养模式多为传统的故障维修、定检、定时大修等;致使维护保障服务排故周期较长,备件库存水平难以控制,外场维护保障人员数量规模居高不下等现象严重。主要问题总结如下:

       (1)缺乏统一的产品服务平台,客户服务部、用户、企业相关部门、相关配套厂家等提供产品服务的相关业务部门之间协调技术难度较大,维护保障服务排故周期较长;

       (2)缺乏完整的产品电子履历,当前的产品履历仅为产品出厂状态信息,交付用户后,企业对于产品履历信息更新滞后或不更新,致使外场维护保障服务难度较大;

       (3)缺乏数据整合,虽然企业信息化建设相对较完备,但各个系统间针对同一型号产品的数据仅实现了特定数据传递,未完全实现数据共享,难以实现产品全生命周期全视角追溯;

       (4)缺乏智能备件规划,目前仅利用保障性分析、工程经验法和以往型号经验,给出随机备件清单,但新机每年故障不同,备件库存水平难以控制。

       2.2 产品服务需求

       航空企业产品服务需求为解决业务痛点,对分散客户服务业务进行集中管理,实现服务业务信息和备件资源共享,实现各类服务业务的策划、进度计划、计划变更到处理执行的平台管理,提高客户服务支援效率;构建服务保障物料清单(Service BOM,SBOM),以SBOM为核心建设客户服务综合管控与一体化客户服务快速响应的信息化平台,实现航空产品全寿命周期的有效保障、快速响应、主动服务。具体如下所示:

       (1)服务保障物料清单(SBOM):构建产品服务保障物料清单(SBOM),实现航空产品的单机履历管理,即飞机交付以后飞机的状态管理飞机的履历,包括飞机交付时的交付资料、交付时的装机清单、时控件清单等重要的飞机构件进行结构化动态管理,并通过飞机交付后所产生的各种单据,进行结构化管理以形成飞机单机履历状态管理;

       (2)机队运营监控:机队运营监控是指以飞机交付状态信息为基础,将飞机在使用维护过程中和外场升级改进过程中所产生的成附件信息、随机交付物信息及飞机基础信息变更,按照实际情况对飞机交付管理模块中的数据进行及时更新,实现飞机全寿命周期内的技术状态可追溯性以及机队信息的综合展示;

       (3)工程技术支援:工程技术支援主要是对外场发生的所有故障和技术问题进行搜集,传递到内场进行分析形成技术通报、函件、任务书等一系列处理问题的过程信息,最后帮助客户解决技术问题和故障,整个业务包括产品服务相关的咨询、求援、排故、返修、质量反馈改进等服务保障业务;

       (4)备件管理:备件管理系统能够有效的构建多点、多区域的航材备件支援体系,内外场同步可查阅厂内以及各服务保障现场库房备件情况,备件状态版本号以及生产进展等信息可做到内外场实时共享。

3 产品服务业务解决方案

       围绕缩短产品服务生命周期内维护保障服务排故周期,降低备件库存水平,减少外场维护保障服务人员数量规模的目标,结合企业信息化建设情况,打通企业业务系统之间的数据壁垒,构建以SBOM为核心的产品服务生命周期集成平台,包含服务工程数据、工程技术支援管理、机队运营监控三大业务功能模块。

产品服务业务解决方案总体框架

图1 产品服务业务解决方案总体框架

初始SBOM数据组成

图2 初始SBOM数据组成

       3.1 服务工程数据

       产品服务生命周期集成平台通过集成打通数据壁垒,以EBOM结构构建产品服务保障物料清单SBOM,主要包含E/P/MBOM数据、单机质量档、四随产品信息、LRU信息、外场使用维护信息等数据。

       3.1.1 初始SBOM

       以EBOM部分产品结构信息以及维保相关的属性信息,在飞机铅封交付前,形成初始SBOM。主要包含飞机的基本状态信息、地面工具设备、技术出版物、构型信息等,初始SBOM组成如图2所示。

       航空产品顶层通过机型划分,同机型下包含多个状态,不同状态选配对应的构型,如图3所示。

SBOM展示结构

图3 SBOM展示结构


       初始SBOM以上图产品构型结构为基础,在机型层赋加飞机的基本信息;在状态层赋加飞机的状态信息;在系统层、子系统层赋加系统能力描述信息;在构型层赋加构型项的基本信息、其他属性、规定年限、软件信息以及参数信息,进行初始SBOM结构树的搭建。

       3.1.2 动态SBOM

       动态SBOM以初始SBOM为基础,提取具体架次飞机信息,结合该架次飞机出厂交付状态信息、外场的使用/飞行时间、故障信息、技术通报等维修维护MRO信息形成动态SBOM。动态SBOM组成如图4所示。

单机动态SBOM组成

图4 单机动态SBOM组成


       3.2 工程技术支援

       工程技术支援主要是对外场发生的所有故障和技术问题进行搜集,传递到内场进行分析形成技术通报、函件、任务书等一系列处理问题的过程信息。以单架次飞机产品颗粒度,整个MRO过程基于动态SBOM,将产品外场故障记录、故障报告记录在产品服务生命周期集成平台。

       根据企业《售后技术服务控制程序》,外场发生的故障和技术问题,传递到企业分析形成技术通报、函件、任务书等一系列处理问题的过程信息,包括外场技术咨询、质量归零、技术通报、维修工单等,整体业务过程如图5所示。

工程技术支援业务过程

图5 工程技术支援业务过程


       3.2.1 服务工单

       当外场遇到咨询、运输、保养、排故等问题时,可以采用提报服务工单的方式,对遇到的问题进行描述,并且可以对服务工单的处理流程进行查看。

       3.2.2 质量闭环

       针对质量问题,在系统中采用计划的方式管理,从质量问题的提出、问题分类、原因分析、责任划分、改进措施、直至问题关闭的过程管控,最终实现质量闭环的过程管控。

       3.2.3 技术通报

       技术通报管理能基于外场产品的改进、更改、补充、变更、特殊检查和维修,编制、追踪、贯彻技术通报,并服务通报/信函。

       3.2.4 产品维修

       对于产品的维修申请,可以从系统中下达产品维修计划,形成产品维修工单。针对每个产品维修工单,还可以查看该维修工单对应的知识库中的信息。

       3.2.5 精准化备件

       通过备件管理模块,汇总管理所有外场区域的备件信息。基于平台实现备件实时动态库存账页、出入库管理、调拨,构建多点、多区域的航材备件支援体系。针对备件库存、备件寿命以及年度采购计划等需求,利用大数据分析手段,提供备件的智能预测。

       3.3 机队运营监控

       机队运营监控以飞机交付状态信息为基础(即初始SBOM),将飞机在使用维护过程中和外场升级改进过程中所产生的成附件信息、随机交付物信息及飞机基础信息变更,按照实际情况对飞机交付管理模块中的数据进行及时更新,实现飞机全寿命周期内的技术状态可追溯性以及机队信息的综合展示。

       主要展示以下内容:

       a)机队地域分布;
       b)飞机总数量;
       c)各地域中各类机型数量;
       d)各地域中在飞状态飞机数量(其中细分飞机总数和各机型数量)及其百分比;
       e)各地域中良好状态飞机数量(其中细分飞机总数和各机型数量)及其百分比;
       f)各地域中故障状态飞机数量(其中细分飞机总数和各机型数量)及其百分比;
       g)各地域中维修状态飞机数量(其中细分飞机总数和各机型数量)及其百分比。
       各类信息应能继续下转获取到最底层的具体架次飞机信息。

4 产品应用

       通过打通企业业务系统之间的数据壁垒,实现各类客户服务业务的策划、进度计划、计划变更到状态处理的全生命周期管理,构建产品服务保障SBOM,实现已交付产品基于SBOM的统一技术状态管理;实现企业产品服务生命周期内维护保障服务排故周期缩短、备件库存水平降低、外场维护保障服务人员数量规模减少。

       4.1 服务工程数据

       实现面向不同业务和阶段的BOM管理,保证数据共享、高度集成;业务部门维护相关领域的BOM业数据,通过业务流程驱动BOM数据变更;既保证数据之间的完整性、连续性、一致性,同时又能保证数据的有效性、时效性。为设计、制造、服务各领域提供不同阶段和用途的BOM数据。

BOM多视图管理

图6 BOM多视图管理


       实现对SBOM的定义和管理,包括初始SBOM、单架次动态SBOM,并将共性服务规范、服务标准、用户等信息定义到对应的SBOM类型上。

       初始SBOM由产品EBOM生成,其中定义了产品的基本属性、设计属性、服务属性、状态等信息。

全配置初始SBOM

图7 全配置初始SBOM


       针对某一状态(批架次)产品的初始SBOM信息。其中关联了消耗品类型、规定年限、定时维修工作、武器挂点、随机备件、随机用户技术资料、随机地面保障设备、随机地面维护工具等信息。

状态产品初始SBOM

图8 状态产品初始SBOM


       单架次动态SBOM关联了累计使用时间、技术通报、故障信息、软件升级记录等运行服务信息。

单架次动态SBOM

图9 单架次动态SBOM


       4.2 工程技术支援

       通过集中管理收集飞机产品外场服务信息,以架次为颗粒度管理教练机产品服务相关的咨询、求援、排故、返修、质量反馈改进等服务保障业务。

服务工单

图10 服务工单

 

备件预警

图11 备件预警


       4.3 机队运营监控

       通过单架次动态SBOM结合大数据技术,实现服役飞机的机队管理。以单架次动态SBOM为基础,构建飞机数据可视化大屏,展示服役飞机的数量、所在区域及分布、飞机状态、飞行历史、维修统计等信息。通过可配置的全方位数据展示和数据实时监控,辅助领导层进行飞机服务保障决策。

机队运行看板

图12 机队运行看板

 

快速服务响应中心

图13 快速服务响应中心

 

飞机运行监控

图14 飞机运行监控


5 结论

       本文以航空产品为切入点,探索传统制造业转型为服务型制造的方法,研究企业产品服务现状与需求,形成切实可行的业务解决方案,提出了航空产品服务生命周期集成管理模式,并以某飞机产品为对象,验证了完整的产品研制全生命周期信息化管理,为企业服务化转型提供参考。

       参考文献

       [1] 胡谍.基于SSPD的在役飞机构型数据管理研究.中国民航大学,2018.
       [2] 李浩,李奇峰,杜文辽,张路明,李客.基于服务BOM的复杂产品MRO信息集成建模研究,管理技术,2017.
       [3] 丁勇,顾新建.基于SBOM的电子零件图册发布系统实现,信息化技术,2018.
       [4] 邱明杰,何丽娜,钟仁参,徐志涛,明新国.以SBOM为核心的在役飞机服务构型管理数据组织策略,工程,2013.

责任编辑:程玥
本文为e-works原创投稿文章,未经e-works书面许可,任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如已是e-works授权合作伙伴,应在授权范围内使用。e-works内容合作伙伴申请热线:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐