【英文條目】Configuration Management
【中文條目】構(gòu)型管理,在中國被譯為技術(shù)狀態(tài)管理、構(gòu)型管理與配置管理。技術(shù)狀態(tài)管理,是軍方約定俗成的稱呼。構(gòu)型管理多用于民機領(lǐng)域。配置管理,多用于軌道交通與軟件領(lǐng)域。
構(gòu)型管理的概念最早起源于美國的軍事工業(yè),尤其在美國航空航天局、歐空局等管理飛機、艦艇、火箭等大型武器裝備的研制過程中,隨著產(chǎn)品復雜度的增加,研制過程可能要經(jīng)歷幾年,不可能由一個人或一組人來控制設(shè)計和生產(chǎn),同時這些產(chǎn)品的研制涉及到不同專業(yè)、不同學科之間的人員進行協(xié)同設(shè)計,在這過程中產(chǎn)品信息在持續(xù)發(fā)生演變、轉(zhuǎn)化、傳遞、使用、存儲、復制等活動,其中很可能丟失了一些相關(guān)的信息,產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)也就隨之處于不可控之中,最終生產(chǎn)出的產(chǎn)品有可能與前期需求的目標不一致。這樣美國軍方就提出并總結(jié)出產(chǎn)品構(gòu)型管理的雛形概念。而我國對于飛機構(gòu)型的概念在過去一直沒有明確提出,直到在民機轉(zhuǎn)包生產(chǎn)中才將這個概念引入飛機項目,其目的是為了控制復雜飛機產(chǎn)品的開發(fā)與維護,使得飛機制造商和開發(fā)商能夠靈活地應(yīng)對各種需求變化。
因此,在飛機等復雜并行化裝備產(chǎn)品的研制過程中推廣應(yīng)用構(gòu)型管理技術(shù),不僅是現(xiàn)代化管理的需要,也是研制具有國際先進水平裝備產(chǎn)品的需要。
在國外的一些比較知名的、先進的軍工企業(yè),構(gòu)型管理已經(jīng)非常成熟,他們大都已經(jīng)形成了完整的管理體系,在國外的企業(yè)內(nèi)部,有關(guān)構(gòu)型管理的相關(guān)企業(yè)標準規(guī)范數(shù)以千份,非常嚴格,每個流程需要哪些環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)需要哪些人來參與,需要什么樣的支撐條件,都定義得非常詳細。因為他們發(fā)現(xiàn),只有做好構(gòu)型管理,才能夠確保產(chǎn)品持續(xù)滿足預定的計劃、目標與需求,并且隨著激烈的市場競爭和信息化的發(fā)展,國外先進航空國防企業(yè)紛紛在構(gòu)型管理中引入了信息化技術(shù),極大地提高了產(chǎn)品研制的構(gòu)型管理水平,使航空產(chǎn)品研制和生產(chǎn)方式也產(chǎn)生了深刻的變革,可以說這是國外企業(yè)成功的一筆巨大財富。
波音777研制過程中采用了全三維設(shè)計技術(shù),取得了巨大的成功,也發(fā)現(xiàn)了兩個問題,重要的問題就是采用了800個互不關(guān)聯(lián)的軟件,構(gòu)型控制不住。
于是,1994年正式啟動了DCAC/MRM(飛機構(gòu)型定義和控制/制造資源管理,實質(zhì)上就是PDM/ERP的深入應(yīng)用)的大型工程項目,計劃五年完成,但是沒有想到那么困難,前后用了十年時間做了兩期,總投資超過十億美元才完成。這一大型項目是繼波音工程設(shè)計領(lǐng)域全面推行DPD(數(shù)字化產(chǎn)品定義)、DPA(數(shù)字化產(chǎn)品預裝配)技術(shù)、并行工程技術(shù)以后的又一大技術(shù)改造項目,是波音實現(xiàn)其經(jīng)營目標的戰(zhàn)略組成部分。該項目的目的在于縮短交付周期、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強客戶滿意度??罩锌蛙嚬I(yè)公司為了順應(yīng)世界航空市場的瞬息變化,滿足客戶不同的需求,對抗波音公司的強大競爭,該公司在飛機制造中采用了大量的先進技術(shù),同時也形成了一套先進的構(gòu)型控制體系。空客公司經(jīng)過了30多年的探索和不斷的改進,構(gòu)型管理技術(shù)也已發(fā)展得相當成熟,構(gòu)型控制與更改程序嚴謹縝密而不繁瑣,使飛機生產(chǎn)商和開發(fā)商能夠處理各種變化,且在各個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了計算機化和網(wǎng)絡(luò)化,這使得空客公司能對市場需求做出最快速的反應(yīng)。
在空客 A380 構(gòu)型管理系統(tǒng)的實施過程中,專門針對新的 IT 應(yīng)用形式下新模式的構(gòu)型管理和數(shù)字化應(yīng)用相關(guān)標準體系開展研究,獨創(chuàng)性地提出以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心的簡化構(gòu)型管理新思路,包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次劃分、構(gòu)型項 CI、設(shè)計方案及簡化有效性管理等新理念,僅制定的相關(guān)標準和業(yè)務(wù)流程規(guī)范文件就多達上千份,為空客公司的產(chǎn)品型號研制工作的順利開展起到了不可替代的作用。
隨著國內(nèi)與國際合作項目的不斷增多,并行工程、現(xiàn)代構(gòu)型管理理念的逐漸強化、深入,數(shù)字化研制體系的逐步建立,數(shù)字化成功經(jīng)驗的獲得與積累,同時,也是響應(yīng)工程技術(shù)和科學技術(shù)發(fā)展以及實際工作的需要,使得國內(nèi)航空產(chǎn)品的自主研制都在探索和實踐數(shù)字化構(gòu)型管理。在 ARJ21 項目、大型客機 C919項目、大型運輸機等項目的牽引下,應(yīng)用國外數(shù)字化構(gòu)型管理理念相繼開展了企業(yè)內(nèi)型號構(gòu)型管理數(shù)字化工作,促進了航空工業(yè)在構(gòu)型管理理念和實施手段上與國際接軌。但與國外先進航空企業(yè)相比,雖然國內(nèi)航空企業(yè)基本形成了完整的構(gòu)型管理體系,但是從管理水平、實施效果等方面仍然存在一定的差異,還有待提高。另外從信息技術(shù)的應(yīng)用深度和廣度來看:國內(nèi)航空企業(yè)雖然紛紛采用了 PDM 等軟件實現(xiàn)技術(shù)狀態(tài)管理一些方面的能力,但由于缺乏先進的管理理念和全面標準規(guī)范的支撐,往往側(cè)重對技術(shù)狀態(tài)的結(jié)果數(shù)據(jù)進行了管理,忽視了對技術(shù)狀態(tài)全過程嚴格和閉環(huán)的控制,容易造成狀態(tài)失控,此外信息系統(tǒng)的實施還較少考慮外部協(xié)作企業(yè)、下游的制造、客戶服務(wù)、運營與維護等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)對技術(shù)狀態(tài)管理方面的需要。
構(gòu)型管理的生命歷程中,發(fā)展了很多的標準與指南,還有很多的標準與之關(guān)聯(lián)與相屬。
我們?nèi)粘9ぷ髦?,專用的與常用的標準與指南,有MIL-STD-480系列、MIL-973、EIA649B、ISO10007、GJB3206A、QJ3118、MIL-HDBK-61B、EIA-828、EIA-836 STD等等。
我們來談?wù)剮讉€必要的概念:
1、什么是構(gòu)型管理:各個國際與國內(nèi)標準、國內(nèi)構(gòu)型管理專家王慶林老師的“構(gòu)型管理”與“飛機構(gòu)型管理”一書、北航專家范玉青老師的“大飛機的數(shù)字化研制”一書,都已做了充分的闡述:構(gòu)型管理在飛機全生命周期內(nèi),建立和維護飛機及組成產(chǎn)品的功能和物理特性與產(chǎn)品的需求/設(shè)計要求和構(gòu)型信息之間的一致性的確認與管理過程。當然,功能特性還包括性能特性。簡而言之,構(gòu)型管理就是對產(chǎn)品“屬性”的管理;
2、構(gòu)型文件,就是描述產(chǎn)品“屬性”的各種技術(shù)文檔,我們知道,產(chǎn)品的所有的屬性,最終表達都是文件,它們包括產(chǎn)品的需求、功能定義、接口定義、設(shè)計方案、圖紙/數(shù)模/細目表、驗證和確認方法、使用和維護手冊等等。它們都必須關(guān)聯(lián)與指向到產(chǎn)品的實體“構(gòu)型項”,也就是說我們管理構(gòu)型,就是在正確的管理構(gòu)型文件,實現(xiàn)以構(gòu)型文件管理映射到實物管理;
3、構(gòu)型管理應(yīng)該包括構(gòu)型標識、構(gòu)型控制、構(gòu)型記實與構(gòu)型審核四個主要活動,缺一不可?,F(xiàn)在,還可以加入構(gòu)型管理策劃(Configuration Management Planning)這個主要活動。鑒于這五個活動的詳細解釋在網(wǎng)絡(luò)與各種資料內(nèi)均可以查詢到,在這里就不再詳細描述;
4、構(gòu)型管理的核心是做好基線管理和更改管控?;€的概念,在各個標準里也有大量的概念解釋,我簡單理解為:基線是產(chǎn)品在生命周期中某個特定的時間點的已批準發(fā)布的、帶層級的、帶關(guān)聯(lián)關(guān)系、帶邏輯關(guān)系的構(gòu)型文件的聚集。它是實現(xiàn)項目里程碑管理的最佳工具;
通俗點說,現(xiàn)在的裝備研制,是復雜系統(tǒng)的并行迭代研發(fā)過程,就如一條奔騰不息的大河,飛花四濺。突然,在某個時間點,這條河停頓下來,那么,在這停頓下來的一刻,河水里的各種有用與有效的技術(shù)文件的集合,我們可以稱之為“基線”。下面是基線的一種可視化示意圖;
圖1:基線可視化示意圖
最上面白色方框為功能基線,中間灰色方框為分配基線,下面綠色方框為產(chǎn)品基線。
下面,我們談?wù)剺?gòu)型管理的重要性。構(gòu)型管理,是針對項目的,不能說是針對某個企業(yè)的。對于一個項目來說,例如一個飛機研制項目,我們要涉及到很多的頂層管理領(lǐng)域,如:項目管理、質(zhì)量管理、工程管理、構(gòu)型管理、度量管理,風險管理、數(shù)據(jù)管理等等。核心的領(lǐng)域是項目管理、質(zhì)量管理、工程管理,而構(gòu)型管理是這幾個核心管理領(lǐng)域的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),缺少完整有效的構(gòu)型管理,做好它們的可能性無從談起。
我們目前大多數(shù)企業(yè)都是使用PDM系統(tǒng)來進行構(gòu)型管理,國外也有不少軍工項目采用專業(yè)的軟件平臺如CMstat來作為支撐工具。
很多企業(yè)的管理人員把構(gòu)型管理簡單理解為研發(fā)過程中工程圖的變更管理,對構(gòu)型文件的標識與范圍理解不夠,以至于定型審核、產(chǎn)品發(fā)生故障、改型與改裝時,需要追溯設(shè)計與生產(chǎn)的變更的各種構(gòu)型文件時,需求得到合同管理系統(tǒng)里去找,工程圖與數(shù)模變更到PDM系統(tǒng)里去找,軟件構(gòu)型到軟件工程管理系統(tǒng)里去找,里程碑需要交付的文檔到檔案管理系統(tǒng)里去找,工藝與制造的變更得到CAPP與MES里去找,材料的變更得去ERP系統(tǒng)里去找,運維與指南得到綜保系統(tǒng)里去找,維修記錄得到維修系統(tǒng)里去找,等等。沒法形成真正的單一數(shù)據(jù)源與統(tǒng)一的構(gòu)型數(shù)據(jù)庫,給企業(yè)的構(gòu)型管理人員帶來無窮的繁瑣工作與巨大的煩惱,這是構(gòu)型管理的不足。
那么,我們在實際工作中,如何落實有效的構(gòu)型管理呢,且讓我們來看看國外某項目的構(gòu)型管理體系是如何做的:
1、制訂完整的CMP(Configuration Management Plan,構(gòu)型管理計劃),建立合適的構(gòu)型管理體系;
2、規(guī)劃好組織機構(gòu)、部門與專職人員,定義好其職責、任務(wù)與目標;
3、定義標準的構(gòu)型管理CMII工作流程,真實有效的實現(xiàn)II類以上的變更ECP(注意:是構(gòu)型變更,不止是工程圖變更)與CCB活動網(wǎng)上流轉(zhuǎn)流程;
4、進行正確與完整的構(gòu)型文件標識:一種新方法是采用系統(tǒng)工程方法論,把需求分解為功能、性能以及物理結(jié)構(gòu),從而得到其性質(zhì)表達的文件關(guān)聯(lián)矩陣如下圖,以便于構(gòu)型管理人員能夠較為容易的、完整的標識所有構(gòu)型文件;
圖2:物理構(gòu)型與功能構(gòu)型關(guān)聯(lián)示意圖
5、形成單一構(gòu)型數(shù)據(jù)源與完整有效的構(gòu)型記實中心數(shù)據(jù)庫,持續(xù)保持產(chǎn)品研制過程、生產(chǎn)過程與持續(xù)保障過程中(全生命周期)的產(chǎn)品構(gòu)型滿足合同需求;
6、形成標識化的、有效的、動態(tài)化的、顯性化的功能基線、分配基線與產(chǎn)品基線。基線有啟動、變更、凍結(jié)與再發(fā)展的管理階段。每一個批準發(fā)布的構(gòu)型變更都自動關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的基線。標識的基線,如同一根帶標號的西瓜藤,下面掛著很多條枝蔓(構(gòu)型樹)與很多的瓜(構(gòu)型文件)。我們通過基線標識號(帶日期、型號、系統(tǒng)、任務(wù)等信息),可以很輕松的提取基線下的所有的構(gòu)型文件,以便于追溯研制過程;
7、通過As-Configured管理手段,顯性標識每一個臨時基線,記實構(gòu)型的每一步批準發(fā)布的變更,可以方便得到每一個發(fā)布時間點的基線的所有構(gòu)型文件,形成可視化的構(gòu)型基線圖,方便生成各臨時基線之間的變更對比文件;
可以說,項目管理、質(zhì)量管理與工程管理的核心數(shù)據(jù)支撐手段是構(gòu)型管理,而構(gòu)型管理的核心在于基線管理,基線管理的精髓又在于As-Configured。下文所述的基線動態(tài)化管理,主記錄索引以及變更的可視化管理,都來源于這個As-Configured功能。
那么,什么是As-Configured呢?它在國外是一個成熟概念,但是,在國內(nèi)似乎是一個新詞匯。它是一個通假詞,可以按需變通為As-Planned、As-Designed、As-Built、As-Delivered、As-Maintained等。我們可以理解為“已打好的基線的某個狀態(tài)”,也可以理解為一個打了標識的臨時基線。如圖3所示:
圖3 As-Configured示意圖
每個As-Configured基線,都需要標識與記實,以便能得到每一個批準的變更點的所有構(gòu)型文件。
8、生成主記錄索引(清單的清單),它鏈接了很多清單,每個清單鏈接了很多構(gòu)型文件。以便構(gòu)型管理人員順藤摸瓜,結(jié)合頂層構(gòu)型項,瞬間得到單架次裝備的所有構(gòu)型文件,方便其交付用戶裝備同時,隨同交付與頂層構(gòu)型項匹配的所有的、正確的構(gòu)型文件;
通過以上描述,我們可以看到,構(gòu)型管理的核心是做好顯性化的基線管理,基線管理的精髓又是As-Configured管理。
抓住了As-Configured,讓設(shè)計變更自動關(guān)聯(lián)到每一條被記錄的基線,我們不但可以容易的記錄最新的、批準發(fā)布的構(gòu)型數(shù)據(jù),保持單一構(gòu)型數(shù)據(jù)源,保證了型號項目全生命周期的構(gòu)型數(shù)據(jù)的透明性與一致性,同時也能保存變更歷史、制造工藝偏離與維修記錄,以便于追溯。所以說,它也是解決智能制造、定制化生產(chǎn)、記錄單架次飛機構(gòu)型的王道。
我們知道,構(gòu)型管理重點在于構(gòu)型管理體系化建設(shè),切實提高企業(yè)構(gòu)型管理水平,保證產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)的構(gòu)型管理到位,實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量良好管控,保證項目管理的進度與交付物,記錄每一架次交付物的生產(chǎn)制造工藝偏離、保證持續(xù)保障活動的良好運行。(作者:歐陽旭坡 孟旭)