YDF_基于Windchill的技术状态管理探讨
基于Windchill的技术状态管理探讨
信息管理部陈金文
摘要：技术状态管理是一门管理科学，是系统工程管理的一个重要方面，它应用于产品的整个生命周期中，准确地描述了产品的功能特性(如：速度、可靠性、维修性、安全性等)和物理特性(如：形状、尺寸、重量等)。本文简单介绍了技术状态管理的相关概念，并针对航宇公司技术状态管理的现状与问题，提出了基于Windchill系统的技术状态管理解决方案。关键字：Windchill PDM 技术状态基线
1、引言
技术状态管理是一门管理科学，是系统工程管理的一个重要方面，它应用于产品的整个生命周期中，准确地描述了产品的功能特性(如：速度、可靠性、维修性、安全性等)和物理特性(如：形状、尺寸、重量等)并提供了明确的技术和行政的控制方法，在航空产品研制、生产过程中，通过技术状态标识、技术状态控制、技术状态记实、技术状态审核活动，在数字化和网络化环境下，实现航空产品全生命周期的技术状态管理。其目标为：a) 确保技术状态项目数据的唯一性、可控性、可见性、有效性和追溯性；b) 充分利用已有技术状态项目资源，提高重用性；c) 实现产品的技术状态在生命周期内得到控制和保持。
航宇公司以Windchill系统为平台，来实施技术状态管理，Windchill是美国PTC公司推出的一套PDM软件，用来管理产品生命周期的全过程，它充分利用了最新信息技术完全以Web方式实现，其技术状态管理功能强大，同时，其良好开放性能，使得企业可根据自身的情况定制和开发相关流程。本文针对航宇公司技术状态管理的基本要求，介绍基于Windchill系统建立技术状态管理的解决方案。
2、技术状态管理的基本概念
2.1 技术状态
技术状态是指技术文件中规定的并且能在产品上实现的硬件、软件或其组合体的功能特性、物理特性和接口特性。
2.2 技术状态项目
技术状态项目是满足最终使用功能要求并被指定为独立进行技术状态管理的硬件、软件或集合体。
2.3 技术状态基线
在技术状态项目研制过程中的某一特定时刻，被正式确认并被作为今后研制、生产活动基准的技术状态文件。一般有三种技术状态基线：功能基线、分配基线和产品基线。
功能基线是经正式确认的，用以描述装备系统或独立研制的重大技术状态项目中功能特性、接口特性和验证上述特性是否达到规定要求所需检查的文件。
分配基线是经正式确认的用以描述技术状态项目下列内容的文件：从装备系统或高一层技术状态项目分配给该技术状态项目的功能特性和接口特性；技术状态项目的接口要求；附加的设计约束条件；验证上述特性是否达到规定要求所需的检查。各技术状态项目分配基线的综合，形成满足装备系统功能基线目标的技术途径。
产品基线是经正式确认的用以描述技术状态项目下列内容的文件：技术状态项目所有必需的功能特性和物理特性；被指定进行生产验收试验的功能特性和物理特性，为保障技术状态项目合格所需的试验。
不同基线对应的产品研制阶段如下：
论证阶段：功能基线
方案阶段：功能基线、分配基线、产品基线
初样阶段：功能基线、分配基线和产品基线
试样阶段：功能基线、分配基线和产品基线
定型阶段：功能基线、分配基线和产品基线
批生产阶段：产品基线
2.4 技术状态管理构架
技术状态管理主要由四大要素构成：技术状态标识、技术状态控制、技术状态审核和技术状态记实。技术状态标识是把产品技术状态用文字、图样、标志、标识符等在技术文件和产品实物上说明和表达。
技术状态控制始于功能基线确定之时，继而贯穿技术状态项目研制、生产的全过程。在订购方确认基线之前，承制方应对每一技术状态项目的技术状态文件实施内部的技术状态控制。在订购方确认基线之后，承制方应按照相关的规定程序控制对技术状态文件的更改，记载更改造成的所有影响，并将已批准的技术状态更改纳入技术状态项目及其相关的技术状态
文件。
技术状态审核是由专门的审核组织，鉴定产品的技术状态是否符合规范、图样和其它合同要求，并按规定办理手续予以确认。
技术状态记实是对影响技术状态的行为和情况给予记录和报告，使其具有追溯性的一种信息管理系统。技术状态记实能及时地向企业管理人员、用户提供有关的信息，以便对产品的技术状态进行有效的监控。技术状态管理架构图见图1
3、航宇公司技术状态管理业务现状、问题及需求
3.1航宇公司技术状态管理现状
公司产品研制包括以下几个阶段：方案阶段（F）、初样阶段(C)、试样阶段(S)、设计定型阶段(D)、批生产阶段(P)，不同产品涉及的研制阶段不尽相同。目前，设计转入下一阶段前，相关部门需组织相关人员进行转阶段评审，转阶段过程如下：
1)按照总体要求和各设计性能指标的需要对本阶段技术状态进行调整和清理；
2)召开转阶段评审会，就阶段工作的完整性和正确性进行审查，以判断是否达到了符
合要求的技术状态并满足了转阶段的需要；
3)提出转阶段更改单，完成各级审签后执行转阶段。
3.2 主要存在的问题
1)转到新的研制阶段。数据状态的固化采用纸质文档归档方式，没有对电子数据进行
技术状态固化管理，电子数据不具备技术状态的可追溯性。
2)技术状态的评审、冻结时，评审的工作量比较大，属于典型的“事后”管理的模式，
由于上述“事后”的工作，需要去补原来在产品开发过程中就应当具备的文档，影
响了项目的周期，并且评审完整性难以保证。
3)技术状态的手工管理模式，与变更业务交叉在一起后，多个版本的文档数据往往导
致文物不符的现象。
4)强调基于文件方式的技术状态管理，因此图样明细表、标准件汇总表、外购件汇总
表、成件汇总表、通用件汇总表、关键件、重要件汇总表等都是以文件的方式来
加以管理，导致这些数据需要重复录入，技术状态信息存在大量冗余，从而增加了
围绕这些文件审核、审批的环节，产生了额外的工作量，同时也产生了出错的机会。
3.3航宇公司技术状态管理方面核心需求：
1)规范化转阶段的审批流程、阶段标识等阶段转换工作，实现关键节点的严格控制；
2)自动实现阶段标识转换等转阶段实施工作；
3)在研制生产的重要节点建立阶段基线，能够追溯各个设计阶段产生的设计数据状
态，并将这些数据作为下一阶段工作的一个基准，通过基线实现不同阶段电子数据
的技术状态固化，方便对各阶段设计数据进行查询重用，实现可追溯性；
4)实现不同阶段基线的更改过程控制。
4、基于Windchill的技术状态管理解决方案
4.1方案概述
基于Windchlll的技术状态管理解决方案主要分为两个方面：即转阶段管理和批次基线管理。产品数据在其整个生命周期中要经历三种状态的转变:设计状态、预发布状态和发布状态。设计状态是指正在设计中的产品数据的状态;预发布状态是指已完成设计但尚未归档的产品数据的状态;发布状态是指已归档产品数据的状态。这些技术状态的转变通过流程来驱动，通过转阶段管理和批次基线管理来控制。转阶段管理具体来说就是利用PDM系统实现设计数据在不同研制阶段的批量转换，并记录前一阶段的产品数据技术状态，转阶段管理的主要业务包括转阶段准备、转阶段评审、转阶段实施、基线投放、基线查询与报表等。其中，转阶段准备和转阶段评审在协同平台外进行，业务流程主要是转阶段过程。
为了有效地管理好产品在不同研制阶段、不同研制过程中的技术状态，采用基线来管理和控制产品的技术状态。通过引入基线，可以反映产品研发过程特定关键里程碑/技术状态的技术产出，包括产品结构信息的集合和产品研发过程中所涉及到的文档，并管理航宇公司技术状态管理所要求的功能基线/分配基线/产品基线。
航宇公司对关键技术状态控制点的管控将通过项目计划管理实现。比如将完整的某型号项目作为PDM系统总的一个项目进行组织管理，相关管理部门编写项目的一级工作分解结构，在工作分解结构中明确项目关键技术状态控制点，作为里程碑进行管理，研制工作进度安排以此作为参考依据。在设计工作进入下一阶段前，由技术状态管理部门使用阶段基线对前一阶段产生的数据进行技术状态固化，来完成电子数据技术状态固化和追溯的管理。
4.2 转阶段管理
转阶段管理具体来说就是利用PDM系统实现设计数据在不同研制阶段的批量转换，并记录前一阶段的产品数据技术状态。转阶段首先从设备开始，然后是分系统、系统，最后进行总体转阶段。
4.2.1.转阶段数据筛选
a) 图样、零部件、CAD文档都需要转阶段；
b) 技术文件中凡仅本阶段有效属性为“Y”的都不转阶段，为“N”的需要转阶段；
c) 标准件不需要转阶段；
d) 借用件不需要转阶段。
4.2.2.转阶段业务流程
a) 转阶段管理的主要业务包括转阶段准备、转阶段评审、转阶段实施、基线投放、基线查询与报表等。其中，转阶段准备和转阶段评审在协同平台外进行；
b) 转阶段以整个产品为单位，在顶层件进行转阶段操作；
c) 转阶段完成后，相应对象的阶段标识自动变为转入阶段，状态为“已发放”，同时自动生成上一阶段的归档基线，存放在产品“归档基线”文件夹中。转阶段业务流程如图2所示
受管理的基线实际上是产品数据对象进化集合的快照,当公司内部和外部的产品开发组必须基于产品的公共描述一起进展项目时，基线将会非常有用。由于技术状态标识、控制、记实和审核是在基线的基础上进行的，因此建立基线是技术状态管理的核心。批次基线的命名原则：“产品代号+批次代号”。基线生命周期包括“工作中”和“冻结”两种状态，基线创建后处于“工作中”状态，可以向基线投放和移除数据．审批通过后基线状态被冻结，此时基线中的内容不能更改，基线生命周期如图3所示。
4.3.1 基线的创建
转阶段评审过程在外部进行，转阶段评审后，根据评审意见落实产品数据更改，固化前一阶段的设计数据，由技术状态管理部门在PDM系统中创建设计过程中的技术状态基线，包
括功能基线、分配基线和产品基线。并将设备/分系统/总体的当前阶段的产品数据投放到基线中进行技术状态固化。
4.3.2基线的冻结
阶段基线完成技术状态固化后，通过批准流程后，阶段基线的状态更改为已冻结，所有人都无法进行基线修改。
4.3.3基线的更改
要对固化的阶段基线进行更改时，有技术状态管理部门将阶段基线状态修改为“正在工作”，修改后再提交领导批准后，重新进行技术状态冻结。基线管理流程如图4
4.4 应用情况及效果
航宇公司引进PTC公司的产品数据管理(PDM)系统windchill，已经部署上线试运行，在实现“产品技术状态管理”功能上已经初现成效。从目前用户试运行的效果来看，该系统能建立技术状态管理机制，对电子图文档能规范、准确的进行管理，实现图纸电子化审签提高工作效率，并对控制技术状态和建立设计变更和技术质量控制体系有较好的效果，在技术状态管理方面达到了如下效果：
1)变“事后”管理为事前管理，强调在数据正式提交审批前的数据预发放功能，以使
后续工作的人员能提前介入到产品研发的业务过程中，将评审工作贯穿到产品研发
过程的始终，从而做到有问题提前发现和消除“事后”再采取弥补措施的现象。
2)强调完整性的策划工作和在系统、组件流程中对文档完整性的检查。
3)电子化的管理模式，保证产品结构数据采用更改后最新的数据版本，与基线的管理
模式结合在一起，直接保证本技术状态产品数据的完整性、正确性和可追溯性。
4)强调基于产品结构的技术状态管理，所有的产品数据信息按照产品结构来进行组
织，该机制与系统、组件的流程结合在一起，有效地保证产品结构数据完整性可以
得到控制，同时上述汇总信息可以直接从系统中提取，简化了产品研发工作中不必
要的环节，同时保证了数据的一致性。
5、结束语
基于PDM等信息化技术可以使技术状态管理这项型号研制过程中的复杂工作变得准确而又高效。同时又给常规的技术状态管理模式带来了管理方法和观念上的变化，例如技术状态标识中的多版本并存和基线标识、技术状态控制工程变更流程等。这些变化要求全所的研究、设计、开发、生产及管理等各方面人员不仅要掌握新的信息化技术，而且要从观念上做好适应信息化管理的准备。对于技术状态管理的信息化乃至整个企业信息化过程，后者往往是更为关键。
作者简介：
陈金文，男，工程师，武汉理工大学毕业，现供职于信息管理部主要从事航宇公司PDM实施与推广方面的技术工作，联系电话：1097，短号：67379.