作者：李建軍：西門子工業(yè)軟件（上海）有限公司   PLM資深顧問

　　【英文條目】Configuration Management

　　【中文條目】“配置”和“構(gòu)型”雖然是兩個不同的詞，卻極具混淆性。在很多飛機(jī)構(gòu)型管理里經(jīng)常把這兩個概念混為一談，但它們卻有著根本不同的管理訴求，飛機(jī)構(gòu)型管理有著更大的范疇和管理內(nèi)涵，希望把整個飛機(jī)研制過程都能夠管理起來。而配置的管理，主要定位在飛機(jī)的平臺化、系列化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理范疇。

　　根據(jù)ANSI/EIA-649B(2011)定義，構(gòu)型管理是維護(hù)產(chǎn)品性能、功能和物理屬性與它的需求、設(shè)計和操作信息之間一致性的綜合性過程（注原文為：CM is a comprehensive process for maintaining consistency of any product's performance, functional and physical attributes with its requirements, design, and operational information）。構(gòu)型管理作為一門綜合性管理學(xué)科和最佳工業(yè)實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)如下觀點(diǎn)：

　?。?）利用適當(dāng)?shù)倪^程和工具來建立和維護(hù)產(chǎn)品屬性和產(chǎn)品需求之間的一致性。

　?。?）產(chǎn)品屬性用產(chǎn)品構(gòu)型信息來定義，并能足夠詳細(xì)地標(biāo)識和記錄。保證產(chǎn)品信息的當(dāng)前性和一致性，保證產(chǎn)品的運(yùn)作、安全和維護(hù)。

　?。?）對產(chǎn)品和產(chǎn)品信息的更改是受控的和有效的，以改進(jìn)產(chǎn)品的能力，糾正缺陷，改進(jìn)性能、可靠性、維護(hù)性，延長產(chǎn)品生命，減少成本、風(fēng)險和債務(wù)。

　?。?）要求構(gòu)型管理的功能、原則和實(shí)踐經(jīng)驗在產(chǎn)品生命周期內(nèi)得到平衡的和一致的貫徹執(zhí)行。

　?。?）構(gòu)型管理與時俱進(jìn)，持續(xù)改進(jìn)和常態(tài)化。

　　由此可見，構(gòu)型管理服務(wù)于產(chǎn)品的研發(fā)者和客戶、促進(jìn)新產(chǎn)品盡快上市、推動產(chǎn)品創(chuàng)新，并覆蓋產(chǎn)品從項目啟動一直到驗證和維護(hù)的完整的生命周期。

圖 1：構(gòu)型管理支撐產(chǎn)品全生命周期

　　由構(gòu)型管理的實(shí)踐和飛機(jī)產(chǎn)品的特點(diǎn)得知：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（BOM）是進(jìn)行整個飛機(jī)研制的重要基礎(chǔ)之一。產(chǎn)品配置管理的工作將主要圍繞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的建立和管理展開。

　　現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計已不再是設(shè)計“一個產(chǎn)品”，而是設(shè)計“一個產(chǎn)品平臺”，通過變型，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的系列化和個性化。

　　產(chǎn)品的系列化和個性化具有重要的意義：

　?。?）加速新產(chǎn)品的開發(fā)。利用平臺的通用性，通過過濾和組合，進(jìn)行改型設(shè)計，減少新設(shè)計的工作量，加快新產(chǎn)品入市速度，提高客戶滿意度。

　　（2）提高產(chǎn)品質(zhì)量，方便使用和維修，優(yōu)化供應(yīng)鏈。

　?。?）有利于批量生產(chǎn)，降低成本，提高交付速度，有利于提高專業(yè)化程度。

　?。?）縮短工裝設(shè)計與制造的周期和費(fèi)用。

　　（5）使投資收益最大化，擴(kuò)大市場面，延長產(chǎn)品的存活周期，贏得更多客戶。

　　產(chǎn)品系列化是根據(jù)市場的動向和消費(fèi)者的需求，通過對同一類產(chǎn)品發(fā)展規(guī)律的分析研究，經(jīng)過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，將產(chǎn)品的主要參數(shù)、型式、尺寸、基本結(jié)構(gòu)等作出合理的安排與規(guī)劃，形成系列化型譜。

　　系列化是標(biāo)準(zhǔn)化的高級形式。產(chǎn)品系列化是統(tǒng)籌解決公司利益和消費(fèi)者利益之間矛盾的一項重要措施。

　　產(chǎn)品的系列化通常先分為若干系列，每個系列又可分為若干型號。

　　例如，某支線飛機(jī)按座位數(shù)分為兩種系列，即基本型和加長型。加長型指機(jī)身加長，增加客座數(shù)。在設(shè)計基本型飛機(jī)時，一般在機(jī)身的中部事先留有設(shè)計分離面，為機(jī)身提供加長部分的界面，同時保持飛機(jī)重心位置不變，如圖2所示。

圖2 加長型飛機(jī)方案

　　在每個系列上，即在基本型和加長型的系列上，又有多種型號，如客機(jī)型、貨機(jī)型和公務(wù)型等。

　　某案例飛機(jī)的系列化情況如表1所示。

　　表1 某案例飛機(jī)的系列化情況

　　注：1英里=1.61公里。

　　在民用飛機(jī)立項論證時，系列化要求屬于基本的設(shè)計指標(biāo)之一，應(yīng)列入飛機(jī)需求基線。在概念設(shè)計階段，就要完成系列化的總體方案設(shè)計，以便確定各變型產(chǎn)品的共用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，定義各種接口及關(guān)聯(lián)關(guān)系。

　　產(chǎn)品的系列化設(shè)計是以基本型號（基本型）為基礎(chǔ)的?；拘蛻?yīng)該是系列內(nèi)最有代表性的，規(guī)格適中，經(jīng)過市場長期考驗，結(jié)構(gòu)和性能都比較可靠，又有發(fā)展前途的型號。

　　在基本型的基礎(chǔ)上，對系列產(chǎn)品進(jìn)行型譜設(shè)計，編制產(chǎn)品型號的發(fā)展規(guī)劃。

　　產(chǎn)品的個性化即產(chǎn)品的多樣性，供客戶挑選自己喜愛的產(chǎn)品，滿足客戶的個性化要求。

　　企業(yè)在市場需求驅(qū)動下，開發(fā)出滿足不同層次、不同愛好的人們需要的產(chǎn)品。例如，一種投放市場的Boeing777就有若干系列，每個系列有若干型號，可供客戶挑選。

　　商品的個性化要求通過“模塊化”設(shè)計思想來實(shí)現(xiàn)。

　　但是，個性化可能帶來成本的增加。因此，權(quán)衡客戶個性化需求和產(chǎn)品成本增加之間的關(guān)系，取得一個合理平衡，才是企業(yè)正確的商業(yè)決策。

　　圖3是某型號汽車的構(gòu)型配置的簡單示意圖?？蛻艨梢愿鶕?jù)自己的愛好，選擇汽車發(fā)動機(jī)的配置，實(shí)現(xiàn)“個性化”。

圖3 客戶構(gòu)型的配置

　　在本例中，供客戶選擇的發(fā)動機(jī)就是一個選項（Option），而發(fā)動機(jī)的排量值就是選項的值，同樣，音響也是“選項”，音響的型號也是選項的值。

　　要做到對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的有效管理，必須改變傳統(tǒng)的自底向上堆積零件而組成飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的落后方法，改變逆向工程的研制模式，采用自頂向下的產(chǎn)品設(shè)計和管理方法。在設(shè)計工作開始之前，定義飛機(jī)頂層產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置，在研制過程中自頂向下逐層凍結(jié)產(chǎn)品構(gòu)型，確定構(gòu)型和配置后再進(jìn)行三維數(shù)字化模型的設(shè)計，最終形成完成整體的BOM。一般而言，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以型號項目為基礎(chǔ)構(gòu)建可配置產(chǎn)品、產(chǎn)品系列和頂層部件，進(jìn)而依據(jù)飛機(jī)功能產(chǎn)品規(guī)范劃分工作包，最后根據(jù)工作包展開詳細(xì)底層零部件設(shè)計，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)劃參考示意如下。

　　圖 4：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)劃分示意

　　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計和定義的原則主要有下列幾項：

　　（1）設(shè)計方式：變化最少。

　?。?）組織方式：將可變部分、不變部分分開。

　?。?）鏈接方式：分頂層、配置層、底層三個層級。

　　從變化的角度來講，飛機(jī)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為可變部分和不變部分。其中不變部分按照每個型號構(gòu)成通用的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；可變部分按照功能和特征來定義。從配置的角度來講，飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為可配置部分和不可配置部分。其中配置層是可配置部分，在這里管理飛機(jī)的有效性信息，并且管理飛機(jī)產(chǎn)品的變更；而底層是實(shí)際零件編號，由裝配和零件模型組成。

圖 5：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計與定義原則示意

　　對于批次管理，在型號定型前后的研制過程中需要同時進(jìn)行產(chǎn)品試制和批量生產(chǎn)，不同的試制批次滿足不同的性能試驗要求，不同批架次之間構(gòu)型各不相同。不同的設(shè)計方案或不同的設(shè)計版本在飛機(jī)型號系統(tǒng)中進(jìn)行配置，形成固定基線的產(chǎn)品或系統(tǒng)，是飛機(jī)產(chǎn)品構(gòu)型管理的主要任務(wù)。

　　對于架次管理，按照定義在配置層的配置項和設(shè)計方案進(jìn)行架次的有效性定義，基于定義好的業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行有效性過濾，就可以得到需要的單架次的飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和BOM。

　　Teamcenter對構(gòu)型管理有全面的支撐。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)劃方面，可將頂層結(jié)構(gòu)被分解為多個系統(tǒng)與子系統(tǒng)，有利于多方案和并行設(shè)計，使數(shù)據(jù)查詢更加方便快捷。下圖給出了基于Teamcenter變量構(gòu)型選項的結(jié)構(gòu)標(biāo)識分解示例。

圖 6：產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)

　　產(chǎn)品平臺化、模塊化設(shè)計是提升設(shè)計質(zhì)量、設(shè)計效率的一種技術(shù)手段，成為產(chǎn)品創(chuàng)新的驅(qū)動力。PLM為面向模塊化的設(shè)計提供了信息管理系統(tǒng)，為企業(yè)逐步走向模塊化的設(shè)計提供了重要的技術(shù)支撐手段，但同時企業(yè)還需要通過企業(yè)文化、平臺化設(shè)計流程、模塊化劃分、知識積累、創(chuàng)新機(jī)制等逐步走向模塊化設(shè)計。并且平臺化設(shè)計也是數(shù)字化企業(yè)的一個重要基石，是實(shí)現(xiàn)精益研發(fā)的重要手段，成為我們數(shù)字化企業(yè)轉(zhuǎn)型不可或缺的一種保障。