直升机产品信息全生命周期管理与集成技术研究

    直升机的设计发展是一个极复杂而又漫长的过程，需要多种工程和制造学科之间相互协调。直升机整个生命周期业务与协作过程中各个研制阶段都是相互影响的，但现有技术和管理方法存在关系粗放、效率低下、风险较大等问题。随着直升机系统及产品研制过程的复杂度不断上升，复杂产品全生命周期管理与集成技术已成为企业面向产品及系统正向研制的一个重要应用研究问题，也是企业信息化重要的组成部分。

    产品全生命周期管理技术在以往理论和实践中都侧重于产品数据管理的文件管理和设计协同等方面的研究。随着系统工程理论相关流程和方法的引入，产品全生命周期管理的复杂度、内涵和外延正在发生变化，以文件为中心的产品数据管理模式远不能满足直升机行业越来越复杂的产品实现过程，系统工程正在成为产品全生命周期管理（Product Lifecycle Management,PLM）的理论核心，基于模型的系统工程（Model Based System Engineering, MBSE）是PLM 的发展趋势。

    直升机产品全生命周期管理

    1 论证与需求体系结构

    直升机研制是一项复杂的系统工程，各项工作、各个专业的工作关联性非常密切和复杂，因此在研制流程体系中要准确表达各项工作之间、各个专业之间的关联关系，使工作流程、管理流程清晰受控。整个研制流程体系应全面描述直升机产品全生命周期中各阶段各专业的工作内容，甚至要描述各项工作具体的输出成果，确定所需编制的需求文件、技术文件、更改文件和图样文件，因此直升机产品研制流程应突出产品全生命周期管理。

    DoDAF 描述了体系结构的3 个视图：作战体系结构视图、系统体系结构视图和技术体系结构视图。在直升机需求论证阶段，基于系统设计标准和系统建模语言（SysML），以面向对象的方法，在需求分析的基础上，设计作战概念并做出各视图层面的用例模型，体系结构设计方法根据系统执行功能和活动需要，不断分解得到系统、分系统及子系统层次的结构图，实现系统模型驱动的论证与需求体系结构。

    2 数字化环境下的直升机产品研制

    系统工程要考虑产品生命周期内遇到的全部问题，是一个跨学科的协同工作方法。并行工程也强调综合设计和协同工作，使用系统工程的方法进行多学科协同设计已逐渐成为工程领域及制造类企业解决已有问题的一种有效思路，根据业务数据和信息模型的转换，根据集成业务数据的转换进行集成。

    数字化技术在直升机产品全生命周期研制流程中各阶段发挥了重大作用。以航空制造业的MBD 技术应用为例，基于MBD 技术实现三维模型表达产品的设计制造信息，保证产品全生命周期中产品数据的完整性。协同化、集成化、虚拟化、智能化是未来直升机数字化研制的发展趋势，在直升机系统生命周期的项目流程和技术流程中，信息技术应用在包括立项论证、概念设计、详细设计、试验试飞、工艺装配、生产制造、交付使用、保障维护、退出回收等全过程内，通过UPDM、CAD、CAE、CAM 等工具软件以及需求管理系统、PDM、SDM、TDM、CAPP、MES、ERP、PAC、SCM、CRM等数字化应用系统对工程研制过程进行管控，构建了以任务和需求定义、逻辑和功能集成、功能和逻辑架构设计为核心的覆盖产品全生命周期的MBSE 过程，从运行概念到需求到设计到生产，降低直升机型号研制风险，提高直升机产品质量且满足产品研制各节点的要求。