研發(fā)要素協(xié)同管理信息化實現(xiàn)

技術流程、方法工具、標準規(guī)范是航空發(fā)動機研發(fā)中協(xié)同管理的主要要素，研究這些要素協(xié)同管理信息化的實現(xiàn)機理，是構建航空發(fā)動機協(xié)同設計管理系統(tǒng)的基礎。航空發(fā)動機協(xié)同設計管理系統(tǒng)是產(chǎn)品研發(fā)體系運行的信息化平臺之一，該平臺重點應用于設計階段，研究各研發(fā)要素信息化實現(xiàn)的方式并進行協(xié)同管理，可為設計人員提供完善的數(shù)字化協(xié)同研發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)流暢的產(chǎn)品研發(fā)過程。應用需求分析以建立異地協(xié)同、跨專業(yè)協(xié)同、專業(yè)內(nèi)協(xié)同為目標的協(xié)同設計管理系統(tǒng)，需要打通研發(fā)過程中業(yè)務管理和設計工作之間的各個環(huán)節(jié)，做到產(chǎn)品研發(fā)全要素的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)任務流程統(tǒng)一、工具統(tǒng)一、標準規(guī)范統(tǒng)一和數(shù)據(jù)統(tǒng)一，具體需求如下：在研發(fā)流程方面，由于設計計劃調整頻繁、任務密集、參與人員眾多，以及當前各部門間主要以電話與郵件交流導致的人員之間溝通不暢、信息反饋零散滯后等，對研發(fā)流程管理信息化提出了更高要求，需要開發(fā)協(xié)同設計的流程管理功能，用于實時跟蹤了解設計流程的所有狀態(tài)。在方法工具方面，研發(fā)工作需要應用各種商業(yè)軟件和自研程序，而這些方法工具的孤立性強，相互間數(shù)據(jù)格式不貫通，轉化時需要耗費大量時間，從而產(chǎn)生對方法工具信息化協(xié)同的需求。因此，需開發(fā)出能夠快速地針對不同類別模型數(shù)據(jù)格式進行轉換的功能，以達到數(shù)據(jù)的貫通，形成對方法工具的統(tǒng)一管理，為研發(fā)人員的交互設計工作提供便利。在標準規(guī)范方面，研發(fā)過程中涉及大量標準和規(guī)范，查詢與統(tǒng)一會耗費設計人員大量精力，形成了對標準規(guī)范協(xié)同管理的需求。因此，需要形成標準規(guī)范與知識庫，進而通過與流程管理相配合，促進相關標準及規(guī)范在設計過程中的高效應用。在過程數(shù)據(jù)管理方面，研發(fā)設計過程中會產(chǎn)生大量過程數(shù)據(jù)，若缺乏高效的數(shù)據(jù)管理會造成數(shù)據(jù)遺失或數(shù)據(jù)難以及時同步給協(xié)同單位，影響研發(fā)活動的進行。因此，需要建立過程數(shù)據(jù)中心以及各單位的過程數(shù)據(jù)庫，用于研發(fā)過程數(shù)據(jù)的管理、追溯和復用。各類研發(fā)要素在信息化系統(tǒng)中協(xié)同運行管理，能夠支撐總體設計工作，在設計過程中系統(tǒng)提供與任務相關的方法工具、標準規(guī)范及知識數(shù)據(jù)，設計過程數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)池中以供調用。研發(fā)流程協(xié)同管理方案航空發(fā)動機的研制需要總體設計、結構設計、綜合保障等多部門通力合作才能確保任務的有效推進，因而設計有效合理的航空發(fā)動機流程協(xié)同管理方案尤為重要。在綜合考慮流程要素管理現(xiàn)狀和業(yè)務需求的基礎上，搭建技術流程協(xié)同管理方案總體架構，如圖1所示。圖1

技術流程協(xié)同管理方案總體架構流程管理要素協(xié)同模板是提高工作效率的有效手段，將研發(fā)流程、研發(fā)活動模板化，有助于研發(fā)設計的協(xié)同管理、提高研發(fā)效率。模板的建立與管理需要滿足以下3種協(xié)同方式。一是跨地域流程協(xié)同。隨著項目管理理念和方法的逐漸完善，工程項目管理模式逐漸演化出項目單位自行管理、項目單位與承包商協(xié)同管理等模式。結合以上內(nèi)容，采用小包協(xié)同和大包協(xié)同兩種模式對跨地域進行流程管理協(xié)同。二是跨學科流程協(xié)同。航空發(fā)動機的研制涉及到大量學科之間的交互，為了實現(xiàn)跨學科的流程協(xié)同，引入多學科的協(xié)同方法與共享數(shù)據(jù)庫的結合實現(xiàn)跨學科的流程協(xié)同。三是專業(yè)內(nèi)流程協(xié)同。為解決專業(yè)內(nèi)流程協(xié)同的問題，系統(tǒng)采用了數(shù)據(jù)共享和提交發(fā)布兩種操作模式實現(xiàn)協(xié)同。模板同步與共享在流程管理中，不同直屬單位有不同的權限，為了能夠更好地對模板進行管理與信息的共享，應建立詳細的研發(fā)流程模板管理架構，如圖2所示。圖2

研發(fā)流程模板管理架構方法工具協(xié)調管理方案航空發(fā)動機產(chǎn)品研發(fā)過程中不同地域、部門和專業(yè)的方法工具建設若缺乏體系化指引，將導致數(shù)據(jù)難以協(xié)調統(tǒng)一，故方法工具協(xié)同管理方案的設計有著極其重要的作用。通過在資源環(huán)境層、協(xié)同技術層、模板管理層間的有效管理，實現(xiàn)對方法工具信息的同步與協(xié)同，其具體架構設計如圖3所示。圖3

方法工具協(xié)同管理方案總體架構方法工具模板的協(xié)同技術方法工具模板的協(xié)同主要是指數(shù)字化協(xié)同。對于實現(xiàn)航空發(fā)動機研發(fā)這樣的重大工程項目的方法工具的管理，構建分布式數(shù)字化協(xié)同平臺，通過平臺中的共享模板庫與共享數(shù)據(jù)庫的結合，對模板進行有效管理。其中的分布式協(xié)同技術是指在計算機支持協(xié)同工作（CSCW）的模式下，采用群件技術與協(xié)同編輯的方式來進行協(xié)同工作，同時引入中間件的方式對數(shù)據(jù)進行集成管理。方法工具模板的管理在方法工具模塊中，利用共享工具組件模板庫，為集團各直屬單位提供基于服務器的企業(yè)級工具/工程模板庫管理，具體模板管理架構如圖4所示。圖4

模板管理架構標準規(guī)范協(xié)同管理方案在產(chǎn)品研發(fā)過程中，產(chǎn)生了大量的實踐經(jīng)驗，經(jīng)長期驗證與提煉后，這些經(jīng)驗轉換為企業(yè)內(nèi)部的標準規(guī)范。在協(xié)同設計管理系統(tǒng)中，這些標準規(guī)范以知識的形式進行管理并集成到各類研發(fā)活動中，方便設計人員在研發(fā)過程中快速獲取。標準規(guī)范在系統(tǒng)中進行結構化存儲，形成企業(yè)內(nèi)部的知識庫并加以利用，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的管理和協(xié)同以及企業(yè)之間的信息互通與交流，通過結構化存儲，方便后續(xù)進行模板封裝，做到知識的共享，實現(xiàn)研發(fā)資源的擴充與更新。標準規(guī)范管理與協(xié)同將各直屬單位梳理出的標準/規(guī)范，通過屬性定義和識別進行結構化加工，經(jīng)上傳、發(fā)布等操作形成系統(tǒng)內(nèi)個人知識庫和企業(yè)知識庫，從而對散落于各單位、各部門及個人手中有價值的標準/規(guī)范進行統(tǒng)一管理，并在個人執(zhí)行任務過程中，通過對標準/規(guī)范的主動搜索和被動推送輔助實現(xiàn)快速設計，有效提高研發(fā)效率和質量。研發(fā)過程知識管理與協(xié)同在研發(fā)過程中會涉及大量的顯性和隱性的知識，其中標準規(guī)范屬于隱性知識。通過構建知識管理系統(tǒng)，對知識管理的同時能夠整合任務模板和項目流程。通過建立基于任務流程的協(xié)同知識圖譜，將各類型知識按照協(xié)同創(chuàng)新流程連接起來，以實現(xiàn)各知識節(jié)點的查詢、挖掘和呈現(xiàn)。同時，能夠依據(jù)項目流程給處于不同階段的科研人員提供知識模板服務和協(xié)同創(chuàng)新支撐，并對科研流程和數(shù)據(jù)進行有效管理。數(shù)據(jù)協(xié)同管理方案以集團總部為中心節(jié)點，通過集團與各直屬單位之間的星形網(wǎng)絡結構的兩級數(shù)據(jù)中心，輻射到各直屬單位，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步和交換，增強數(shù)據(jù)一致性的同時，可大大提升各直屬單位間數(shù)據(jù)同步共享的質量。跨地域數(shù)據(jù)的分類航空發(fā)動機的研制過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)大多具有同步共享的需求，按照信息化實現(xiàn)技術可分為實體文件數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，實體文件數(shù)據(jù)的同步主要有3種業(yè)務場景：閑時同步、定時同步和即時同步。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)基于同步服務可以在較短時間內(nèi)同步后實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性。為了滿足上述兩種數(shù)據(jù)同步的跨地域協(xié)同需求，可采用基于網(wǎng)絡的同步方式和基于存儲備份的同步方式?？绲赜驍?shù)據(jù)的協(xié)同與共享跨地域的協(xié)同辦公導致研發(fā)數(shù)據(jù)存儲在各直屬單位，當一項子任務交給一單位執(zhí)行時，該單位需要將研發(fā)過程中的數(shù)據(jù)反饋至集團總部，集團總部再將其同步至與該任務相關的其他單位，實現(xiàn)跨地域的協(xié)同辦公。若該任務產(chǎn)生的過程數(shù)據(jù)與集團總部無關，集團總部則僅充當數(shù)據(jù)轉發(fā)傳輸?shù)慕巧?；若相關，集團總部將其存儲至協(xié)同設計管理系統(tǒng)中，過程數(shù)據(jù)則會同步傳輸給指定單位。研發(fā)要素信息化應用驗證針對人員本地辦公和人員多地域辦公兩種協(xié)作模式，分別以傳動系統(tǒng)專業(yè)的研發(fā)流程和機械液壓系統(tǒng)研制為例，通過總體架構的指導，結合相關技術，達到不同場景下技術管理要素的協(xié)同高效運作。在方法工具協(xié)同管理中，以氣動設計任務的研發(fā)過程為例，在數(shù)字化協(xié)同技術下進行業(yè)務場景的驗證，具體實施方法如圖5所示。根據(jù)氣動設計研發(fā)過程，最終在整體工具模板中達到同步化，如圖6所示。圖5

氣動設計業(yè)務場景

圖6

工具模板同步在標準規(guī)范管理中所建立的知識共享體系可以提供對產(chǎn)品研發(fā)的知識管理功能進行統(tǒng)一管理，其中包括研發(fā)全