直升机疲劳试验项目管控信息系统设计与应用
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摘 要
以直升机例行疲劳试验的主线业务为研究对象，利用信息技术、C/AS/DS架构、oracle数据库等先进技术，开发设计了直升机疲劳试验项目管控信息系统。形成了试验基础信息管理、试验计划管控等主要子模块，将试验管控过程工序化，同时结合试验业务中长期发展需求，概念性的设计了其他功能模块及其预留接口。本系统为例行疲劳试验从方案设计到试验完成各阶段提供了全面的、可视化管理，有效提升试验工作效率，为相关产品批产交付提供了技术支持。
关键词
疲劳试验;项目管控;信息系统
中图分类号： G633.6 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.05.039
随着计算机技术的发展，管理信息化在各行业、各个领域得到了普遍的发展。管理信息系统是运用系统管理的理论和方法，以计算机技术、网络通信技术和信息处理技术为工具和手段，具有对信息进行加工处理、存储和传递等功能，同时具有预测、控制、组织和决策等功能的人机一体化系统。信息化管理是实现试验项目管理系统化的重要手。
1 公司疲劳试验项目管控现状
对于航空制造行业来说，试验及测试贯穿了产品的研制和生产整个过程。随着我公司核心能力建设的深入开展，生产科研任务不断增加，疲劳试验项目管控工作面临着批产量大、型号多、种类复杂的问题。传统的例行疲劳试验工作管控模式已逐步不适应现下的实际情况。目前，疲劳试验项目管控多数环节还停留在人工管控上，各部门之间的试验协同性差，缺乏统一的可视化管理平台。试验业务管理水平及试验技术能力与国内外先进水平存在较大的差距。
因此试验管控信息化、数字化已是趋势所向。本文以公司例行疲劳试验管控为研究对象，利用信息化的管理模式，以信息技术及先进信息管理方法为基础，完成了例行疲劳试验项目全过程管控信息系统的设计和开发，给公司相关产品的高质量按期交付提供保障，对提升企业竞争力起着重要作用。文中介绍了直升机疲劳试验项目管控信息系统的总体设计和主要组成部分，其主要包含试验计划管理、试验计划调整、试验项目配套管理、试验综合信息报表、试验综合计划信息报表等主要子系统，探讨了不同子系统模块实现的基本功能，分析了现阶段我公司疲劳试验信息化管控工作所要关注的重点环节。
2 总体设计
2.1 系统功能设计
昌河飞机工业集团有限责任公司已建立军机、民机产品体系，承担了多型号、多系列直升机疲劳试验任务，为了更好地进行疲劳试验任务管理，一个有效而合理的信息化组织平台是非常有必要的。
通过对试验任务触发、试验计划发布、试验方案设计、试验信息管理、试验过程跟踪等项目管理主线业务的梳理，结合例行疲劳试验工作管控的特点，形成了直升机例行疲劳试验项目管控信息系统的总体设计。
针对例行疲劳试验项目管控关键环节，制定疲劳试验工作管控信息系统阶段性开发目标，适应试验多样性发展。依据管控关键环节将试验管控过程分为技术状态、项目进度和资源调配三个不同的管控方向，实现不同环节信息的共享信息化平台。如图1所示，本信息化系統主要涉及3个模块：试验基础信息模块、试验计划管控模块、库房管理模块（预留接口）。其中主要业务流程发生在试验计划管控模块。该模块包括4个过程子模块。分别是：试验计划生产子模块、试验件生产交付子模块、试验过程跟踪子模块、试验能力平衡子模块（预留接口）。
系统管控总体流程如图2所示，首先试验基础数据及生产交付计划作为试验任务的触发来源，会将需求输出给试验计划管控模块，经过其下属的试验能力平衡子模块后，会结合现有试验资源及任务节点要求等条件形成适合当前项目管控的试验计划;并在试验计划生成子模块中形成管控报表;试验件库房管理员在试验件组套管控子模块中可以对试验项目进行组套，组套完成触发指令工序流程，下达任务到各项目负责人，将每个试验项目分成若干工序流程，实时管控项目进展。同时结合库房及备件管理子模块中主要资源使用情况，实现整个试验信息系统的动态管控。
2.2 系统的逻辑结构设计
系统功能设计主要采用C/S架构，Oracle数据等相互配合来实现整个系统的设计应用。C/S架构的软件功能强大，开发方便，执行速度快，是国内PDM等系统的常用架构。但航空制造业具有同时在线用户数量多的特点，大数量的客户端连接将使数据库服务器开销巨大，不能有效发挥性能。同时，客户端的发布和配置也相对复杂，直连数据库也带来一定的安全隐患。因此，C/S架构只适合中小企业，不适合大型航空企业。
B/S架构避免了C/S架构的缺点，也是目前较流行的架构。国外著名PDM软件Windchill就使用了B/S架构。但B/S架构在界面和可操作性上都较弱，尤其是运行速度上，在现有硬件条件下很难满足航空产品研制进度的要求。因此，本课题采用如图1的C/AS/DS三层架构。
将C/S、B/S架构的优缺点合理优化处理，基本满足了航空业产品研制生产进度的要求。
3 主要模块功能设计
3.1 试验基础信息子系统
目前公司承担的各型号例行试验项目较多，存在大量试验基础信息，该模块的主要业务功能是实现对例行疲劳试验基础信息的输入及分类，为后续试验计划管控模块作数据检索和支撑。
试验基础信息子系统主要包括试验平台基础信息、试验构型图号基础信息和试验配套信息等主要模块，如图4所示。
（1）试验平台基础信息。包括涉及构型、抽检依据、组批构型、组批抽检依据等。
（2）试验构型图号信息。包括项目构型、试验图号、试验名称、架次信息、试验周期、试验大纲、试验工装、试验设备、指令编号、试验任务书及抽检要求、基础工时、工序流程、涉及试验保障架份等。 （3）试验配套信息。包括试验项目图号、试验配套图号、试验配套名称、零件数量、试验件类型、路线等。
3.2 试验计划管控子系统
试验计划管控子系统是整个疲劳试验项目管控信息系统的核心，管理者通过试验综合计划信息报表、考核件批产交付架次报表及下属工序流程可以实现对年度试验计划生成、试验件生产交付、试验过程情况三个阶段总体管控。同时设计了不同阶段的预警和报警门限及筛选。满足客户对试验项目进度的实时动态更新。
试验计划管控子系统主要包括试验计划管理、试验计划调整、试验项目配套管理、试验项目综合信息报表、试验综合计划信息报表等主要模块。
（1）试验计划管理。该子模块负责试验计划的编制及流程会签发布。不同类型的试验按不同计划编号分开管控，包括计划编号、编制者、编制时间、计划描述、审批状态等信息。每个计划编号内又包含若干项试验任务。包括试验项目图号、试验项目名称、试验主管、零件数量、零件交付节点、试验计划完成节点等信息。
（2）试验计划调整。由于试验计划是根据生产计划制定的，在执行过程中，会根据实际生产情况和试验能力进行调整。因此为了保障试验信息的可追溯性，设计了计划调整审批子模块。针对不同原因导致的试验计划变更，流程触发主体部门不同。
（3）试验项目配套管理。由试验件管理员对试验项目组套，将相应的试验考核件和配套件入库信息集中可视化展示管理，方便试验项目组套信息查阅，并及时触发相关试验项目的开展。交件时间和组套时间自动链接到试验综合计划信息报表。若考核件和配套件实际交付节点均显示在计划交付节点之后交付，则会在试验综合计划信息报表提示报警。
（4）试验项目综合信息报表。该报表展示了各型机所有例行疲劳试验项目的详细信息。分为3级展示，从型号、试验项目到下级件信息，是试验基础信息的展示报表。可以按构型、组批构型、主项目图号、试验配套图号等条件筛选信息。
（5）试验综合计划信息报表。主要功能是实现试验过程的跟踪管控。以试验指令为载体，参照生产车间零组件生产模式，在组套后试验件管理员依据试验项目“选指令”，关联考核件入库条码，模拟下令生成执行工序，从组套开始执行工序，在试验项目综合信息报表中实时显示各试验工序进展，并暴露问题。该报表分为条件筛选及预警、项目信息、工序流程三块内容。筛选条件包括：试验项目图号、试验项目主管、试验是否配齐、试验状态、零件交付提前预警、试验完成提前预警、零件交付超期预警、试验完成超已配套项目触发工序后，可在该报表的最下面看到实际工序流程，相关状态也会同时在中间的项目信息试验状态列显示。因试验配套件较多，为方便管理者查询交付情况，在每个项目的下级显示中加入了黑色的小灯已提示该零件没有交付。
3.3 系統中长期开发目标
在完成上述各子系统开发后，本系统已经能很好地满足现阶段疲劳试验项目管控工作信息化的需求。为了进一步满足公司疲劳试验业务中长期发展需求，本文概念性的设计了试验能力平衡和库房备件管理子系统，并在升机例行疲劳试验项目管控信息系统开发时为待开发子系统预留接口。
其中试验能力平衡子系统的主要功能是结合年度试验计划，根据试验设备、人员能力制定最优化试验项目排序。库房备件管理子系统主要功能是对试验备件出入库可视化管理，实现备件与试验项目的可追溯性，并动态监测备件库存变化情况，及时对相关试验项目报警，提前开展备件订货保障试验顺利进行，以减小备件资源对试验进度的影响。
4 系统应用与验证
直升机例行疲劳试验项目管控信息系统已完成总体设计及初期目标的开发，并已初步应用于昌河飞机工业集团有限责任公司的信息化管理平台中，系统运行稳定，效果良好，给公司例行疲劳试验工作管控带来了一定的帮助。提升了公司例行疲劳试验管控工作水平，使得整个业务流程更加清晰可见，提高了管理效率。
5 结束语
将数字化信息技术应用到例行疲劳试验项目管控中，提高了整个工作实施的效率，同时保证了管控工作的实时性和准确性，对公司疲劳试验项目质量提升更具有积极意义。但本文开发的疲劳试验项目管控系统还存在一些待开发模块和不足之处，还需继续开展更为深入的研究和改善，以更好地为直升机例行疲劳试验任务管控工作服务。
参考文献
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