數字化制造技術的快速發展，使得飛機的設計技術、制造技術和管理方法發生了巨大變革，開創了全新的飛機設計制造模式。作為飛機研制過程中信息傳遞的橋梁，產品數據管理(Prod.uct Data Management，PDM)系統存儲了與產品定義相關的各類信息，管理著產品整個生命周期中所有數據和過程。構建有效的PDM系統，離不開物料清單(Bill of Material，BOM)的支持，以BOM為主線組織的產品信息，貫穿于企業生產的。整個生產活動。作為制造資源計劃運算的核心之一，在產品設計、制造、維修和報廢的全生命周期數據流動過程中，BOM是信息傳遞和更改的重要依據。維修物料清單(Maintenance BOM)是維修服務部門根據零部件相關屬性信息，按具體維修要求從設計BOM中篩選出的備用件清單。

    飛機系列產品的發展過程中，由于客戶具體要求的不同、技術進步所帶來的設計及工藝方面的改進等使得飛機構型在不斷變化。這給航空公司根據其自身維修能力、零部件維護與修理工作的種類等條件，快速生成客戶化的維修物料清單等工作帶來了挑戰；與之相對應的是，飛機制造商客戶服務部門為滿足飛機用戶維修工作的要求，實現其客戶服務的功能，應該具有服務于不同客戶機型的備件，需要在制造過程中考慮飛機維修所需零部件對生產計劃的影響，將維修BOM中零部件與制造庫存一同下料生產，以利用規模優勢來降低制造成本等。

    現代民用飛機零組件數量巨大，因此如何從所有產品結構中篩選出維修管理所需的產品目錄，即在產品數據管理過程中如何將基于生產管理需要的工程BOM轉化為維修BOM，目前尚無系統的研究。PDM具有的多視圖功能，為基于PDM的維修BOM轉換，提供了理論基礎，本文從某型支線飛機PDM系統的工程BOM出發，根據航線維修的特點，利用BOM遍歷搜索算法得到航線維修BOM。

    1 民機維修的特點

    民機維修工作可分為外場維修和內場維修。民用航空器和/或航空器部件的維修工作中。航線維修及部分可在停機坪進行的定期檢修通稱為外場維修，而校驗、改裝、修理、翻修屬內場維修工作，內場維修包括了飛機機體維修、發動機維修和機載設備維修。

    民機維修可更換單元的確定，既取決于設計、生產，又對應于某一維修級別。飛機外場維修的航線可更換單元的設計，使得飛機可以在故障后，通過快速更換故障零部件進行維修，縮短了飛機的停場時間，提高了飛機的簽派可靠性，因此外場維修更換零部件直接影響飛機的可靠簽派，而內場維修所用零部件的服務水平直接影響航線可更換單元的服務水平，對飛機簽派的影響則是間接的。根據ATA2000規定，客戶化供應資料S-File涵蓋了飛機制造商所制定飛機維修手冊(AMM)中，所有可拆件、航線維修的可更換件；因此，航空公司航線維護所涉及備件項目，均包括在客戶化供應資料S-File中，而航線可更換是進入S-File的先決條件。

    2 某型支線飛機產品數據管理的內容

    我國擁有完全自主知識產權的某型支線飛機實現了全機對接，研制生產已取得了突破性進展。PDM系統根據工程圖樣、相關設計文件及工藝規范等得到全機工程數據集BOM(EBOM)。記錄了工程零件和裝配件的屬性信息及其結構關系，反映工程對產品物料的需求信息。

    EBOM用規范的數據格式描述的產品結構文件。包括所有子裝配件、零件、標準件等清單，以及制造一個裝配件所需要的所有物料的數量與層次關系。

    縱向來看，BOM以層次結構組織和管理數據，其中存放了從最終產品到中間部件，直至其組成零件的所有信息。EBOM所表達的產品結構如圖l所示，對于圖中每個裝配件或組件，都有單獨的EBOM分別描述。

    圖1 工程數據集BOM表達的產品結構示意圖

    橫向來看，EBOM中，各零部件包含了設計、制造所需的諸多信息，可分為3類：標識類、裝配關系描述類和零部件自然屬性類。標識類有件號、名稱；裝配關系描述類包括產品圖樣及文件編號系統(DBS)層次號、上級裝配件件號、對稱性說明、單裝數量；零部件自然屬性包括零件類型(如裝配件、機加件、鍛件、鑄件、鈑金件、膠接件、焊接件、標準件、成品件等)、材料、質量、表面處理、熱處理、加工與裝配工藝信息(如化銑、噴丸成形、噴丸強化、膠接、蜂窩夾層、焊接等)i零件制造所需的技術標準與規范等。

    3民機維修BOM的轉換過程

    飛機制造過程中，零件、組件、部件的裝配.以及電纜、管路和成品的連接都離不開各種連接方法和連接件。對于航線可更換件，可以用具有相同件號的部件代替，且滿足所有的物理、功能和結構要求，安裝僅要求采用連接措施(螺栓、螺帽、螺釘、墊圈和銷釘等)，在拆卸安裝中，這些項目不要求使用通常用于機械維修之外的任何工具，除指定的調整外，對支持和鄰近結構不要求為安裝該項目做任何操作或改動。有些零部件則在航線更換時，要求除連接措施以外的操作，如墊補、鉆孔、鉸孑L、切割、鋸切、挫削和修形，該類零部件拆換通常要使用用于機械維修的手工工具來完成，不需要用特種設備，如點焊、熱處理等。

    因此，對于航線維修BOM，不需展開到EB.OM零部件的最底層，如某部件由幾個零件組成，當其中一個零件損壞且幾個零件間為航線不可拆卸連接時，需整體更換部件，而不是零件本身。根據航線可更換件的特點可知：高鎖螺栓、高鎖螺母、環槽釘、釘套、抽釘、托板自鎖螺母、托板螺母、襯套等均為航線不可拆標準連接件，設其為航線不可拆標準連接件集Q-NonRemovable；梁、長桁、翼肋加強板、加強件、角盒、T形件、型材、隔板、腹板、支柱、蜂窩件、槽型件、搭接板、膨脹件等屬航線不拆換零件集Ass—NonRemovable；焊接件、鉚接件、膠接件等屬航線不可拆裝配件/組件類型集PartType—NonRemovable；而焊接、鉚接、粘接、膠接、壓接等屬航線不可拆連接工藝集Process_NonRemovableo

    BOM遍歷是沿著某條搜索路徑，對BOM中的節點做1次且僅做1次訪問，被訪問的零部件作為產品結構中不同層次上的子項形成相應的BOM。工程數據集BOM到維修BOM的轉換過程與BOM遍歷過程是密不可分的，這里，通過構造臨時表存放中間結果，采用寬度優先搜尋策略進行BOM遍歷，從當前部件所在的層次進行搜索，先搜索同一層中的內容，然后再繼續搜索下一層。在遍歷的每一步，通過對待遍歷零部件中關鍵參數的分析完成工程數據集BOM到維修BOM的轉換。下面以圖1為例，說明該轉換過程。步驟1：構造臨時表Temporary-BOM和航線維修零部件表M-BOM，分別存放BOM搜索的中間結果和最終結果，其結構如表1所示。

    表1 BOM搜索臨時表和航線可拆零件表結構

    步驟2：按DBS層次號，由低到高的順序將提取工程數據集BOM中表l所示相關信息，并添加到Temporary-BOM，此處為所有NHA—PN為Al的零部件(設符號定義為Part)，即2.1，2.2，A2.1，A2.2，Q2.1，Q2.2。

    步驟3：當Temporary-BOM非空時，分析Temporary-BOM信息：

    步驟5：搜索Temporary_BOM，若Part_Part.Type為裝配件，該Part仍有下一級組件，這里為A2.1，A2.2，則清空Temporary_BOM，然后提取下一級DBS編號的工程數據集BOM中如表l所示相關信息，并添加到Temporary_BOM，轉步驟3。

    步驟6：清空Temporary_BOM，則將該Part的上級裝配件及相關信息讀入M—BOM，結束。通過遍歷BOM表生成的維修BOM。包括了所有航線維修可以拆換的零部件，保證了維修零部件的完備性。

    為提高資金利用率，可根據實際運營條件，綜合考慮零部件的技術特性、可獲取性、經濟性等因素，從維修BOM中抽取部分零部件作為進行庫存管理，如零部件的重要性是指該件出現故障后，是否影響飛機的放飛是備件管理需要考慮的首要因素；可靠性指標在設計階段以平均無故障時間(MTBF)來衡量，飛機運營過程中則表現為平均非計劃拆換時間(MTBUR)指標，兩者之間存在特定的換算關系；零部件的訂貨提前期(LT)是影響獲取難易程度的主要因素；備件的成本主要是備件的購置費用，即從備件生產制造的費用，是必須予以考慮的經濟因素。根據以上因素分析，可生成制造商備件計劃及用于財務管理等。4維修BOM管理系統

    4.1系統實現

    根據某型支線飛機客戶服務部備件支援與管理的需要，運用本文提出的方法，基于Windows9X/2000/XP系統和ORACLE9i數據庫平臺開發了一套維修BOM管理系統。

    4.2關鍵技術

    (1)BOM數據維護

    數據庫中同一數據不僅保留最新的EBOM數據.而且還可以獲得歷史數據，使數據具有可追溯性。即對EBOM的數據的版本控制，還應考慮飛機構型的變化對數據庫數據的影響。另外，產品數據管理需要將基于圖紙的管理轉化以零件為基準的管理，如應在EBOM信息管理中，考慮左右件、無圖件和借用件特殊情況，應用遞歸算法修改零部件實際裝機數量等。

    與EBOM的數據維護相對應，維修BOM也應隨EBOM的動態調整不斷做出修正，另外還應考慮維修BOM使用過程中的某型特殊屬性，如互換件，即不同件號的零部件問的雙向互換性、單向互換性及準互換性等，以避免備件的多余儲備以及維修使用時的混亂。

    (2)BOM數據轉換過程沖突消解

    在產品數據的轉換過程中，由于需轉換的數據，可能不是從單源數據庫提取或同一數據多次被引用，因此會遇到數據沖突，應保證各BOM所包含的零件版本與設計BOM零件版本相同，并根據設計圖樣及文件編號(DBS)規則進行BOM中嵌套錯誤和完整性錯誤的分析，完成BOM一致性檢查，確保產品數據的合法性和完整性。

    (3)臨時表構建

    以臨時表存放中間結果，不采用內存堆棧，由于數據庫表單的容量遠遠大于計算機內存容量，因此可處理大規模的EBOM結構；遍歷的每一步，只需幾個關鍵參數的比較分析就可完成轉換過程，充分利用數據庫快速檢索的優勢。

    (4)備件參數數據多源獲取

    維修BOM的原始信息來源于制造商產品制造及飛機用戶運營使用，制造商備件供應和用戶需求信息是維修BOM管理的要素。作為備件管理的基礎數據，備件參數體系包括了標識類、審查類、強制性、可靠性、維修類、特性類、訂購類和說明類等50多個參數；因此，維修BOM管理系統需要從ERP、FRACAS(故障報告、分析及糾正措施)、運營監控系統等后臺數據庫中選取相關數據，構建完善的維修BOM信息數據庫。

    5結束語

    作為飛機維修所利用的主要資源，備件的服務水平是影響飛機維修的重要因素，維修BOM的應用，可使飛機維修管理及采購缺貨備件等工作更加準確、及時，對保障資源的利用也更為有效；制造商可根據具體航空公司的維修能力、零部件維護與修理工作的種類，通過該維修BOM管理系統，隨時提供廣泛的銷售和生產信息。

    初步應用表明，該管理系統為民用飛機的備件支援工作提供了很大的方便，所得到的航線維修BOM能夠滿足工程實際需要，獲得了制造商及航空公司的一致認可。