基于模型的成熟度管理

基于模型的成熟度管理1范围本文件规定了复杂装备产品的成熟度管理技术要求，包括不同专业的成熟度定义、成熟度跃迁控制以及支持成熟度跃迁过程中的事件技术要求。本文件适用于灵活开放的成熟度管理模块的研发。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语与定义下列术语和定义适用于本文件。3.1迭代iteration依照实施、反馈和改进再实施进行循环往复的过程和实践。其目的通常是为了持续稳定地逼近所需的目标或结果，降低误判风险。不仅用于开发活动，还可用于项目的策划、执行、验证和确认以及回顾等活动中。3.2成熟度等级maturitylevel用以刻画组织过程在满足组织级业务目标的能力。4缩略语下列缩略语适用于本文件。IPT：集成研发团队（IntegratedProgramTeam）FBL：功能基线（FunctionalBaseline）ABL：分配基线（AllocatedBaseline）DBL：设计基线（DesignBaseline）MBL：制造基线（ManufacturingBaseline）PBL：产品基线（ProductBaseline）5一般要求5.1概述由于跨领域、跨地域专业分工协作较多，船舶、航天等复杂装备系统研制周期较长，为了提高各专业之间的协同和并行能力，在产品研制过程中，需引入基于成熟度的产品设计和设计工艺并行工程的设计方法，建立产品设计和工艺设计的协同机制。产品设计和工艺设计的协同基于成熟度进行数据的传输和发布。产品成熟度使产品基于协同产品开发各个阶段达到详细程度和完整程度，直观的表达产品在开发中的具体进度，并且能够基于三维工艺设计与管理系统，定制相应的管理流程来进行管理和控制，从而实现产品协同设计，设计过程中把产品成熟度以状态分隔为不同的状态等级。5.2建立成熟度模型产品成熟度的管理首先应确定零部件是否为产品成熟度管理件，企业对产品成熟度规则进行判定审核，只有经过审核的零部件可以表示为成熟度管理件。对于成熟度管理件需要建立成熟度管理模型，包括：定义成熟度等级，结合大型成套装备的特点，借鉴同行成熟度等级划分经验，在各个主要专业进行详细研究，确定行业成熟度等级规则；制定成熟度等级评估程序；发放成熟度管理件数据，并应用产品成熟度模型，是三维设计工程化的重要业务手段；建立合理的协同机制，支持产品成熟度的定义和应用；定义产品成熟度，需尊重产品设计业务、工艺准备现状。产品成熟度的定义，先期可以是较粗的粒度（例如：整个产品或单元体的成熟度等级），后续进行细化定义（例如：每类零件的成熟度等级，尤其关重件）。系统应采用统一的图形标准，支持企业进行不同专业模型的生命周期状态的定制。系统宜提供图形化的交互界面，允许企业在系统默认成熟度的基础上进行定制。成熟度的定义主要包括状态的定义和状态之间连线的定义，用户可以根据需要设定模型的成熟度状态，根据成熟度的跃迁规则设定状态之间的连接信息。5.3成熟度跃迁控制依据企业设计过程中对设计数据的成熟度管理的规范，系统应支持对设计数据成熟度状态的跃迁控制，支持手工或者自动进行成熟度的升降级。应可以实现零部件父子件之间的成熟度跃迁规则控制，例如：当所有子件成熟度提升完成时，父件的成熟度级别自动同步提升；当一个子件成熟度降低时，父件的成熟度级别自动同步降低；也应允许用户自定义在某个成熟度提升时，自动启动审签流程进行成熟度升级控制，保证设计的质量，如图1所示。成熟度跃迁示意图每次成熟度的跃迁，系统应提供相应的日志记录，也应支持成熟度跃迁报表的生成和导出。5.4自动检查机制在成熟度跃迁的控制中，应预留事件接口机制，允许用户定义在跃迁过程中的逻辑，事件触发分为前触发和后触发，例如：在跃迁之前，通过前触发进行模型质量检查，通过模型质量检查的则正常进行成熟度的升级，否则进行提示，无法进行升级，这样可以保证产品设计的质量，保证成熟度规范的落地。6技术状态管理6.1概述在基于模型的数字化设计平台基础上，实现基于成熟度的技术状态管理，统一产品数字化定义，依据产品成熟度实现对三维模型的技术状态控制。基于成熟度的技术状态管理包括：成熟度定义工具集、成熟度管理模块、成熟度统计模块、成熟度管理规范体系、基于成熟度的基线管理。成熟度定义是开展并行设计的有效手段，在关联设计中，通过模型成熟度定义，使下游数据相关设计人员及时了解上游数据的设计状态及更改信息，从而及时对设计数据进行完善；对预发放数据进行控制，使制造人员提早接触数据，提前开展相关工艺、工装设计等生产准备工作；对产品数据设计程度实施标识与记录，从整体上把握大型复杂产品的数字化模型数据的信息及完成情况，为研制流程中控制状态的制定提供依据，确保获得完整的产品数据，提高协同研制整体水平。成熟度状态控制能够体现并行设计的思想，为工艺、制造、维护等部门介入早期工作提供了标准，并能够很好控制业务流程的协同研制进度。6.2成熟度管理规范体系基于成熟度的协同研制首先需结合实际业务制定一套成熟度标准规范以指导系统建设。成熟度管理标准规范主要是对各专业、各类型数据、各业务活动的成熟度的规范定义。主要包括以下内容：成熟度等级划分与定义指导规范；基于成熟度的多专业协同规范；基于成熟度的数据发放与接收规范；基于成熟度的技术状态管理规范；基于成熟度的系统使用规范；基于成熟度的变更管理规范。通过定义成熟度管理规范，并结合基于成熟度的协同研制系统，建立一套基于成熟度的技术状态管理体系。6.3成熟度定义工具集6.3.1概述成熟度定义工具集主要实现基于模型的产品各专业、各阶段、各类数模、文档的成熟度定义。包括面向三维数模的零件成熟度、装配成熟度定义，以及面向文件的文档成熟度定义和面向原理图的原理图成熟度定义工具。6.3.2零件成熟度定义工具基于模型的零件成熟度辅助定义，对于不同的成熟度状态，可以通过软件交互界面，标识并识别当前设计阶段与当前零件所属专业、成熟度状态，可定义该零件在当前成熟度状态下是否可更新修改、是否可删除、是否可取消、是否为最终状态，供设计师决策。6.3.3装配成熟度定义工具基于模型的装配成熟度辅助定义，对于不同的成熟度状态，可以通过软件交互界面，标识并识别当前设计阶段与当前零件所属专业、成熟度状态，可定义该装配件在当前成熟度状态下是否可更新修改、是否可删除、是否可取消、是否为最终状态，供设计师决策。装配的成熟度定义，需考虑下级零件或装配的成熟度，当装配成熟度提升时，系统自动检查子装配或该装配下的零件成熟状态规则是否匹配等各设计场景。6.3.4技术文档成熟度定义工具基于模型的文档成熟度辅助定义，可以通过软件交互界面，标识并识别当前设计阶段与当前技术文档所属专业、成熟度状态，可定义该文档在当前成熟度状态下是否可更新修改、是否可删除、是否可取消、是否为最终状态，供设计师决策。6.3.5原理图成熟度定义工具基于模型的原理图成熟度辅助定义，可以通过软件交互界面，标识并识别当前设计阶段与当前原理图所属专业、成熟度状态，可定义该原理图在当前成熟度状态下是否可更新修改、是否可删除、是否可取消、是否为最终状态，供设计师决策。6.4成熟度管理模块建立成熟度设计模型等级评定和成熟度变更流程，对总体、机、电等各专业、阶段数据的成熟度进行准确评定，并建立成熟度升降级审批控制流程。协同设计的核心在于并发的进行方案设计、生成设计以及施工设计产品研制工作，所以以成熟度的相应状态为标志，分别开展不同职能人员的工作，确定集成研发团队(IPT)团队中不同职能人员（设计、工艺和制造等）的协同研制的时机和工作内容。7规则管理7.1概述根据第6章，成熟度等级划分可以定义零件模型、装配模型、技术文档、原理图等数据的成熟度等级。则成熟度规则根据成熟度分级标准定义零件模型、装配模型、技术文档、原理图等数据的成熟度规则，规则包括成熟度升级降级条件检查、属性检查、关联关系检查、专业检查、阶段里程碑检查等。7.2成熟度控制流程建立成熟度等级评定和成熟度变更流程，当总体、系统、设备等各级数据的成熟度发生升降级时，根据成熟度升降标准通过审批流程进行评定控制。通过评定流程到相应标准后通过控制流程自动升或降级到相应成熟度级别上。7.3成熟度标识根据数据成熟度状态不同，通过颜色对总体、系统、设备等各级数据在三维模型结构树上进行标识，可以通过成熟度标识进行快速查找过滤。7.4成熟度发布与通知当总体、系统、设备等各级数据到达特定成熟度状态时，通过流程实现基于模型的数据发布，通知相关专业或人员开展相关工作。7.5成熟度统计模块7.5.1概述成熟度统计模块主要展示成熟度自底向上的成熟度统计报表。7.5.2成熟度辅助计算实现基于叶子节点的成熟度状态，向上推导出不同级别装配节点成熟度状态的自动计算功能，用于快速查看不同级别装配乃至全套复杂装备或不同专业、不同区域的成熟度状态。7.5.3成熟度状态查询实现复杂装备产品零件模型、装配模型、技术文档、原理图等数据，按照零件、部件、组合件、分段、总段、专业等查询条件进行成熟度查询。7.5.4成熟度统计报表根据需要，生成相应的成熟度统计报表。对成熟度数据按照多维度进行跟踪统计，以清楚了解数据成熟度情况及演变过程。8基线管理8.1概述基于成熟度的基线管理是对产品数字化定义模型在研制各阶段中所处状态的描述，并且将达到一定技术状态的数字化模型，在产品设计的不同阶段，产品的数据都能被共享，提前发放给下游用户，便于下一步流程工作顺利的开展。使得产品在设计的开始就着眼于产品的生命周期，不同阶段的设计人员能够基于现有阶段的产品数据来共同开展设计工作，对成熟度的管理和对研制流程中里程碑阶段的划分和制定还需与企业实际情况相结合。从产品研制过程成熟度的角度，即为阶段成熟度，阶段按照其覆盖业务研制流程的多少，可分为论证与初步设计阶段、方案设计阶段、施工设计阶段、生产设计阶段。阶段成熟度管理是对一个或几个阶段相关的产品对象的数字化模型进行控制。复杂装备产品数字化模型的要求是准确、可用、无冗余，保证数字模型的有效性、延拓性和完整性。数字化模型是否可使用，是由其成熟度是否符合相应研制过程阶段的技术状态标准来决定。根据产品研制阶段的成熟度情况建立对应的基线（功能基线、分配基线、设计基线、制造基线和产品基线），并对不同阶段对应基线的技术状态进行管理。包括基线的创建、审批、冻结、更改管理，形成有效的基线组织体系实现对全生命周期的各条基线的管理和监督，确保项目研制过程中各条基线均得到合理的批准、有效的监督、严格的控制、准确的纪实。实现成熟度基线的标定、查询、对比等功能。各阶段基线内容如下：功能基线（FBL）建立在方案论证阶段向初步设计阶段转移的特定时刻，是经审批通过的用来描述顶层总体架构的功能、接口和互操作等特性的构型数据，包括技术文件、技术规范、合同文件和技术数据等；分配基线（ABL）建立在初步方案设计阶段向施工设计阶段转移的特定时刻，是经审批通过的用来描述顶层总体架构分配而来的功能、共用性、接口等方面特性以及附加的设计约束条件的数据，包括技术文件、技术规范、验证文件和技术数据等；设计基线（DBL）建立在详细设计完成并批准的时刻，是在形成的分配基线的基础上建立的，用来描述构型项的详细设计定义，包括功能特性、物理特性以及其接口、互操作等特性的详细描述；制造基线（MBL）建立在对功能特性检测完毕的时刻，是用详细的生产制造类工艺数据和相关技术文档生产设计阶段完成的关键节点，包括对性能指标、设计约束条件和使用保障要求等的检测和测试，是进行后续物理检测和生产活动的工作基础；产品基线（PBL）建立在完成设计向生产建造阶段转移的特定时刻，是一种已批准的数据集合，包括产品的所有物理特性和功能特性、技术规范、三维模型、二维图样、数据集、材料、工艺规范、工装、检测设备等数据内容以及生产、验收、试验的要求及