一种航空产品成熟度建模方法与流程

本发明涉及到产品成熟度建模方法，尤其涉及一种针对航空产品制造特点的成熟度建模方法，属于生产管理领域。

背景技术：

近年来，随着航空航天产品的复杂度增加，为有效控制航空航天产品研制过程，国内外大型公司提出了多种成熟度模型。航空产品具有技术含量高、投入大、风险多的特点，为确保协同设计过程中信息的有效性和可控制性，对航空产品成熟度管理策略提出了一些方案。同样针对航天产品研制特点，在分析现有产品成熟度模型的基础上，航天产品成熟度快速提升的途径和方法也正在不断完善。根据现有成熟度模型，如何度量宇航产品的功能、性能、完整性、先进性的产品成熟度概念及模型也有了发展。比如成熟度的工装协同设计管理办法是基于将设计成熟度等级延伸到工艺工装环节而提出的，并且成熟度模型来实现多学科协同并行工作及控制主要是基于vpm的设计/制造并行工程模式，同时经过深入研究和反复实践，成熟度(mrl)等级定义和评价方法的提出更好的适应了我国航天制造发展。

但是，现有航空航天产品成熟度模型存在两个方面的问题：1)多数研究者对产品成熟度模型的理解还是不充分。绝大多数产品成熟度模型主要是围绕设计环节，而将成熟度等级延伸至制造环节，特别是将工艺设计、工装设计的信息要素并行在产品设计阶段的研究和实践较少。2)缺乏结合具体企业开展成熟度模型构建。由于成熟度模型没有统一的定义，不同企业根据实际需求给出了各自的解释。事实上，成熟度模型的构建、等级划分和制定需要与企业设计、生产条件的相结合，才能真正服务于生产。这也是过去一段时间关于产品成熟度的研究缺乏应用价值的主要原因。

为了实现设计制造一体化过程的高效管控，本发明提出了一种航空产品成熟度建模方法。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提出了一种航空产品成熟度建模方法。

按照本发明提供的技术方法，所述一种航空产品成熟度建模方法，其特征在于，包括业务流程分析、定义成熟度等级、确定同级成熟度等级下的并行专业、成熟度因子定义及评价、构建成熟度模型框图共计5个步骤：

步骤1：所述的业务流程分析是指对研制构型复杂、工程更改频繁、零部件制造装配要求高这些特点的航空产品，根据企业业务关系明确业务流程；

步骤2：所述的定义成熟度等级是在业务流程确定后，根据业务流程建立航空产品成熟度等级，为了实现将产品设计阶段的下游部门并行起来；

步骤3：所述确定同级成熟度等级下的专业并行，根据航空企业组织结构划分，并且进一步根据企业各部门的工作模式，定义不同阶段的主要参研部门与协助工作部门；

步骤4：所述成熟度因子定义及评价，在经过调研指标、定义权重、专家会评、评估、确定因子5个过程并且结合企业实际需求，得出多个阶段中多个专业分别要完成的工作指标，评估方法如下：

①设候选因子集合为u＝{x1,x2,...,xi,...,xn}，评价集合为v＝{y1,y2,...yj,...,ym}

首先，对因子集合u中的单因素xi(i＝1,2,...,n)进行评价,求出对应评价集yj(j＝1,2,...,m)的隶属度rij，得出第i个因素xi的单因素评价集ri＝{ri1,ri2,...,rim}它是成熟度评价集上的模糊子集,这样n个考察因素的评价集就构造出一个总的评价矩阵：

②权重的确定

多因素评价中各因素在总评价中的影响程度不同,需引入单因素xi在总评价中的影响程度大小的度量:a＝{α1,α2,...,αn},其中αi(0≤αi≤1)。a称为u的因素权重集合,αi称为因素xi的权重系数。

③综合的评价

当模糊向量a和模糊关系r为已知时,则有b＝ar＝(b1,b2,...,bm),其中b为评价集v上的等级模糊子集,bj(j＝1,2,...,m)为等级yi对综合评价所得等级模糊子集b的隶属度。按照加权平均公式得到成熟度结果，m表示该处的成熟度，对应的xi(i＝1,2,...,n)为该成熟度等级下的成熟度因子；

步骤5：借鉴cmm成熟度模型内部结构，根据上述步骤分析总结各阶段各部门的工作指标，汇总信息，进一步构建企业产品成熟度模型图。

本发明的有益效果是：1)实现航空产品研制的多个专业参与到产品设计早期，了解设计进度；2)提升发放前航空产品数据的质量；3)将工艺设计、工装设计的信息要素并行在产品设计阶段，实现可控的并行工程；4)通过将流程进行划分，定义每个阶段的协同专业，定义各专业协同工作内容，实现设计制造一体化过程的高效管控。

附图说明

图1为本发明的航空产品成熟度建模流程图。

图2为本发明实施案例的成熟度等级划分图。

图3为本发明实施案例的多专业协同关系图。

图4为本发明实施案例的成熟度模型图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明。

本发明涉及一种航空产品成熟度建模方法，如图1所示为本发明的方法流程图，包括业务流程分析、定义成熟度等级、确定同级成熟度等级下的并行专业、成熟度因子定义及评价、构建成熟度模型框图共计5个步骤：

步骤1：所述的业务流程分析是指对研制构型复杂、工程更改频繁、零部件制造装配要求高这些特点的航空产品，根据企业业务关系明确业务流程；

步骤2：所述的定义成熟度等级是在业务流程确定后，根据业务流程建立航空产品成熟度等级，为了实现将产品设计阶段的下游部门并行起来；

步骤3：所述确定同级成熟度等级下的专业并行，根据航空企业组织结构划分，并且进一步根据企业各部门的工作模式，定义不同阶段的主要参研部门与协助工作部门；

步骤4：所述成熟度因子定义及评价，在经过调研指标、定义权重、专家会评、评估、

确定因子5个过程并且结合企业实际需求，得出多个阶段中多个专业分别要完成的工作指标，评估方法如下：

①设候选因子集合为u＝{x1,x2,...,xi,...,xn}，评价集合为v＝{y1,y2,...yj,...,ym}

首先，对因子集合u中的单因素xi(i＝1,2,...,n)进行评价,求出对应评价集yj(j＝1,2,...,m)的隶属度rij，得出第i个因素xi的单因素评价集ri＝{ri1,ri2,...,rim}它是成熟度评价集上的模糊子集,这样n个考察因素的评价集就构造出一个总的评价矩阵：

②权重的确定

多因素评价中各因素在总评价中的影响程度不同,需引入单因素xi在总评价中的影响程度大小的度量:a＝{α1,α2,...,αn},其中αi(0≤αi≤1)。a称为u的因素权重集合,αi称为因素xi的权重系数。

③综合的评价

当模糊向量a和模糊关系r为已知时,则有b＝ar＝(b1,b2,...,bm),其中b为评价集v上的等级模糊子集,bj(j＝1,2,...,m)为等级yi对综合评价所得等级模糊子集b的隶属度。按照加权平均公式得到成熟度结果，m表示该处的成熟度，对应的xi(i＝1,2,...,n)为该成熟度等级下的成熟度因子；

步骤5：借鉴cmm成熟度模型内部结构，根据上述步骤分析总结各阶段各部门的工作指标，汇总信息，进一步构建企业产品成熟度模型图。

实施案例

根据某航空产品的研制特点，初步将此航空产品划分为产品规划、产品设计、工艺设计、零件制造、产品装配这5个流程；

在分析业务流程及内部评审后，为了在设计阶段各下游部门便于协同工作，初步构建概念设计阶段、初步设计阶段、详细设计阶段、工艺设计阶段、工装设计阶段这5个成熟度等级如图2所示；

依据航空企业的组织结构划分，确定主要参研部门有总体、结构、系统、工艺、工装，再依据企业的并行工作模式，确定某个阶段的主体工作部门和协同工作部门，如图3所示；

在上述等级划分及协同并行部门确定后，结合实际需求，按照步骤4得出概念设计、初步设计、详细设计、工艺设计、工装设计各个阶段中每个部门分别需要完成的工作指标，这样就确定了成熟度因子；

通过对上述5个阶段各个专业成熟度因子的分析、评价、筛选，定义关键过程域事件，借鉴cmm成熟度模型的内部结构，即可得到航空产品成熟度模型，如图4所示。

最后说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。