机体结构的模块化优化

飞机模块化结构是一种扁平结构，飞机结构分为两层：上层（飞机-模块）和下层（安装-零件）。

按性质分类，飞机模块可分为机体结构模块和飞机系统模块。

这类民用飞机的结构模块化，基本上按照装配过程（模块化装配）和单元制造要求，进行模块化分解，采用并行工程和DFM／A方法进行设计。波音飞机就是这样的典型。对波音飞机（含麦道）的机体结构分解比较容易理解，这里就不再详细讨论。

民用飞机的上层产品结构形式通常是固定的，如图6-36所示。

图6-36　飞机上层结构

上层结构分解到段部件（Section层），再分解到专业层（ATA层）。通过段部件组织产品数据。

在上层结构的基础上，遵循WBS原则，继续自上而下地进行结构分解，得到分系统的产品结构，再汇总形成飞机的产品结构。(www.xing528.com)

如前所说，飞机产品结构的分解分可成两类，即机体结构的分解与飞机系统的分解，它们的分解方法是不一样的，也称为两个不同的领域。机体结构分解有时称为工业分解，它主要按重用性和模块化生产方面的因素考虑的，而系统的分解更看重系统的可靠性和维修性。因为两者的设计要求（构型项CI）不同，故分解方法也是不一样的。

在一般的概念里，“飞机主承包商”等同于“飞机总装中心”。飞机总装中心的主要工作是完成合作伙伴（供应商）交付的部件（外壳）的验收、机体的对接，然后进行系统安装和试验、喷漆和出厂试飞。也就是说，飞机的总装放在总装中心进行。

但是，在总装阶段接收的部件带不带系统？在部装阶段是否已预装了系统？这是一个飞机设计阶段必须定义的问题，不是工艺人员可以安排的。它涉及飞机设计目标、技术储备、合作伙伴（供应商）介入层次、模块化深度等。

系统的安装可以放在飞机总装时进行，例如MD90和波音737。交付到总装线（车间）的部件，即总装接受的部件，基本上是一个外壳（结构件）。某案例飞机也是如此情况。在总装中进行部件对接，并安装系统。系统安装集中在总装上，总装不仅工作量大，而且工作面铺不开。

对于系统安装集中在总装时完成的飞机，飞机的产品结构架构如图6-37所示。

图6-37　某案例飞机的产品结构架构

波音公司787飞机发展了模块化方法，在技术、经济平衡下将787飞机机体结构与各主要系统的功能结构进行合理分解，通过广泛调研论证选取“模块”供应商，并与其结成战略合作伙伴式联盟，共担研制风险，共享信息资源。波音公司改变了过去仅仅以工艺分离面划分结构的方法，经过优化设计合理分工，基于模块化的设计方法理念，将全机结构划分成多个整体结构功能模块，并赋予一级供应商完整的结构设计制造与系统集成任务和责任。同时波音作为主集成制造商与“模块”供应商共同制定产品的分工界面和标准规范，各自完成分担的任务工作包，最终仍由波音完成产品的总装集成、生产和交付工作。在进行产品系统分解阶段，整个大系统被分解成耦合度很弱的若干模块。由于模块间的耦合度很弱，使各模块的并行开发成为可能，从而大大缩短了系统的开发时间。