介绍了普惠公司在发动机全寿命期内所采用的以小组为基本形式、以并行工程为核心的集成产品开发（ＩＰＤ）及其相关的计算机支持技术。
　　1 前　言
　　普·惠公司为了不断提高产品质量，在８０年代后期启动了以用户满意为核心的Ｑ＋（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｐｌｕｓ）工程，并开始以小组（Ｔｅａｍ）的形式来管理发动机全寿命期内的设计、试验、制造和产品支持等一切经济、技术活动，这实质上就是ＩＰＤ的雏型。后来，Ｑ＋工程逐渐演变成为面向工艺的设计（Ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ Ｐｒｏｃｅｓｓ），最后发展到以并行工程为核心的集成产品开发（ＩＰＤ）。目前，普·惠公司的产品无论是商用发动机，还是军机和航天产品，甚至包括预研项目，都必须实施ＩＰＤ过程，公司的各种团队多达７００多个。
　　ＩＰＤ是一种全新的企业运作模式，几乎为所有的大型企业采用。其主要思路是：运用并行工程的思想，以信息集成为基础，把设计、制造、用户支持等产品开发的各个环节集成到一个团队中，改变传统的串行工作方式，通过制造和用户支持对设计过程的早期介入（并行），通过不同专业间持续不断的交流，减少设计反复，提高设计质量，降低开发成本，使产品迅速进入市场，满足用户需求，并为企业带来合理的投资回报。
　　在ＩＰＤ环境的建设过程中，“人、过程、技术”构成了最基本的要素。其中，“人”指的是企业的经营管理者和员工个人的素质，包括协同工作能力和专业知识，并最终上升为企业和面向并行工程小组的文化；“过程”是企业在技术经济活动中所采用的组织管理方式；“技术”则是“人”在“过程”中所运用的手段和工具。三者相互依赖、相互支持，是ＩＰＤ的关键所在。普·惠公司针对这三个基本要素，以并行工程为核心，开展了集成产品开发环境的建设。
　　２ 以机构重组为先导的集成产品开发
　　在集成产品开发环境的建设过程中，普·惠公司首先从企业机构重组开始，建立了以下产品开发的基本组织机构。��
　　１． 职能部门（如图１所示）

　　在上述部门中，与产品直接相关的是大型民用发动机部、军机及航天产品部、技术部、制造部。这几个部门的关系可以用图２说明：

　　其中，技术部部件及产品工程中心是普·惠公司的典型设计部门，如图３所示：

　　其中机械部件室包括轴承、传动系统、润滑系统及密封设计。
　　系统集成室的主要工作包括：
　　（１）发动机产品结构及更改控制。
　　（２）成本和重量分配及管理。
　　（３）整机振动、刚度、二次流、转子动力学分析。
　　（４）可靠性及风险分析。
　　（５）物料清单ＢＯＭ的定义和维护。
　　（６）协助ＩＰＭＴ提出部件设计要求文件。
　　压气机系统室框架如图４所示：

　　其中，中等推力发动机和工业燃机ＦＡＮ／ＬＰＣ单元体内，专业和项目如图５所示方式划分：

　　其中鼓筒转子ＩＰＴ在初步设计阶段的专业组成包括项目计划、机械设计、结构分析、制造、二维绘图、气动设计、系统设计与集成等。
　　以上ＩＰＭＴ、ＣＩＰＴ、ＩＰＴ的人员组成并非是一成不变的，根据项目的需要和进展可以对小组的专业和人员结构进行调整。
　　为了支持ＩＰＤ的实施，满足ＩＳＯ９００１质量认证的要求，公司总结了数十型发动机研制的经验教训，建立了计算机化产品定义（ＣＰＤ）、图形标准手册（ＧＳＭ）、标准工作（ＳＷ）、ＣＰＣ标准等一整套标准化设计程序。设计人员必须按照这些程序来开展各项技术活动。图８所示为短舱ＩＳＯ９００１文件结构，其中的“短舱ＣＩＰＴ系统工作指导”给出了整个短舱开发的工作流程，明确界定了短舱ＣＩＰＴ的技术管理活动范围及其与大型民用发动机部、制造部、短舱供应商的关系；“标准工作”（Ｓｔａｎｄａｒｄ
Ｗｏｒｋ）记载了短舱开发过程中零部件设计、分析、试验和取证的标准流程，并将其分解成一系列的设计任务，然后对每一任务在设计上应考虑的问题、要求、涉及专业、需使用的设计分析工具、设计准则等用表格的形式加以逐项说明。一旦项目确定，ＣＩＰＴ就把所有的任务分配给所属的若干ＩＰＴ，由ＩＰＴ组织相关专业的设计人员按“标准工作”要求完成各项任务，并按“设计评审工作指导”的要求进行阶段性（新项目每３个月一次）的设计评审。“标准工作”中任一设计任务未经许可，不得有遗漏或偏离；指定的设计分析方法和工具必须使用；设计准则必须考虑到在最严酷的使用方法和环境下都能满足要求。普·惠公司所有部件设计室都采用“标准工作”来规范工作流程。
　　４ 计算机应用技术对ＩＰＤ的支持　
　　１． 计算机网络和通信技术
　　普·惠公司内部的信息高速公路（ＩＮＴＲＡＮＥＴ）四通八达，通过网络和通信，管理、技术人员可以完全打破地域和专业的限制，方便地进行交互设计，及时传递信息，完成设计评估，共享各类资源。
　　２． 主模型（ＭＡＳＴＥＲ　ＭＯＤＥＬ）
　　基于三维实体模型的主模型是并行工程的基础，是设计、分析和制造，甚至包括产品支持等专业之间数据交换所必须的统一的数字化模型。在普·惠公司的图形标准手册中，主模定义为：在几何模型及其相关的应用中，如制图、制造、分析等专业间存在的多重联系并通过文件的方式保持关联。允许诸多专业设计者访问几何模型，当任何专业对模型有更改时，自动更新此模型的几何形状。主模是各专业共享的模型，并被并行工程小组的所有成员使用，任何专业的更改是全局的而不是局部的。其图形标准手册还规定了主模型文件的命名原则。发动机的核心部件、所有用ＮＡＳＴＲＡＮ进行三维分析的零部件、整体精铸件等均被定义为主模。公司的目标是争取使所有发动机部件都成为主模，这就对设计、分析和制造的紧密集成提出了更高的要求。

　　３． 快速原型仿制技术（Ｒａｐｉｄ　Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）
　　普·惠公司技术部的材料和制造工艺研究中心，以及ＵＴＣ的研究部门ＵＴＲＣ，都有多台先进的激光快速成形设备ＳＬＡ（Ｓｔｅｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　Ａｐｐａ－ｒａｔｕｓｅｓ）。设计部门设计的零部件，在详细设计完成后，直接将ＵＧ生成的三维实体几何造型转换成ＳＴＬ格式文件传输到激光快速成形设备，花２～３天的时间快速制造出零件的原形，提供给制造部门分析参考，确定定位和装夹方式，并检查设计是否满足制造、工艺的要求，然后返回意见，修改设计。
　　４． 计算机分析和仿真技术
　　目前，大量复杂的气体流动过程、复杂的机械运动过程，已经可以利用计算机仿真来加以准确描述，同时，普·惠公司积累的丰富经验，也使物理试验大大减少。如采用全三维气动设计后，压气机部件级的试验已基本不做；风扇鸟撞试验结果与用ＤＹＮ３Ｄ分析仿真的结果非常一致；压气机、涡轮三维流场分析软件ＮＡＳＴＡＲ、ＮＩＳＴＡＲ逼真地模拟真实流动情况。使发动机从设计到取证只需２～３年。
　　５． 建立企业一级的核心数据库
　　发动机研制是一个多次循环、不断优化的过程，在不同的研制阶段和不同的专业中，将形成大量不同类型、关系复杂的数据，对这些数据的有效管理和转换，必须在通用数据库的基础上，通过创建企业共享的核心数据库来实现。普·惠公司的分布式文件管理系统（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　Ｍａｎａｇｅｒ，ＤＤＭ）即扮演了这一角色。ＤＤＭ是在ＯＲＡＣＬＥ７．２２版的基础上自主开发的工程数据库，它管理了公司分布在各地的１０多个分布式数据库。公司的图形标准手册中明确规定：从设计→二维绘图→制造→质量控制等所有数据传输，如非特例必须通过ＤＤＭ实现。普·惠公司积累几十年的发动机设计经验数据和１００多种发动机零件图，都存放在ＤＤＭ及光盘和磁带中，并通过ＤＤＭ的ＧＵＩ（图形用户接口）调用。用户通过ＤＤＭ的ＡＰＩ（应用程序接口）可使设计、工艺、分析、工程出版、ＮＣ编程、标准和技术文件等各类应用对数据库进行操作。ＤＤＭ与公司的ＣＰＴＲ（共同问题及任务报告系统）、ＤＥＣＭＡＣＳ（验证机结构管理和控制系统）等结合在一起，利用企业内部的信息高速公路（局域网），成为各种信息的“运输工具”，更快捷地获取发动机产品全寿命期内的信息，并在不同的应用系统如ＣＡＤ、ＣＡＥ、ＣＡＰＰ、ＣＡＭ、ＭＲＰ、ＣＩＭ之间交换，从而在产品开发的不同阶段支持并行工程。
　　５ 增强企业凝聚力
　　普·惠公司通过多年并行工程的实践认识到，无论是组织管理机构的重组，还是先进技术和工具的开发应用，都必须对各个层次的小组及其成员根据需要进行专业培训。普·惠公司的母公司联合技术公司（ＵＴＣ）从１９９６年起设立了一项ＵＴＣ雇员奖学金，专门为新、老员工提供深造的机会，学费全包，一旦获得学位，还将获得ＵＴＣ公司１００股股票的奖励。１９９７年普·惠公司高级管理会议特别确定了本年度公司的六大战略重点项目，排在第一位的是对员工进行商务培训。为了对小组成员进行培训，公司设置了大量的培训课程，内容从ＩＰＤ概念、实施到所使用的工具，一应俱全，并将ＩＰＤ的操作指导手册发到每一个小组成员手中。
　　在设计、分析、试验、工艺、制造和产品支持等多专业的并行作业过程中，要求每一个并行工程小组的成员不仅要了解自己的工作所处的阶段，还要了解小组其他专业的成员处在什么阶段，对自己的工作有什么影响。为了适应这种知识共享和信息交流的需求，除了各类ＩＰＭＴ、ＭＩＰＴ、ＣＩＰＴ、ＩＰＴ会议外，公司为每个专业人员之间建立了通畅的Ｅ－ｍａｉｌ、录音电话、远程会议等通信联络手段，并在公司内部局域网中建立了在线电子文档系统，为网上全体员工提供了所有专业及其专用软件的标准化设计流程和作用手册等，可随时查阅。

　　同时，公司采取了一系列措施来增强公司的凝聚力。如１９９５年开始设立的研究员（Ｆｅｌｌｏｗ）项目，旨在评选并奖励那些在公司技术进步、教书育人等方面做出杰出贡献的技术专家。一旦被聘为Ｆｅｌｌｏｗ，这些专家就可以代表公司在行业委员会或协会中供职，可以参加、领导某些政府或院校的研究课题，并享受公司提供的相应待遇。另外，公司还有一个资历证明项目，职工在公司工作每满五年即可获得纪念品和证书，同时伴有与工作年限息息相关的工资和福利的同步增长。
航空工程与维修　　 黄劲东