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一、企業(yè)背景

沈飛集團(tuán)公司是生產(chǎn)多機(jī)種、整機(jī)零/組件生產(chǎn)、安裝、調(diào)試的大型軍工企業(yè)，承擔(dān)著國家多個重點型號飛機(jī)的研制、生產(chǎn)、維修等重大任務(wù)。自1951年正式創(chuàng)建以來，創(chuàng)造了中國航空史上的一個又一個“第一”，為中國航空工業(yè)的發(fā)展和國防現(xiàn)代化建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)，被譽(yù)為“中國殲擊機(jī)的搖籃”。

由于航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大、工程更改頻繁、工藝類型復(fù)雜、專業(yè)種類繁多，有其獨特的工藝過程控制管理體系，因此，對工藝信息管理的要求更高。而自沈飛公司建廠幾十年來，主要采用手工管理與計算機(jī)輔助管理相結(jié)合的方式編制、管理工藝規(guī)程及其它所有工藝文件等工藝信息，計算機(jī)管理以自行開發(fā)的工程信息管理系統(tǒng)、工藝計劃管理系統(tǒng)等軟件為主，但這些都是獨立的、分散的，缺乏統(tǒng)一設(shè)計，形成了各自的“信息孤島”，無法集成為統(tǒng)一的系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的日益發(fā)展，這些系統(tǒng)已無法滿足目前多品種、高效率生產(chǎn)模式的需要，難以適應(yīng)工藝信息數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化管理的需求，成為現(xiàn)代企業(yè)管理進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸，只有建立一套適合于航空企業(yè)的具有飛機(jī)制造特色的工藝信息系統(tǒng)，才能真正實現(xiàn)工藝信息管理的信息化、集成化，為其它部門和系統(tǒng)提供及時、準(zhǔn)確的信息，對產(chǎn)品的整個設(shè)計制造過程進(jìn)行有效的管理與控制，它對于縮短產(chǎn)品生產(chǎn)制造周期，提高市場競爭力有著重要的意義。

由于市場上有很多CAPP產(chǎn)品，沈飛公司通過對CAPP 產(chǎn)品的功能、售后服務(wù)與支持、行業(yè)經(jīng)驗及成功案例、軟件提供商的信譽(yù)和資質(zhì)等多方面的調(diào)研、選型，比質(zhì)、比價、比服務(wù)之后，最終采用CAXA協(xié)同管理業(yè)務(wù)合作伙伴—陜西金葉西工大的工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)構(gòu)建沈飛數(shù)字化工藝信息系統(tǒng)。

二、飛機(jī)工藝的特點

1. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜

飛機(jī)是一種高精尖產(chǎn)品，對設(shè)計和制造的要求想當(dāng)嚴(yán)格，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與其它產(chǎn)品相比要復(fù)雜得多，不僅設(shè)計復(fù)雜，加工工藝也非常復(fù)雜，這些環(huán)節(jié)的質(zhì)量將直接影響到飛機(jī)的性能。

2. 工藝類型種類多

沈飛的工藝主要分為冷、熱工藝兩大部分，冷工藝包括機(jī)加、鈑金、數(shù)控、裝配、總裝、試飛等類型，熱工藝包括鍛造、鑄造、焊接、熱處理、表面處理、防銹等類型，可以說覆蓋了幾乎所有工藝類型。

3. 數(shù)據(jù)量龐大

由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零組件的數(shù)量也就非常之多，一個機(jī)型下的全部零組件將近10萬個，因此一種型號的工藝規(guī)程數(shù)量大約有5萬份。沈飛公司現(xiàn)有大約10個機(jī)型的工藝數(shù)據(jù)需要管理，而且多機(jī)種產(chǎn)品在生產(chǎn)線并行開工，如何有效地組織、利用這些信息是航空企業(yè)面臨的主要問題之一。

4. 工藝過程控制獨特

由于航空產(chǎn)品的特殊性和復(fù)雜性以及更改頻繁，覆蓋設(shè)計、生產(chǎn)、質(zhì)保、供應(yīng)等諸多部門，因此就需要有一套完善的管理與控制體系，對飛機(jī)的構(gòu)型、工藝的版次、文件的更改與審批、信息的交換等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以保證數(shù)據(jù)的安全與信息的暢通。

5. 信息交換頻繁

工藝信息既是飛機(jī)制造企業(yè)基礎(chǔ)信息的源頭，又是設(shè)計工程信息與企業(yè)制造、生產(chǎn)、質(zhì)保、采購、勞資等信息的傳遞橋梁，而且不同工藝類型、不同人員之間也存在工藝信息的交換、共享與整合。

綜上所述， 針對飛機(jī)制造工藝信息化，CAPP軟件不僅僅要滿足計算機(jī)輔助工藝編制的需要，更應(yīng)滿足工藝信息集成的需要，成為工藝信息化的工具與平臺，這樣才能從根本上保證企業(yè)信息傳遞的準(zhǔn)確、一致、快捷。

三、傳統(tǒng)工藝設(shè)計方式的主要問題

1. 設(shè)計效率有待提高

由于工藝規(guī)程數(shù)量繁多，各車間工藝員要把大量的時間和精力消耗在紙面工藝文件的手工編制、更改及抄寫的重復(fù)性勞動上，各種工藝數(shù)據(jù)的手工查詢、統(tǒng)計匯總工作復(fù)雜繁瑣，很難保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且由于產(chǎn)品的更新、更改頻繁，使得現(xiàn)場使用的工藝文件的更改存在著不同程度的滯后性。尤其現(xiàn)在，軍機(jī)產(chǎn)品改型日益頻繁，多機(jī)種產(chǎn)品在生產(chǎn)線并行開工，工藝文件的手工編寫方式不僅大大地增加了工藝員的工作量，延長了飛機(jī)制造的技術(shù)準(zhǔn)備時間，也影響了公司飛機(jī)產(chǎn)品的制造周期。

2. 標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化程度低

工藝設(shè)計是一個復(fù)雜的決策過程，與具體的生產(chǎn)加工環(huán)境及設(shè)計人員的個人經(jīng)驗水平密切相關(guān)，由于工藝員的水平、經(jīng)驗不一致，對同一種事物的描述所使用的語言可能不同，因而就很難保證工藝規(guī)程的準(zhǔn)確性、一致性、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，工藝設(shè)計質(zhì)量也就難以提高，給生產(chǎn)加工帶來了不便，也不利于公司工藝標(biāo)準(zhǔn)化體系的建立。

3. 工藝過程缺乏優(yōu)化、經(jīng)驗知識難以繼承

繁瑣而重復(fù)的密集型勞動會束縛工藝人員的設(shè)計思想，妨礙他們更好地開展創(chuàng)造性工作，難以進(jìn)行工藝過程的優(yōu)化。更為重要的是工藝人員的知識與經(jīng)驗的積累太慢，而服務(wù)時間相對過短，當(dāng)工藝人員退休后，他們在長期的工藝工作實踐中所積累的大量知識和經(jīng)驗，難以有效保存下來，新的工藝人員需要從頭積累工藝設(shè)計知識與經(jīng)驗，這無疑是企業(yè)財富的巨大損失。

4. 各系統(tǒng)、各部門之間存在“信息孤島”

由于各部門自行開發(fā)的系統(tǒng)相對分散、相互獨立，缺乏統(tǒng)一設(shè)計，因而形成了 “信息孤島”，無法進(jìn)行信息集成，已經(jīng)成為企業(yè)信息集成及與生產(chǎn)、供應(yīng)等部門進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的障礙。例如，材料定額對工藝計劃更改的跟蹤不及時或者是得不到有效控制，生產(chǎn)單位的材料信息更改不能及時跟蹤，造成材料定額的統(tǒng)計匯總不準(zhǔn)確等。

5. 工藝過程管理方式難以滿足實際需求

一個完整的工藝設(shè)計過程不僅僅是一份工藝規(guī)程的編制、打印，而是包括從工藝方案制定到最終工藝文件輸出、入庫的完整工藝流程管理。飛機(jī)工藝流程中存在大量的信息交換、文件更改、審批等過程，傳統(tǒng)的管理方式隨意性比較大，過程即不透明又不受控，型號工藝總師很難掌握工藝設(shè)計的進(jìn)度，也無法統(tǒng)計任務(wù)完成情況，無法適應(yīng)飛機(jī)各項目的符合性檢查、適航性檢查等審計要求。

6. MBOM提取困難

由于飛機(jī)零組件數(shù)量繁多，無法做到在編制裝配工藝規(guī)程時，通過裝配車間工藝員按照實際裝配順序在EBOM中進(jìn)行裝配零件的選擇，也就無法在EBOM和MBOM之間直接建立所裝配零件的對比、核對關(guān)系，從而無法得到準(zhǔn)確、有效全機(jī)MBOM信息。

四、工藝信息系統(tǒng)設(shè)計

經(jīng)過對沈飛工藝信息化需求進(jìn)行的深入分析，并結(jié)合沈飛已有的軟硬件資源，在充分發(fā)揮工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)強(qiáng)大優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，將工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)作為沈飛工藝信息化平臺，并進(jìn)行二次開發(fā)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

由于沈飛公司已經(jīng)開發(fā)了工藝分工計劃系統(tǒng)和材料編碼系統(tǒng)，并運行良好，為了避免系統(tǒng)的重復(fù)開發(fā)和資源浪費，工藝信息系統(tǒng)中的分工和編碼系統(tǒng)在原有系統(tǒng)上進(jìn)行擴(kuò)充、完善，并與工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行集成，材料定額與工時定額系統(tǒng)在工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)。工藝信息系統(tǒng)除了提供基本的設(shè)計與管理功能外，還根據(jù)沈飛的實際需求開發(fā)許多專用功能，主要有：

1. 建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

沈飛公司從設(shè)計所接收設(shè)計圖紙，然后由分工計劃室編制工藝分工路線計劃，并將其傳給工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（CAPP），工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)接收EBOM信息，并建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，由于飛機(jī)零組件數(shù)量龐大，為了方便工藝員在設(shè)計工藝時查找零組件，工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)將依據(jù)分工路線按分廠過濾零組件，工藝員登錄系統(tǒng)后看到的是本廠的零組件，同時也可以瀏覽全部結(jié)構(gòu)。

2. 材料代碼檢索、校驗

為了便于對飛機(jī)材料進(jìn)行管理，為實施ERP打好基礎(chǔ)，沈飛公司將全部材料進(jìn)行編碼管理，工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與材料編碼系統(tǒng)動態(tài)集成，所有文件均統(tǒng)一使用材料編碼。工藝員在設(shè)計工藝時可對材料代碼進(jìn)行模糊或精確查詢，找到所需材料后，系統(tǒng)將材料代碼、牌號、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程等信息自動填到工藝卡片的相應(yīng)位置上。工藝規(guī)程定版時，系統(tǒng)還要進(jìn)行材料代碼校驗，以免造成人為錯誤。

3. 材料定額設(shè)計

為了保證數(shù)據(jù)源的一致性，規(guī)范工藝設(shè)計過程，減少材料定額員的工作量，材料定額系統(tǒng)從工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（CAPP）中提取所需EBOM和材料信息，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行材料定額設(shè)計與管理。

4. 工藝知識管理

工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)對工藝知識進(jìn)行分類管理，根據(jù)沈飛公司的實際生產(chǎn)需要和現(xiàn)有資源狀況分別建立了典型工藝庫、典型工序庫、常用術(shù)語庫、工藝標(biāo)準(zhǔn)庫、設(shè)備庫、工裝庫、刀量具庫等輔助資源庫，為工藝設(shè)計提供動態(tài)支持；同時，工藝員在設(shè)計工藝時可隨時（在授權(quán)情況下）將典型工藝知識、資源添加入庫，實現(xiàn)工藝知識的動態(tài)擴(kuò)充。

5. 工藝信息檢索、匯總

工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是一個完全基于分布式數(shù)據(jù)平庫臺，并將工藝信息結(jié)構(gòu)化、模型化，統(tǒng)一儲存與管理。上層領(lǐng)導(dǎo)可隨時查詢工藝文件完成情況，也可根據(jù)工裝或零件信息反查工藝規(guī)程，并將查詢結(jié)果以EXCEL格式輸出；同時，也可任意定制查詢條件，系統(tǒng)根據(jù)條件自動匯總，生成用戶所需報表輸出。

6. 工藝文件合并

為了便于工藝規(guī)程的設(shè)計與管理，沈飛公司的數(shù)控分廠采用常規(guī)工藝和數(shù)控工藝由不同工藝員分開編寫的方式，常規(guī)、數(shù)控編制完成后，系統(tǒng)根據(jù)規(guī)程頁碼將其合并成一份工藝規(guī)程，并入庫管理。

7. MBOM自動提取

工藝員設(shè)計工藝時，將裝配需要的零組件信息（包括工藝虛件）填寫在工序內(nèi)容的最后，并用特殊標(biāo)記加以區(qū)別，系統(tǒng)將自動將其提取，整理后添加到零件表頁中，這樣就避免了重復(fù)錄入工作。當(dāng)整機(jī)（或某一部件）的所有工藝規(guī)程編制完畢，系統(tǒng)就根據(jù)工藝信息及其零件表信息自動匯總、組合形成MBOM，清晰的反映出整機(jī)的真實結(jié)構(gòu)、層次關(guān)系、父子關(guān)系、零/組件（包括成品、標(biāo)準(zhǔn)件）的類型、數(shù)量、承制單位等信息。

五、應(yīng)用效益

1. 周期縮短、質(zhì)量提高

由于用工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（CAPP）替代了手工編制工藝規(guī)程，工作效率明顯提高，原來需要一周到一個月才能編制出一份工藝規(guī)程，現(xiàn)在只需一天到一周就可完成，并且利用工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的典型工藝與工藝借用功能，只需幾分鐘就可完成相似工藝的編制。因此，工藝員就可以把更多的時間用在工藝完善、優(yōu)化工作上，從而不斷提高工藝設(shè)計的質(zhì)量。

2. 工作規(guī)范、過程優(yōu)化

通過深入、廣泛地應(yīng)用工藝數(shù)據(jù)管理（CAPP）技術(shù)，將工序名稱、標(biāo)準(zhǔn)文件、使用說明等歸納總結(jié)為常用術(shù)語，并入庫管理，工藝員設(shè)計工藝時可進(jìn)行動態(tài)檢索選取或約束選取，一方面提高了工作效率，另一方面，最大限度減少手工方式的隨意性造成的影響，逐步提高了工藝的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化程度，從而不斷的理順工藝工作流程，優(yōu)化工藝設(shè)計過程。

3. 動態(tài)支持、協(xié)同設(shè)計

借助于工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的動態(tài)關(guān)聯(lián)知識庫功能，工藝員在設(shè)計工藝時，可以隨時查詢、利用知識庫中已有資源，反之，利用系統(tǒng)的動態(tài)知識獲取技術(shù)可將典型工序、工裝設(shè)備等數(shù)據(jù)隨時入庫，以供其他工藝員或其它工藝使用；同時也可檢索其它分廠的資源配置狀態(tài)，為工藝設(shè)計提供可靠依據(jù)。另外，對于跨分廠的混合加工工藝規(guī)程，可分開并行編制，然后由系統(tǒng)進(jìn)行按需合并。

4. 信息檢索方便、快捷

通過系統(tǒng)的查詢檢索模塊，項目負(fù)責(zé)人、部門領(lǐng)導(dǎo)和總工藝師均可隨時通過網(wǎng)絡(luò)了解項目進(jìn)展?fàn)顩r，工藝編制完成狀態(tài)等信息。工藝信息匯總也變得唾手可得，數(shù)分鐘內(nèi)就可統(tǒng)計生成各種所需清單，而需幾個月才能整理出來的MBOM數(shù)據(jù)只需幾個小時便可統(tǒng)計出來，極大地提高了信息獲取速度。

5. 數(shù)據(jù)傳遞及時、準(zhǔn)確

由于各個分系統(tǒng)均在工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的平臺上運行，工藝信息采用ORACLE數(shù)據(jù)庫集中存儲與管理，信息集成就變得游刃有余，工藝員可以及時獲取EBOM信息和材料代碼，材料定額員可隨時從工藝規(guī)程中提取材料信息，工時定額員可隨時從工藝規(guī)程中提取工時信息，并且所有數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，保證了數(shù)據(jù)的一致性、準(zhǔn)確性，提高了信息的重用性。

六、結(jié)束語

系統(tǒng)經(jīng)過一年多試運行和正式運行，已完成了重點型號飛機(jī)大部分工藝規(guī)程的編制工作，工藝設(shè)計的效率明顯提高，并提高了工藝設(shè)計的水平和質(zhì)量，積累了大量的工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和工藝知識、經(jīng)驗，更重要的是通過工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（CAPP）的實施，逐步建立了企業(yè)的設(shè)備庫、工藝裝備庫、刀量具庫、工藝術(shù)語庫、典型工藝庫等資源數(shù)據(jù)庫，為快速工藝設(shè)計提供了便捷的輔助手段，并使工藝文件中的零件配套關(guān)系、材料、工藝過程、標(biāo)準(zhǔn)（定額）工時等基礎(chǔ)工藝信息得到了有效的管理和綜合應(yīng)用，為沈飛公司未來多機(jī)種、系列飛機(jī)構(gòu)型管理提供了良好的技術(shù)支持，為推進(jìn)公司信息化建設(shè)的進(jìn)程創(chuàng)造了非常有利的條件，使公司工藝信息管理居于航空系統(tǒng)內(nèi)的領(lǐng)先地位。

為了使工藝數(shù)據(jù)管理技術(shù)在公司軍機(jī)和民機(jī)生產(chǎn)過程中得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用，發(fā)揮信息化管理的規(guī)模優(yōu)勢，現(xiàn)開始工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)二期工程的實施工作。對公司軍機(jī)工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行升級，實現(xiàn)工藝文件的網(wǎng)上審簽，并新增加300個節(jié)點，使節(jié)點數(shù)由現(xiàn)有的200個擴(kuò)充到500個，保證工藝員的正常使用。