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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(guó)家多個(gè)重點(diǎn)型號(hào)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(guó)航空史上的一個(gè)又一個(gè)“第一”，為中國(guó)航空工業(yè)的發(fā)展和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)，被譽(yù)為“中國(guó)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(dú)特的工藝過程控制管理體系，因此，對(duì)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(jì)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(jì)算機(jī)管理以自行開發(fā)的工程信息管理系統(tǒng)、工藝計(jì)劃管理系統(tǒng)等軟件為主，但這些都是獨(dú)立的、分散的，缺乏統(tǒng)一設(shè)計(jì)，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(jì)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(shí)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(shí)、準(zhǔn)確的信息，對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)制造過程進(jìn)行有效的管理與控制，它對(duì)于縮短產(chǎn)品生產(chǎn)制造周期，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的意義。

由于市場(chǎng)上有很多CAPP產(chǎn)品，沈飛公司通過對(duì)CAPP 產(chǎn)品的功能、售后服務(wù)與支持、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)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(jià)、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(diǎn)

1. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜

飛機(jī)是一種高精尖產(chǎn)品，對(duì)設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)機(jī)型下的全部零組件將近10萬個(gè)，因此一種型號(hào)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(gè)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(dú)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(jì)、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(duì)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(jì)工程信息與企業(yè)制造、生產(chǎn)、質(zhì)保、采購(gòu)、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(duì)飛機(jī)制造工藝信息化，CAPP軟件不僅僅要滿足計(jì)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(tái)，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(jì)方式的主要問題

1. 設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)上，各種工藝數(shù)據(jù)的手工查詢、統(tǒng)計(jì)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(chǎng)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(zhǎng)了飛機(jī)制造的技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)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(jì)是一個(gè)復(fù)雜的決策過程，與具體的生產(chǎn)加工環(huán)境及設(shè)計(jì)人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平密切相關(guān)，由于工藝員的水平、經(jīng)驗(yàn)不一致，對(duì)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(jì)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(yàn)知識(shí)難以繼承

繁瑣而重復(fù)的密集型勞動(dòng)會(huì)束縛工藝人員的設(shè)計(jì)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(shí)與經(jīng)驗(yàn)的積累太慢，而服務(wù)時(shí)間相對(duì)過短，當(dāng)工藝人員退休后，他們?cè)陂L(zhǎng)期的工藝工作實(shí)踐中所積累的大量知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，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(jì)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，這無疑是企業(yè)財(cái)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(duì)分散、相互獨(dú)立，缺乏統(tǒng)一設(shè)計(jì)，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(duì)工藝計(jì)劃更改的跟蹤不及時(shí)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(shí)跟蹤，造成材料定額的統(tǒng)計(jì)匯總不準(zhǔn)確等。

5. 工藝過程管理方式難以滿足實(shí)際需求

一個(gè)完整的工藝設(shè)計(jì)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(kù)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(hào)工藝總師很難掌握工藝設(shè)計(jì)的進(jìn)度，也無法統(tǒng)計(jì)任務(wù)完成情況，無法適應(yīng)飛機(jī)各項(xiàng)目的符合性檢查、適航性檢查等審計(jì)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(shí)，通過裝配車間工藝員按照實(shí)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(duì)比、核對(duì)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(jì)

經(jīng)過對(duì)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(shì)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(tái)，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(jì)劃系統(tǒng)和材料編碼系統(tǒng)，并運(yùn)行良好，為了避免系統(tǒng)的重復(fù)開發(fā)和資源浪費(fèi)，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(shí)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(jì)與管理功能外，還根據(jù)沈飛的實(shí)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(jì)所接收設(shè)計(jì)圖紙，然后由分工計(jì)劃室編制工藝分工路線計(jì)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(jì)工藝時(shí)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(shí)也可以瀏覽全部結(jié)構(gòu)。

2. 材料代碼檢索、校驗(yàn)

為了便于對(duì)飛機(jī)材料進(jìn)行管理，為實(shí)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(dòng)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(jì)工藝時(shí)可對(duì)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(hào)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程等信息自動(dòng)填到工藝卡片的相應(yīng)位置上。工藝規(guī)程定版時(shí)，系統(tǒng)還要進(jìn)行材料代碼校驗(yàn)，以免造成人為錯(cuò)誤。

3. 材料定額設(shè)計(jì)

為了保證數(shù)據(jù)源的一致性，規(guī)范工藝設(shè)計(jì)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(jì)與管理。

4. 工藝知識(shí)管理

工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)對(duì)工藝知識(shí)進(jìn)行分類管理，根據(jù)沈飛公司的實(shí)際生產(chǎn)需要和現(xiàn)有資源狀況分別建立了典型工藝庫(kù)、典型工序庫(kù)、常用術(shù)語庫(kù)、工藝標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、設(shè)備庫(kù)、工裝庫(kù)、刀量具庫(kù)等輔助資源庫(kù)，為工藝設(shè)計(jì)提供動(dòng)態(tài)支持；同時(shí)，工藝員在設(shè)計(jì)工藝時(shí)可隨時(shí)（在授權(quán)情況下）將典型工藝知識(shí)、資源添加入庫(kù)，實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)的動(dòng)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(gè)完全基于分布式數(shù)據(jù)平庫(kù)臺(tái)，并將工藝信息結(jié)構(gòu)化、模型化，統(tǒng)一儲(chǔ)存與管理。上層領(lǐng)導(dǎo)可隨時(shí)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(shí)，也可任意定制查詢條件，系統(tǒng)根據(jù)條件自動(dòng)匯總，生成用戶所需報(bào)表輸出。

6. 工藝文件合并

為了便于工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)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(kù)管理。

7. MBOM自動(dòng)提取

工藝員設(shè)計(jì)工藝時(shí)，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(dòng)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(dòng)匯總、組合形成MBOM，清晰的反映出整機(jī)的真實(shí)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(gè)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(shí)間用在工藝完善、優(yōu)化工作上，從而不斷提高工藝設(shè)計(jì)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(kù)管理，工藝員設(shè)計(jì)工藝時(shí)可進(jìn)行動(dòng)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(jì)過程。

3. 動(dòng)態(tài)支持、協(xié)同設(shè)計(jì)

借助于工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)知識(shí)庫(kù)功能，工藝員在設(shè)計(jì)工藝時(shí)，可以隨時(shí)查詢、利用知識(shí)庫(kù)中已有資源，反之，利用系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)知識(shí)獲取技術(shù)可將典型工序、工裝設(shè)備等數(shù)據(jù)隨時(shí)入庫(kù)，以供其他工藝員或其它工藝使用；同時(shí)也可檢索其它分廠的資源配置狀態(tài)，為工藝設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。另外，對(duì)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人、部門領(lǐng)導(dǎo)和總工藝師均可隨時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)了解項(xiàng)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(jì)生成各種所需清單，而需幾個(gè)月才能整理出來的MBOM數(shù)據(jù)只需幾個(gè)小時(shí)便可統(tǒng)計(jì)出來，極大地提高了信息獲取速度。

5. 數(shù)據(jù)傳遞及時(shí)、準(zhǔn)確

由于各個(gè)分系統(tǒng)均在工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的平臺(tái)上運(yùn)行，工藝信息采用ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)集中存儲(chǔ)與管理，信息集成就變得游刃有余，工藝員可以及時(shí)獲取EBOM信息和材料代碼，材料定額員可隨時(shí)從工藝規(guī)程中提取材料信息，工時(shí)定額員可隨時(shí)從工藝規(guī)程中提取工時(shí)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(yùn)行和正式運(yùn)行，已完成了重點(diǎn)型號(hào)飛機(jī)大部分工藝規(guī)程的編制工作，工藝設(shè)計(jì)的效率明顯提高，并提高了工藝設(shè)計(jì)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(shí)、經(jīng)驗(yàn)，更重要的是通過工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（CAPP）的實(shí)施，逐步建立了企業(yè)的設(shè)備庫(kù)、工藝裝備庫(kù)、刀量具庫(kù)、工藝術(shù)語庫(kù)、典型工藝庫(kù)等資源數(shù)據(jù)庫(kù)，為快速工藝設(shè)計(jì)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(shí)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(shì)，現(xiàn)開始工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)二期工程的實(shí)施工作。對(duì)公司軍機(jī)工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，實(shí)現(xiàn)工藝文件的網(wǎng)上審簽，并新增加300個(gè)節(jié)點(diǎn)，使節(jié)點(diǎn)數(shù)由現(xiàn)有的200個(gè)擴(kuò)充到500個(gè)，保證工藝員的正常使用。