1  引言

    發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品往往系列化程序很高、變型多，工藝文件種類多，工藝工作量大，非專業(yè)化的工藝設(shè)計(jì)工具和傳統(tǒng)的手工管理模式導(dǎo)致工藝人員設(shè)計(jì)效率難以有效提高、工作繁雜、管理成本高，迫切需要高效的工藝設(shè)計(jì)與管理工具來解決工藝環(huán)節(jié)的問題。本文以東風(fēng)朝陽朝柴動(dòng)力有限公司（以下簡稱：東風(fēng)朝柴）成功運(yùn)用開目工藝管理系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行介紹，為發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)實(shí)施工藝系統(tǒng)提供方法和支持。

    2  企業(yè)核心需求及目標(biāo)

    2.1 核心需求

    東風(fēng)朝柴目前在產(chǎn)的產(chǎn)品有五大系列，兩千余種變形產(chǎn)品，其工藝設(shè)計(jì)主要包括機(jī)加、裝配、鑄造等三大類。前期主要是采用OFFICE、AUTOCAD等工具實(shí)現(xiàn)作業(yè)指導(dǎo)書、特征特性表、過程流圖、FMEA、控制計(jì)劃等五大類過程體系文件以及變形卡等工藝文件的編制，而工藝文件的簽審、變更等大都采用手工方式實(shí)現(xiàn)。通過工藝信息化建設(shè)，一方面能夠明顯改善朝柴工藝業(yè)務(wù)的效率和質(zhì)量，另一方面還能夠更有效的發(fā)揮朝柴現(xiàn)有CAD/PDM/ERP等信息系統(tǒng)的作用，因而工藝信息化成為了東風(fēng)朝柴整體信息化建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)。

    東風(fēng)朝柴工藝信息化的核心需求主要包括：

    1) 提供工藝文件的標(biāo)準(zhǔn)化工具；包括工藝文件樣式的標(biāo)準(zhǔn)化和輸出的標(biāo)準(zhǔn)化；? 提供專業(yè)的機(jī)加、裝配、鑄造工藝設(shè)計(jì)工具，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)工藝的快速編制；

    2) 提供圖形繪制工具，實(shí)現(xiàn)工序簡圖的繪制；實(shí)現(xiàn)工藝文件與工序簡圖的緊密關(guān)聯(lián)，方便地將工序圖（包括二序圖、三維模型、三維爆炸圖、工程圖以及圖片等多種格式的工序圖）插入到工藝文件中；

    3) 提供對(duì)過程體系文件的有效支持。首先，實(shí)現(xiàn)工藝與設(shè)計(jì)之間的緊密集成和業(yè)務(wù)協(xié)同，保證設(shè)計(jì)信息的有效繼承，其次，實(shí)現(xiàn)工藝文件內(nèi)部數(shù)據(jù)間的聯(lián)系與互動(dòng)，保證工藝信息一次錄入、全程共享，當(dāng)工藝變更時(shí)，保證修改一處，所有的相關(guān)信息聯(lián)動(dòng)；再者，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)過程與工藝文件之間的聯(lián)動(dòng)，從技術(shù)和管理兩方面為TS16949質(zhì)量體系的貫徹提供支持；

    4) 提供工藝匯總工具；

    5) 提供工藝文件的變更和版本管理支持；

    6) 提供BOM多視圖管理工具；實(shí)現(xiàn)完整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的管理；提供EBOM-PBOM-MBOM的轉(zhuǎn)化工具；提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較工具并輸出差異表；

    7) 提供工藝文件的簽審流程管理工具；

    8) 提供編碼管理工具；

    9) 提供集成接口，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有WINDCHILL、SAP的集成，同時(shí)提供開放的接口以保證與后續(xù)其它信息系統(tǒng)的集成；

    10) 系統(tǒng)需要保證數(shù)據(jù)的安全，例如用戶登錄驗(yàn)證、權(quán)限、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全等

    2.2 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

    1）工藝設(shè)計(jì)

    (1) 提供工藝標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化定義工具，實(shí)現(xiàn)朝柴工藝文件格式、樣式、內(nèi)容、來源及輸出的標(biāo)準(zhǔn)化定義，開放的定義工具能夠滿足朝柴業(yè)務(wù)發(fā)展的變化的要求；

    (2) 提供TS16949輔助設(shè)計(jì)工具。建立朝柴TS16949基礎(chǔ)知識(shí)庫，并實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)庫的文檔快速編制工具；實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，保證過程體系文件間的數(shù)據(jù)一致性；建立支持TS16949質(zhì)量體系的文檔管理體系和過程管理體系，同時(shí)保證文檔的輸出滿足格式規(guī)范的要求；

    (3) 提供方便快速的編輯工具，通過基于可視化編輯平臺(tái)上的圖形處理、文字處理、表格處理、符號(hào)處理、公式計(jì)算、定額管理、專業(yè)工藝編制工具等為朝柴構(gòu)建基于圖文表一體化的工藝編輯平臺(tái)；同時(shí)提供工裝、材料、設(shè)備等的管理以及工藝成本的管理。

    (4) 建立工藝知識(shí)的沉淀和管理體系，構(gòu)建朝柴標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)級(jí)工藝知識(shí)庫，實(shí)現(xiàn)工藝資源管理（例如工藝術(shù)語庫、工裝庫、設(shè)備庫、材料庫等）、典型工藝管理等的統(tǒng)一管理；在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)可以隨時(shí)進(jìn)行知識(shí)庫的查詢，并方便地將查詢結(jié)果進(jìn)行單格、多行、多格關(guān)聯(lián)的填寫，以促進(jìn)朝柴產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)管理的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化；

    (5) 提供工時(shí)、工裝、材料管理工具，實(shí)現(xiàn)定額、資源等信息的快速編制和統(tǒng)一管理；

    (6) 工藝過程信息、工裝信息、材料信息、工時(shí)信息、質(zhì)量信息、更改信息自動(dòng)匯總統(tǒng)計(jì)；

    2）工藝管理

    (1) 建立統(tǒng)一的工藝數(shù)據(jù)管理平臺(tái)：工藝技術(shù)資料基于數(shù)據(jù)庫分類關(guān)聯(lián)管理，條目自動(dòng)編碼，相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)可方便地查詢；形成工藝知識(shí)積累和沉淀體系；

    (2) 實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理和工作流管理，充分考慮朝柴現(xiàn)有的作業(yè)方式和工藝文件管理流程，結(jié)合信息化手段，將朝柴業(yè)務(wù)流程固化到計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)中執(zhí)行，最大程度將低效率、重復(fù)性的手工勞動(dòng)轉(zhuǎn)為自動(dòng)化流程，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)工作無紙化管理；

    (3) 建立以產(chǎn)品為中心的工藝信息化協(xié)同工作平臺(tái)，相關(guān)技術(shù)團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作，在工廠各部門之間實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)同的產(chǎn)品開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)和部分制造設(shè)備的集成管理，使工藝設(shè)計(jì)信息共享、過程可控、工具統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)朝柴工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、信息化；

    (4) 可進(jìn)行技術(shù)更改管理，自動(dòng)處理產(chǎn)品更改單信息，更新相關(guān)BOM數(shù)據(jù)，保證產(chǎn)品和工藝數(shù)據(jù)的一致性、準(zhǔn)確性和完整性；提供批次、時(shí)間有效性、版本管理功能，有效控制產(chǎn)品數(shù)據(jù)的技術(shù)狀態(tài)，為生產(chǎn)部門提供可靠的技術(shù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)和信息；

    (5) 建立BOM協(xié)同管理平臺(tái)，保障EBOM、PBOM、MBOM的一致性、正確性、完整性；

    (6) 提供多種工藝查詢工具，提高數(shù)據(jù)檢索效率，提高數(shù)據(jù)復(fù)用性；

    (7) 保障產(chǎn)品和工藝數(shù)據(jù)的安全；利用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，不同角色對(duì)應(yīng)相應(yīng)權(quán)限（瀏覽、打印等），最大可能地減少技術(shù)文件流失。

    3）系統(tǒng)集成

    數(shù)據(jù)和信息傳遞通暢：產(chǎn)品數(shù)據(jù)可從產(chǎn)品研發(fā)部門（Windchill）方便導(dǎo)入，工藝數(shù)據(jù)可方便導(dǎo)出給SAP系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)CAD/PDM/CAPP/ERP的全面信息集成，避免重復(fù)輸入帶來的低效和不一致性。

    3 東風(fēng)朝柴工藝管理系統(tǒng)的應(yīng)用

    3.1 系統(tǒng)建設(shè)思路

    開目公司在對(duì)朝柴的需求理解的基礎(chǔ)上，提出建立基于TS16949質(zhì)量體系的從工藝規(guī)劃，工藝協(xié)同，工藝管理等多層次的工藝設(shè)計(jì)與管理業(yè)務(wù)信息支撐系統(tǒng)，并充分考慮與PDM、ERP系統(tǒng)的有機(jī)集成，為東風(fēng)朝柴搭建統(tǒng)一的工藝業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)和工藝數(shù)據(jù)管理體系，重點(diǎn)解決工藝處對(duì)工藝文件包括五大文件（產(chǎn)品和過程特殊特性、產(chǎn)品過程流程圖、控件計(jì)劃、PFMEA、作業(yè)指導(dǎo)書）等快速編制及其簽審變更流程管理、生成各種工藝報(bào)表、工裝和設(shè)備的臺(tái)帳管理、快速編制裝配變型工藝卡、各類資源庫和知識(shí)庫的建立以及與PDM、ERP系統(tǒng)的集成。

    具體地：

    1） 從技術(shù)的角度，首先工藝管理系統(tǒng)接受設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(可來自上游PDM)→基于接收的EBOM進(jìn)行工藝任務(wù)分派→工藝人員自動(dòng)接收工藝任務(wù)，根據(jù)任務(wù)要求編輯TS16949文件，編輯時(shí)可參閱系統(tǒng)中已有的大量歷史文檔并借用→如有BOM的轉(zhuǎn)換，可進(jìn)行工藝BOM管理和對(duì)于變型設(shè)計(jì)的變型卡管理→在編制工藝文件的同時(shí)進(jìn)行工時(shí)、工裝、材料等的管理→得到各類工藝文件的輸出結(jié)果→發(fā)布工藝信息，完成工藝設(shè)計(jì)→工藝信息輸出到下游的ERP/MES等系統(tǒng)。

    2） 從管理的角度，在這一業(yè)務(wù)線中系統(tǒng)提供諸如工藝數(shù)據(jù)管理、過程管理、更改管理、數(shù)據(jù)中心、系統(tǒng)管理、安全管理等功能進(jìn)行支撐，協(xié)助工藝人員在工藝設(shè)計(jì)過程中加快效率改善管理機(jī)制。

    3.2 東風(fēng)朝柴工藝管理系統(tǒng)重點(diǎn)功能介紹

    東風(fēng)朝柴工藝管理系統(tǒng)在實(shí)施過程中，幾乎涵蓋了從BOM管理、工藝文檔管理、流程管理、變更管理、統(tǒng)計(jì)匯總、編碼管理、工藝資源管理、權(quán)限管理、日志管理、數(shù)據(jù)建模、輸出打印等所有功能模塊。本文主要對(duì)東風(fēng)朝柴工藝管理系統(tǒng)中個(gè)別重點(diǎn)功能進(jìn)行簡要介紹。

    3.2.1 與WINDCHILL、SAP系統(tǒng)集成

    1）與WINDCHILL系統(tǒng)集成

    考慮到東風(fēng)朝柴WINCHILL（PDM）系統(tǒng)與工藝管理系統(tǒng)集成需要交互以下三類數(shù)據(jù)：物料數(shù)據(jù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、機(jī)型屬性文件（實(shí)體文件），且數(shù)據(jù)集成過程中盡量減少人工干預(yù)過程，故集成采用中間數(shù)據(jù)表和WebServices服務(wù)來交換數(shù)據(jù)。當(dāng)設(shè)計(jì)審批流程完成后調(diào)用工藝管理系統(tǒng)提供的WebServices服務(wù)一次性將物料數(shù)據(jù)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、機(jī)型屬性文件發(fā)布到工藝系統(tǒng)中（含變更信息）。

    圖3.2.1-1：KMPPIM與WINDCHILL數(shù)據(jù)集成框架

    場景描述：

    在WINDCHILL系統(tǒng)中，當(dāng)EBOM簽審后會(huì)收到“是否進(jìn)行EBOM的發(fā)布”任務(wù)

    點(diǎn)擊進(jìn)入任務(wù)后，選擇是否“發(fā)布EBOM”，并完成任務(wù)即可

    完成任務(wù)后，系統(tǒng)會(huì)收到CAPP反饋的發(fā)送成功或失敗的標(biāo)記，當(dāng)發(fā)布成功后，KMPPIM系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成當(dāng)前發(fā)布的EBOM結(jié)構(gòu)樹

    2）與SAP系統(tǒng)集成

    東風(fēng)朝柴SAP系統(tǒng)與工藝管理系統(tǒng)集成主要采用傳統(tǒng)的RFC接口方式來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間信息通訊。集成主要涉及刀具、工藝進(jìn)程等信息。數(shù)據(jù)傳輸過程全部在任務(wù)流轉(zhuǎn)過程中來實(shí)現(xiàn)，沒有人工干預(yù)環(huán)節(jié)。

    圖3.2.1-2：KMPPIM與SAP系統(tǒng)刀具申請(qǐng)流程

    圖3.2.1-3：KMPPIM與SAP系統(tǒng)工藝信息申請(qǐng)流程

    工藝信息傳遞業(yè)務(wù)場景描述：

    針對(duì)編制完成的工藝文件，發(fā)起審批流程

    當(dāng)“批準(zhǔn)”步驟“提交任務(wù)”后，KMPPIM系統(tǒng)自動(dòng)將當(dāng)前流程的工藝信息（工序號(hào)、工序名稱、工時(shí)）發(fā)送給SAP系統(tǒng)。

    如SAP系統(tǒng)成功創(chuàng)建工藝信息信息，則工藝文件申請(qǐng)流程自動(dòng)結(jié)束。如SAP系統(tǒng)未能創(chuàng)建當(dāng)前工藝信息，KMPPIM系統(tǒng)會(huì)有“創(chuàng)建失敗”提示，任務(wù)將不會(huì)關(guān)閉。

    3.2.2 快速編輯變型卡

    變型卡是東風(fēng)朝柴業(yè)務(wù)中為了應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)變型種類多，訂單量大、周期短等實(shí)際情況而帶來的產(chǎn)物，主要是通過變型卡指導(dǎo)裝配車間快速完成對(duì)變型發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配工作。變型卡里的內(nèi)容不僅包括了變型產(chǎn)品與基型產(chǎn)品的差異情況，還包括了一些特定的關(guān)重件（如：曲軸、齒輪室、飛輪殼等）、裝配內(nèi)容、隨機(jī)發(fā)運(yùn)件、指定廠家件等信息，同時(shí)還有善后的零部件信息，是朝柴指導(dǎo)車間生產(chǎn)的重要工藝文件。

    下圖是朝柴變型卡編制界面，“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”是根據(jù)WINDCHILL發(fā)布過來的結(jié)構(gòu)來展示，“基型屬性文件及差異清單”是從設(shè)計(jì)提供的基型屬性文件中自動(dòng)提取的。而實(shí)際編制時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)工藝人員預(yù)處理的信息將一些關(guān)重件自動(dòng)添加到“裝配”或“善后”的內(nèi)容中，工藝人員只需要根據(jù)產(chǎn)品需要添加其他差異零部件即可。

    3.2.3 TS16949工具實(shí)現(xiàn)五大工藝文件快速編輯

    東風(fēng)朝柴的工藝專業(yè)主要有機(jī)加、裝配、鑄造三大類，各專業(yè)工藝主要編制的工藝文件包括過程流程圖、FMEA、控制計(jì)劃、作業(yè)指導(dǎo)書、特殊特性清單等五大過程體系文件以及其它相關(guān)工藝文件，其中過程流程圖、FMEA、控制計(jì)劃等文件各專業(yè)工藝差別不大，而作業(yè)指導(dǎo)書則根據(jù)不同專業(yè)有一定的差別，例如機(jī)加作業(yè)指導(dǎo)書主要是定義工序的加工參數(shù)、檢查項(xiàng)和檢驗(yàn)方法以及工序加工圖，而裝配指導(dǎo)書由主要是定義裝配清單、裝配方法以及裝配爆炸圖等。而實(shí)際工藝編制過程中，過程流程圖、FMEA、控制計(jì)劃、作業(yè)指導(dǎo)書、特殊特性清單等五大過程體系文件中又存在大量的數(shù)據(jù)迭代的關(guān)系，為了滿足朝柴工藝編制過程中，工藝文件快速生成，保證數(shù)據(jù)迭代的一致性，故采用TS16949工具來實(shí)現(xiàn)五大工藝文件編制業(yè)務(wù)。

    下圖是開目公司在東風(fēng)朝柴采用TS16949工具來實(shí)現(xiàn)五大工藝文件編制的界面。該功能的優(yōu)點(diǎn)是直接將TS16949工具嵌入到KMPPIM系統(tǒng)中使，其成為一個(gè)整體。其中涉及到的一些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以直接從系統(tǒng)中自動(dòng)傳遞，工藝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)清晰、迭代的數(shù)據(jù)可以自動(dòng)集成，能夠添加或直接在線編制CAD格式的附圖，導(dǎo)出時(shí)快速生成工藝卡片等。

    圖3.2.3-1：五大工藝文件編制界面

    圖3.2.3-2：通過TS16949工具導(dǎo)出后的工藝文件

    4 應(yīng)用效果總結(jié)

    目前，自2015年初系統(tǒng)上線后，KMPPIM系統(tǒng)已在東風(fēng)朝柴各技術(shù)部和車間全面推廣應(yīng)用。得到了企業(yè)各部門業(yè)務(wù)人員及管理人員的一致認(rèn)可，解決了工藝文件編制和管理使用的技術(shù)手段落后，文檔不規(guī)范、不統(tǒng)一，信息分散無法共享，重復(fù)工作多，缺少支撐工藝規(guī)劃和設(shè)計(jì)的資源庫，存在生產(chǎn)現(xiàn)場和工藝指導(dǎo)文件有不一致等諸多問題。同時(shí)，系統(tǒng)整體運(yùn)行平穩(wěn)，集成數(shù)據(jù)交互通暢、穩(wěn)定，從工藝資料管理的安全性、數(shù)據(jù)管理及查詢方式、文件的編制效率、過程管理的嚴(yán)謹(jǐn)性、數(shù)據(jù)發(fā)布等環(huán)節(jié)均得到了改善。通過工藝系統(tǒng)的實(shí)施，也為企業(yè)培養(yǎng)了一批具備信息化技能的工程技術(shù)人員，企業(yè)也形成了一整套系統(tǒng)運(yùn)行的制度和規(guī)范，極大的提高了企業(yè)整體信息化管理水平，提升企業(yè)競爭力。

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本文標(biāo)題：東風(fēng)朝柴工藝管理系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐

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