信息化作為設(shè)計(jì)與生產(chǎn)信息化之間的橋梁，是連接CAD、PDM及ERP等信息系統(tǒng)的紐帶，起到承上啟下的重要作用，工藝信息化是一個企業(yè)信息化工作的重要組成部分。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，航空電子系統(tǒng)綜合程度不斷提高，在整架飛機(jī)中所占的比重越來越大，航電產(chǎn)業(yè)已成為現(xiàn)代航空工業(yè)極其重要的組成部分。而航電產(chǎn)品的復(fù)雜程度和可靠性要求越來越高，這對如何提高工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，提升工藝管理水平提出新的挑戰(zhàn)，開發(fā)并應(yīng)用適應(yīng)航電產(chǎn)品制造業(yè)特點(diǎn)的工藝信息系統(tǒng)是一條有效途徑。

現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

    目前，在我國大部分的航電研發(fā)與承制單位，還是依靠傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)工具與方法開展工藝工作，工藝人員在進(jìn)行工藝編制時往往陷入大量的文字處理和繁瑣的數(shù)字計(jì)算工作中，大量時間花在了工藝文件編制上，沒有更多的時間進(jìn)行工藝技術(shù)研究和生產(chǎn)服務(wù)，這不僅不利于工藝技術(shù)水平的提高，也很難提高工藝文件編制本身的水平。另一方面熟練的工藝人員日益短缺，而年輕的工藝人員則需要時間來積累經(jīng)驗(yàn)；在傳統(tǒng)的工藝工作方法下，老工藝人員退休時很難將他們的“經(jīng)驗(yàn)知識”完整保留下來，這些原因都使得工藝設(shè)計(jì)成為航電產(chǎn)品制造過程中的薄弱環(huán)節(jié)。

    國外，CAPP系統(tǒng)從60年代中期開始研制，到目前為止，已研制出多種CAPP系統(tǒng)，不少系統(tǒng)已投人生產(chǎn)實(shí)踐使用。我國CAPP技術(shù)的研究開始于20世紀(jì)80年代，許多高校和公司相繼開發(fā)推出了CAPP系統(tǒng)，形成了一部分面向制造的信息化平臺應(yīng)用構(gòu)件，建立了部分重點(diǎn)行業(yè)的解決方案，提供動態(tài)建模和實(shí)施工具，許多實(shí)用的商品化的CAPP平臺已在不同的企業(yè)得到成功的實(shí)施。

    工藝信息化是企業(yè)制造信息化的一個重要方面和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過工藝信息化，提高企業(yè)制造工藝部門“數(shù)字化率”、“集成化率”、“網(wǎng)絡(luò)化率”、“信息覆蓋率”，全面提高企業(yè)整體工藝設(shè)計(jì)與管理的工作效率。CAPP技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使利用計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)和管理成為可能。目前，許多航電研發(fā)與承制單位都在開展工藝信息化建設(shè)工作，中國航空無線電電子研究所（簡稱中航無線電）也聯(lián)合武漢開目信息技術(shù)有限責(zé)任公司展開了適應(yīng)于航電產(chǎn)品制造業(yè)的工藝信息系統(tǒng)研究。

項(xiàng)目目標(biāo)

    1.項(xiàng)目總體目標(biāo)

    針對中航無線電的工藝現(xiàn)狀，公司擬定項(xiàng)目的總體目標(biāo)：即通過搭建采用標(biāo)準(zhǔn)、開放、動態(tài)可擴(kuò)展架構(gòu)的工藝信息系統(tǒng)平臺，建立面向航空電子產(chǎn)品制造的工藝研發(fā)管理體系，滿足航空電子行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、仿真、制造過程的數(shù)據(jù)共享、功能集成和過程協(xié)同的需求。所建的工藝信息化系統(tǒng)要成為工藝人員日常的工作環(huán)境，工藝設(shè)計(jì)、工藝流程管理、工藝數(shù)據(jù)處理工作等均在該平臺上完成。

    2.項(xiàng)目詳細(xì)目標(biāo)

    (1)面向航空電子產(chǎn)品制造的信息化平臺。

    搭建面向航空電子產(chǎn)品的信息化平臺，在該平臺上可以根據(jù)按需要進(jìn)行數(shù)據(jù)建模、過程建模，有行業(yè)專用工具集，能自定義各種形式的復(fù)雜查詢、報表和數(shù)據(jù)視圖。能方便地進(jìn)行擴(kuò)展，易于實(shí)現(xiàn)與各類其它應(yīng)用系統(tǒng)，如CAD、CAPP、CAE、CAM、ERP、CRM等的集成。

    (2)建立覆蓋設(shè)計(jì)、工藝、仿真、測試、制造等的統(tǒng)一產(chǎn)品信息模型。

    建立能作為設(shè)計(jì)、工藝、仿真、測試、制造等的各個應(yīng)用系統(tǒng)公共語言的統(tǒng)一產(chǎn)品信息模型，使中航無線電的研發(fā)管理平臺能與其他系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)級無縫集成。實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一產(chǎn)品信息模型與產(chǎn)品數(shù)據(jù)直接的實(shí)時互動，做到信息緊密集成，為工藝、設(shè)計(jì)等人員提供一體化的集成設(shè)計(jì)環(huán)境。

    (3)軟件開發(fā)管理工具的研究與應(yīng)用。

    針對航空電子產(chǎn)品軟硬件結(jié)合的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在現(xiàn)有的軟件開發(fā)管理工具的基礎(chǔ)上進(jìn)行專業(yè)化的工具定制和開發(fā)。

    (4)電裝工藝設(shè)計(jì)工具的研發(fā)與應(yīng)用。

    針對航空電子系統(tǒng)的特點(diǎn)，利用系統(tǒng)提供的開放式的二次開發(fā)平臺，在現(xiàn)有電裝工藝設(shè)計(jì)工具之上進(jìn)行專業(yè)化工具開發(fā)，以形成更符合航電行業(yè)特點(diǎn)和應(yīng)用模式的電裝工藝設(shè)計(jì)工具。實(shí)現(xiàn)包括復(fù)雜的電裝工藝的格式和圖形處理能力、自動獲取電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、智能化裝配工藝生成、變型工藝的快速編制等功能。

    (5)行業(yè)知識庫和工具集的開發(fā)與應(yīng)用。

    設(shè)計(jì)了通用工藝庫、典型工藝庫、特征工藝庫、電裝工藝庫、調(diào)試工藝庫、公式管理器、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件庫等工藝資源和工藝知識庫模塊，構(gòu)建航空電子行業(yè)的知識庫和行業(yè)工具集。通過知識管理，降低對技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)性要求，大幅度提高了工作效率，提高了技術(shù)人員的技術(shù)創(chuàng)新能力。

    (6)支持跨部門協(xié)作的設(shè)計(jì)過程管理。

    航空電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、試驗(yàn)等需要多工種、多學(xué)科進(jìn)行協(xié)同工作。在產(chǎn)品的研發(fā)過程中需要產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員之間充分溝通，檢查和評估產(chǎn)品信息，同時共同探討問題并找出解決問題的方法。通過工作流管理和項(xiàng)目管理工具，構(gòu)造協(xié)作的工作環(huán)境，以支持航空電子產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)。

詳細(xì)方案設(shè)計(jì)

    1.總體設(shè)計(jì)

    中航無線電工藝信息化主要目的是對復(fù)雜的產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的組織和有效控制，使所有員工都能輕松正確的訪問到正確的產(chǎn)品工藝信息，同時確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性、一致性和安全性，即開發(fā)了一套高效的工藝管理系統(tǒng)。工藝管理系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的集成核心，所有工藝數(shù)據(jù)都由工藝管理系統(tǒng)統(tǒng)一存儲和管理，有關(guān)業(yè)務(wù)過程由工藝管理系統(tǒng)統(tǒng)一控制。把工藝管理系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)管理、工作流管理和權(quán)限管理，該工藝管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示。

    圖1 工藝管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

    2.數(shù)據(jù)管理

    根據(jù)對中航無線電自身的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析，把對工藝數(shù)據(jù)的管理主要分為設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理，工藝數(shù)據(jù)集成管理及工藝資源管理。工藝設(shè)計(jì)任務(wù)方便分派，編制工藝規(guī)程時可以自動獲取零部件設(shè)計(jì)信息，典型工藝規(guī)程的充分利用等等，為高效進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。

    3.工作流管理

    根據(jù)中航無線電需求，針對不同類型的工藝文件定制不同的工作流程，流程中工藝文檔的操作權(quán)限由所應(yīng)用的流程模板控制。工藝管理系統(tǒng)流程管理具有多級工作分解、進(jìn)度計(jì)劃安排、任務(wù)分派和任務(wù)監(jiān)控四大功能，通過為工藝處創(chuàng)建一個協(xié)同工作環(huán)境，使得成員之間能共享資源、交流信息、解決沖突，推動項(xiàng)目順利進(jìn)行。工作流管理實(shí)現(xiàn)工藝業(yè)務(wù)流程的規(guī)范化和自動化，提高工作效率，減少錯誤的發(fā)生。

    4.權(quán)限管理

    由于中航無線電所屬行業(yè)的特殊性，因此工藝信息管理系統(tǒng)要提供可靠、全面的權(quán)限管理功能，該系統(tǒng)的權(quán)限管理主要分為靜態(tài)權(quán)限管理和動態(tài)權(quán)限管理。

    (1)靜態(tài)權(quán)限管理。工藝信息管理系統(tǒng)通過各級、各類授權(quán)實(shí)現(xiàn)不同用戶具有不同的權(quán)限，用戶能安全穩(wěn)定地進(jìn)入系統(tǒng)，根據(jù)授權(quán)范圍進(jìn)行操作。提供功能授權(quán)，滿足中航無線電行政權(quán)限管理，可以把項(xiàng)目管理、圖檔管理、權(quán)限管理、郵件管理、系統(tǒng)配置、模板定義、日志管理、組織管理、功能授權(quán)這些管理權(quán)限分別授予不同的用戶，并且可以基于角色與用戶自定義權(quán)限的授權(quán)。

    (2)動態(tài)權(quán)限管理。動態(tài)功能授權(quán)確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)在形成過程中也只能由合法用戶授權(quán)訪問，并且權(quán)限可隨著工作流程的流轉(zhuǎn)自動授予和回收，極大減輕了授權(quán)管理的工作量。動態(tài)授權(quán)的具體控制方式在進(jìn)行工作流建模時進(jìn)行定制。

    5.實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)價值

    該工藝管理系統(tǒng)系統(tǒng)作為中航無線電工藝設(shè)計(jì)集成平臺，對企業(yè)自身的工藝過程設(shè)計(jì)、工藝管理文檔及其他技術(shù)資料等相關(guān)數(shù)據(jù)和相關(guān)過程進(jìn)行管理，促進(jìn)企業(yè)工藝過程設(shè)計(jì)、工裝過程設(shè)計(jì)、技術(shù)資料各階段文檔的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，適時監(jiān)控工藝設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)展情況，提高了中航無線電的產(chǎn)品工藝過程設(shè)計(jì)與過程管理的水平，確保中航無線電能及時準(zhǔn)確地為顧客提供合格產(chǎn)品，為中航無線電帶來了如下的企業(yè)價值。

    (1)基于產(chǎn)品型號設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)樹進(jìn)行工藝管理。

    目前中航無線電工藝設(shè)計(jì)的編制過程中，工藝數(shù)據(jù)中某些來自設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的，比如產(chǎn)品代號、產(chǎn)品名稱、材料名稱等，需要花大量的時間進(jìn)行重復(fù)輸入。針對甲航無線電的該業(yè)務(wù)要求，工藝管理系統(tǒng)中的如下功能可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的“基于型號產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)樹進(jìn)行工藝數(shù)據(jù)管理”的價值。工藝信息管理系統(tǒng)具備手工建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的功能，即系統(tǒng)管理員能夠依據(jù)相應(yīng)的型號產(chǎn)品組成圖，手工工藝結(jié)構(gòu)樹。系統(tǒng)還支持通過讀取windchill系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)BOM結(jié)構(gòu)，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹信息導(dǎo)人到開目工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，自動形成結(jié)構(gòu)樹。

    (2)優(yōu)化業(yè)務(wù)過程，提高設(shè)計(jì)效率。

    隨著企業(yè)研發(fā)任務(wù)的增多，中航無線電工藝室面臨的個性化設(shè)計(jì)任務(wù)越來越系統(tǒng)和繁重，在面臨大量需要審核的產(chǎn)品數(shù)據(jù)時，為保證設(shè)計(jì)的進(jìn)度，技術(shù)人員可能會犧牲數(shù)據(jù)審核的質(zhì)量，讓數(shù)據(jù)審核工作流于形式。而質(zhì)量不高的過程控制必然會帶來大量的后續(xù)數(shù)據(jù)更改工作。在工藝管理系統(tǒng)實(shí)施過程中，和中航無線電項(xiàng)目組擬定出合理、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的業(yè)務(wù)流程，并與開目公司合作將業(yè)務(wù)流程用工藝管理系統(tǒng)軟件固化下來，形成合理的工作節(jié)奏，使所有的工程技術(shù)人員都可以按照同一業(yè)務(wù)模式規(guī)范的進(jìn)行產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)工作。通過工藝管理系統(tǒng)對工程更改的有效控制，能消除由于工程更改活動造成的產(chǎn)品數(shù)據(jù)不完整、數(shù)據(jù)前后不一致、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)指揮脫節(jié)、后期服務(wù)找不到正確的技術(shù)資料等嚴(yán)重影響產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量的問題，以上種種對中航無線電業(yè)務(wù)過程的優(yōu)化，都在一定成都上提高了設(shè)計(jì)效率。

    (3)信息有效集成共享，減少重復(fù)勞動。

    中航無線電現(xiàn)在的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在多次的重復(fù)錄入，版本更新不及時。信息孤島導(dǎo)致了大量數(shù)據(jù)的重復(fù)輸人工作量，并且會產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致性。該工藝管理系統(tǒng)構(gòu)建了企業(yè)級的數(shù)據(jù)平臺，使企業(yè)基于數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)品數(shù)據(jù)匯總工作成為可能，降低了技術(shù)人員手工進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總的工作量，并提高了數(shù)據(jù)的正確性。并且該系統(tǒng)對企業(yè)的WORD、AUTOCAD、KMCAPP進(jìn)行集成管理，通過對流程和權(quán)限的控制，使符合系統(tǒng)要求的上述單元軟件可以在工藝管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的瀏覽、編輯、保存、修改、圈閱及自動簽名，實(shí)現(xiàn)了信息的有效集成，減少了重復(fù)勞動。

    (4)保障企業(yè)核心技術(shù)資料安全。

    中航無線電的電子設(shè)計(jì)行為比較多，電子資料的安全管理越來越受到重視。該工藝系統(tǒng)采用啟動硬件加密保護(hù)策略，加密卡處理程序采用雙隨機(jī)數(shù)動態(tài)密匙算法防止非法者破譯或更換程序；系統(tǒng)采用啟動口令保護(hù)策略，為不同的用戶設(shè)置不同的人口口令檢查，即使擁有加密卡不知道口令也無法進(jìn)入；提供日志管理功能，對用戶在工藝管理系統(tǒng)中進(jìn)行的操作進(jìn)行完整的記錄。提供組織管理功能，可以限定登錄到系統(tǒng)中的人員；提供權(quán)限管理功能，確認(rèn)給予哪些用戶，哪些崗位，哪類部門存取何種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的權(quán)利，監(jiān)測用戶的操作行為，對所有數(shù)據(jù)操作都具備完整的日志記錄，保障了企業(yè)核心技術(shù)資料的安全。

結(jié)束語

    通過近14個月的調(diào)研和開發(fā)，“面向航電產(chǎn)品制造的工藝設(shè)計(jì)與工藝管理信息系統(tǒng)”已設(shè)計(jì)完成，已有多個典型型號產(chǎn)品完整的工藝數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)輸入和工藝管理，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，系統(tǒng)已進(jìn)入持續(xù)應(yīng)用階段。

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本文標(biāo)題：面向航電產(chǎn)品制造的工藝信息化研究初探

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