1 前言

    1.1 摘要

    本文以上海電氣核電設(shè)備有限公司為案例，分析了面向核電設(shè)備行業(yè)產(chǎn)品研發(fā)及制造數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)，論述了實(shí)施產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）的必要性和緊迫性。根據(jù)企業(yè)的實(shí)際業(yè)務(wù)需求提出PDM/CAPP項(xiàng)目解決方案，并對上核企業(yè)信息化實(shí)施的情況和效果加以介紹。

    1.2項(xiàng)目背景

    面對制造企業(yè)對信息化的需求，結(jié)合上海電氣核電設(shè)備有限公司的業(yè)務(wù)需求，提出上核PDM/CAPP系統(tǒng)的總體解決方案，本課題依托單位為上海電氣核電設(shè)備有限公司，課題合作單位為武漢開目信息技術(shù)有限責(zé)任公司。   

2 企業(yè)業(yè)務(wù)概述

    2.1 企業(yè)基本情況介紹

    上海電氣核電設(shè)備有限公司（簡稱上核）隸屬上海電氣重工集團(tuán)，主營核電站核島主設(shè)備，是國內(nèi)核島主設(shè)備和化工設(shè)備的主要供應(yīng)商。公司傳承上核40年制造歷史，集聚了核電設(shè)備制造的主要人力資源、制造技術(shù)和臨港核電制造基地的先進(jìn)設(shè)備和獨(dú)立運(yùn)行的核電設(shè)備制造質(zhì)量保證體系，具有年產(chǎn)2.5萬套百萬千瓦壓水堆核島設(shè)備的制造能力。

    在上核信息化建設(shè)的過程中，已成功利用CAD/CAE/CAM等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了核電設(shè)備研發(fā)、設(shè)計(jì)、優(yōu)化分析和制造的數(shù)字化，極大的提高了核島蒸汽發(fā)生器、核島主設(shè)備等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)速度。但核電設(shè)備的加工和制造需多專業(yè)協(xié)作加工，實(shí)施的周期較長，屬于典型的離散型制造。因此，其生產(chǎn)過程較復(fù)雜、文檔繁多、跟蹤困難、數(shù)據(jù)種類多且使用者多、存儲格式多樣，從而造成數(shù)據(jù)的共享程度低、數(shù)據(jù)傳遞速度慢、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)難以集成、數(shù)據(jù)的管理水平低，更嚴(yán)重的將導(dǎo)致設(shè)計(jì)和制造中的一些失誤，制約了企業(yè)進(jìn)一步縮短產(chǎn)品研發(fā)和制造的周期。為了解決這個(gè)問題，上核采用開目PDM/CAPP來對產(chǎn)品信息進(jìn)行有效的組織和管理，以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝和生產(chǎn)信息的一致性和同源性，從而為企業(yè)的信息化管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    2.2 企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)生產(chǎn)模式

    上核作為國內(nèi)核島主設(shè)備和化工設(shè)備的主要供應(yīng)商，相對于其他行業(yè)的產(chǎn)品來說，其產(chǎn)品生產(chǎn)具有以下特點(diǎn)：

    (1)生產(chǎn)模式：單件小批量生產(chǎn)；

    (2)設(shè)備狀況：以數(shù)控設(shè)備和加工中心為主，大型設(shè)備較多，投資巨大；

    (3)設(shè)計(jì)模式：按照業(yè)主或核電研究院提供的紙質(zhì)圖紙轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)；

    (4)工藝模式：以機(jī)加工、冷作和焊接工藝為主，多專業(yè)協(xié)作加工流轉(zhuǎn)型；   

    2.3項(xiàng)目需求分析與規(guī)劃

    一個(gè)核電設(shè)備項(xiàng)目的完整過程包括訂單處理、項(xiàng)目策劃、技術(shù)準(zhǔn)備、采購、制造、質(zhì)控等幾個(gè)階段，而每個(gè)階段都由不同部門的人員進(jìn)行處理，每個(gè)階段都有不同的下級任務(wù)，過程中的輸入輸出文檔數(shù)以萬計(jì)，不同的輸出文檔有不同的簽署確認(rèn)流程。但在項(xiàng)目執(zhí)行的過程中卻沒有信息的反饋，導(dǎo)致高管和項(xiàng)目管理員看不到整體直觀的項(xiàng)目進(jìn)展情況；相關(guān)文檔的長期流轉(zhuǎn)和分散保存，易丟失且不易查詢和借閱，更不利于相互協(xié)作；多種因素（如外來設(shè)計(jì)變更、內(nèi)部生產(chǎn)工藝的變化、材料供應(yīng)變化等）引起的技術(shù)文件變更，由于更新、換發(fā)的不及時(shí)，造成版本管理上的混亂，降低了技術(shù)文件的有效性和權(quán)威性；不同技術(shù)文件的調(diào)閱權(quán)限控制不力，易造成技術(shù)密秘泄漏和埋下安全隱患等。

    圖1 企業(yè)核心業(yè)務(wù)流程圖

    針對企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理中存在的問題，開目公司深入企業(yè)，做了詳細(xì)的需求調(diào)研，并根據(jù)企業(yè)的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，提出了有針對性的、個(gè)性化的PDM/CAPP解決方案，幫助企業(yè)在信息化的道路上邁出了關(guān)鍵的一步。   

3 系統(tǒng)特色功能分析

    3.1 網(wǎng)狀多視圖數(shù)據(jù)管理

    核電設(shè)備數(shù)據(jù)種類多、使用者多、存儲格式多樣，必須對其進(jìn)行有效的管理，以保證數(shù)據(jù)的完整性、一致性、安全性和快速可用性。PDM通過提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)多視圖功能，為不同崗位上的用戶提供不同角度的數(shù)據(jù)視圖，從而使不同人員對數(shù)據(jù)的使用和查詢能夠各取所需。   

    圖2 多視圖數(shù)據(jù)管理

    在對產(chǎn)品進(jìn)行多視圖管理的同時(shí)，建立各類產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的網(wǎng)狀聯(lián)系，將所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)聯(lián)系為一個(gè)整體，在不同對象之間形成一個(gè)脈絡(luò)清晰的關(guān)系網(wǎng)，從而能夠方便的從一個(gè)對象順藤摸瓜找到與它相關(guān)的其它對象。

    圖3 數(shù)據(jù)間的網(wǎng)狀聯(lián)系圖

    3.2 自動(dòng)化流程管理

    由于核電設(shè)備自身所具有的質(zhì)量要求高、制造周期長、過程復(fù)雜、配套鏈長等特點(diǎn)，造成文檔繁多，跟蹤困難，管理難度大，過程遵從性和研發(fā)效率存在矛盾等問題。

    開目PDM針通過對企業(yè)業(yè)務(wù)流程存在的問題，提出流程管理自動(dòng)化的解決方案，在按質(zhì)量保證體系和用戶要求管理研發(fā)過程的同時(shí)，滿足進(jìn)度要求：

    (1)設(shè)置項(xiàng)目管理規(guī)范，自動(dòng)分解項(xiàng)目任務(wù)；

    (2)設(shè)置過程文檔模板，自動(dòng)創(chuàng)建符合規(guī)范的輸出文件；

    (3)設(shè)置圖文檔簽審流程規(guī)范，文檔自動(dòng)流轉(zhuǎn)，電子簽名；

    (4)自動(dòng)通知任務(wù)執(zhí)行，自動(dòng)報(bào)告任務(wù)超期；

    (5)對階段任務(wù)的完成自動(dòng)進(jìn)行文檔完整性和狀態(tài)正確性檢查。

    圖4 PDM工作流管理

    3.3 數(shù)字化工藝與制造

    工藝數(shù)據(jù)是制定車間作業(yè)計(jì)劃、加工裝配的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，而工藝方案的優(yōu)劣只有在制造中才能得到真實(shí)反映，且車間制造的反饋數(shù)據(jù)是進(jìn)行工藝優(yōu)化的重要依據(jù)。

    在上核原有的設(shè)計(jì)制造模式中，工藝規(guī)劃和制造相脫離，兩者以串行方式進(jìn)行，實(shí)際制造情況與工藝方案存在較大的偏差。通過實(shí)施PDM，將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝信息無障礙、無衰減地發(fā)布并傳遞到制造部門，將工藝與制造相融合，真正地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工藝與制造。

    3.4 全范圍數(shù)據(jù)安全保障

    核電設(shè)備關(guān)系到重大人身、社會安全，因此對其數(shù)據(jù)管理的長期安全性、歷史可追溯性和保密性都有很高的要求。

    PDM基于角色與用戶自定義權(quán)限的授權(quán)，通過全面而細(xì)致的靜態(tài)權(quán)限和動(dòng)態(tài)權(quán)限分類安全機(jī)制，保證數(shù)據(jù)不被非法的訪問和破壞。動(dòng)態(tài)權(quán)限可隨著工作流程的流轉(zhuǎn)自動(dòng)授予和收回，在保證數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，也極大的減輕了授權(quán)管理的工作量。

    3.5 標(biāo)準(zhǔn)化工藝設(shè)計(jì)

    由于核電站的特殊安全性和可靠性的要求，核電設(shè)備普遍具有高標(biāo)準(zhǔn)、高性能、高可靠性的要求，具有多種強(qiáng)制性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此需要建立基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)過程管理。據(jù)此，在PDM/CAPP系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)工藝信息模型標(biāo)準(zhǔn)化、工藝文件標(biāo)準(zhǔn)化、工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)來源標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化、輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)化及工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化等。同時(shí)，PDM/CAPP系統(tǒng)還擁有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)匯總和報(bào)表定制功能。   

4 實(shí)施效果和效益分析

    4.1 PDM/CAPP實(shí)施的效果

    上核通過實(shí)施PDM/CAPP系統(tǒng)，建立起了核電設(shè)備數(shù)字化工藝與制造的信息化支撐平臺，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、工藝信息管理、工藝規(guī)劃、工藝知識管理、對象管理、項(xiàng)目管理、工作流管理、變更管理、配置管理、及快速客戶化定制工具等組件集，使得企業(yè)在面臨顧客的各種不同需求方面具有較大的柔性空間，提高了企業(yè)的適應(yīng)市場變化的能力，幫助企業(yè)更快的開發(fā)并制造出滿足市場要求的各種新型產(chǎn)品；減少了企業(yè)生產(chǎn)過程中人為因素的干擾；系統(tǒng)中的各種監(jiān)視和故障診斷設(shè)施保證了生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行及故障的早期排除，為產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和提高、增強(qiáng)企業(yè)信譽(yù)提供了有利條件；PDM/CAPP系統(tǒng)所具有的合理規(guī)劃與調(diào)度能力，能及早的預(yù)測產(chǎn)品生產(chǎn)過程或企業(yè)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題，從而減少產(chǎn)品開發(fā)和改進(jìn)的失誤和時(shí)間，降低產(chǎn)品成本。

    4.2 PDM/CAPP項(xiàng)目示范點(diǎn)

    4.2.1 實(shí)現(xiàn)核電設(shè)備企業(yè)工藝制造一體化

    核電設(shè)備企業(yè)以前的工藝設(shè)計(jì)都是以二維工程圖為基礎(chǔ)進(jìn)行的，CAPP也主要采用基于二維的工藝規(guī)劃模式。實(shí)施PDM/CAPP后，將突破傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)模式，進(jìn)行三維產(chǎn)品模型環(huán)境下的工藝設(shè)計(jì)。通過面向制造的工藝規(guī)劃和工藝信息在制造現(xiàn)場的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)與制造的一體化，提高數(shù)控設(shè)備的利用率，解決了困擾企業(yè)的高端數(shù)控設(shè)備利用率低的問題。

    4.2.2 全方位數(shù)據(jù)安全策略，保證數(shù)據(jù)的歷史可追溯性

    在上核PDM/CAPP項(xiàng)目，從最底層的數(shù)據(jù)庫信息存儲到數(shù)據(jù)庫訪問的開發(fā)工具和環(huán)境，以及應(yīng)用組件、信息系統(tǒng)等每一個(gè)層次都設(shè)置安全措施，并將數(shù)據(jù)安全管理與項(xiàng)目管理相互配合，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性追溯，實(shí)現(xiàn)了基于項(xiàng)目的數(shù)據(jù)安全管理，構(gòu)筑全范圍的強(qiáng)大的安全屏障，保證核電設(shè)備幾十年歷史數(shù)據(jù)的可追溯性。

    4.2.3 建立起適合核電設(shè)備企業(yè)信息化的總體解決方案

    上核PDM/CAPP信息化支撐平臺的實(shí)施，提出了適合支撐核電設(shè)備行業(yè)“數(shù)字化工藝與制造”的信息化平臺解決方案和實(shí)施方法，主要包括核電設(shè)備企業(yè)的業(yè)務(wù)模型、產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型、工藝知識庫、標(biāo)準(zhǔn)庫等，以及完整的實(shí)施過程規(guī)范，成為核電設(shè)備企業(yè)信息化的整體解決方案。通過在上核的實(shí)施驗(yàn)證，對整個(gè)核電設(shè)備行業(yè)起到一定的示范作用。   

5 結(jié)論

    企業(yè)信息化建設(shè)是一個(gè)持續(xù)并逐步完善的過程，上核CAPP/PDM系統(tǒng)是企業(yè)信息化最基礎(chǔ)的部分，更是上核信息化的核心部分，CAPP/PDM的成功實(shí)施為上核的整個(gè)信息化（OA、P6、CAD、ERP、MES等）的規(guī)劃及實(shí)施工作的逐步完善打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為上核信息化項(xiàng)目建設(shè)的持續(xù)改進(jìn)、優(yōu)化提供了持續(xù)有力的保障。

轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標(biāo)題：PDM/CAPP系統(tǒng)在上核的應(yīng)用實(shí)踐

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/solutions/1401936794.html