歡迎參加第十二屆產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化國際峰會 12月1-2日 長沙
1 項目背景
西安黃河機電有限公司（以下簡稱“黃河機電”）是陜西黃河集團下屬子公司，其生產(chǎn)的“黃河”電視機作為中國第一臺彩電免檢產(chǎn)品曾經(jīng)紅透了大江南北，品牌家喻戶曉，深入人心；由于國家對國防軍工產(chǎn)品和企業(yè)的特殊要求，黃河于2000年后調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型專注軍工產(chǎn)業(yè)。
作為一家老牌國企，黃河機電很關注信息化建設，在選型開目工藝管理系統(tǒng)之前，信息部門自己開發(fā)了一套生產(chǎn)管理系統(tǒng)，在里面可以管理其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工時、工裝、設備、材料定額等，日常生產(chǎn)需要的信息都可以在里面運算、查詢或者直接打印輸出；隨著企業(yè)生產(chǎn)需求的擴大，現(xiàn)有生產(chǎn)管理系統(tǒng)已不能滿足企業(yè)實際需要，一是所有數(shù)據(jù)都需要工藝人員手工輸入，數(shù)據(jù)準確性、齊套性很難保證，同時由于產(chǎn)品的特殊性，手工輸入的工作量會很大；二是系統(tǒng)維護難度大，之前開發(fā)系統(tǒng)的人員已經(jīng)退休，如果需要修改或者跟其他系統(tǒng)做集成，需要協(xié)調(diào)多方資源；三是對于工藝部門而言，企業(yè)的工藝類型和需要輸出的報表都很多，之前采用CAXA電子圖版編輯工藝文件，存放于個人電腦上，對于一些典型工藝，其需要的工藝資源需要多次重復輸入，同時匯總報表時，需要總體工藝室人員搜集相關資料錄入系統(tǒng)來打印輸出，增加了人員的工作量，不利于提高工藝部門工藝編制效率和工藝水平的提高。
隨著生產(chǎn)任務的加重和對工藝要求的提高，企業(yè)認為很有必要選用一套專業(yè)的系統(tǒng)來進行整個工藝體系的管理，經(jīng)過多次調(diào)研和考察，選擇了開目工藝管理系統(tǒng)來作為整個工藝體系的管理平臺，從2014年10月到2016年8月，經(jīng)過一年多的實施，開目工藝管理系統(tǒng)已在黃河機電工藝處、車間工藝等部門使用，完成了工藝規(guī)程模板定制、工藝資源整理、電裝工藝管理、工藝任務分派、工藝資料匯總、工裝管理、工藝變更管理、工藝文件審簽、數(shù)據(jù)中心集成等功能，滿足了企業(yè)工藝管理的需要，達到了用戶最初的期望。
2 項目整體解決方案
2.1 整體業(yè)務介紹
系統(tǒng)從上游數(shù)據(jù)中心接收產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在開目工藝管理系統(tǒng)中搭建工藝BOM，由產(chǎn)品主管根據(jù)產(chǎn)品特點和工藝種類的不同，將產(chǎn)品工藝編制任務分派到各個車間工藝主管，車間工藝主管再將任務分派到具體的工藝人員進行工藝文件編制，編制過程中如果需要具體的工序、設備、工裝、輔料等工藝資源就從企業(yè)資源管理器中選取，同時如果沒有工裝，就在系統(tǒng)中發(fā)起工裝申請，申請完成后，將對應的工裝添加到資源管理器中；文件編制完成后走審批流程將文件發(fā)布，系統(tǒng)根據(jù)發(fā)布后的文件進行各類數(shù)據(jù)的匯總，待所有工藝文件發(fā)布后，再將數(shù)據(jù)全部傳給數(shù)據(jù)中心。
當設計結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，數(shù)據(jù)中心會將設計更改單傳給開目工藝管理系統(tǒng)，工藝人員接收到信息后，編制工藝更改單同時修改對應工藝。
圖1 整體業(yè)務流程
2.2 業(yè)務功能實現(xiàn)
針對用戶的業(yè)務情況，為了實現(xiàn)用戶高效管理工藝文件，提高工藝編制效率，保證工藝更改可控可查，減少工藝人員工作量的要求，本期項目實施主要規(guī)劃以下功能模塊。
1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)導入
根據(jù)用戶規(guī)劃，開目工藝管理系統(tǒng)接收從數(shù)據(jù)中心傳過來的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形成工藝BOM，傳遞過來的產(chǎn)品中要包含圖紙、產(chǎn)品型號、圖號、零件名稱、材料等信息，便于工藝人員編制工藝時復用一些設計信息。
2、工藝任務分派
從數(shù)據(jù)中心傳來的結(jié)構(gòu)中，包含了零件的工藝路線信息，由工藝處產(chǎn)品主管根據(jù)路線將編制任務分派給各個車間工藝主管，車間工藝主管再根據(jù)人員情況將具體的編制任務分派給工藝師，主管可以實時查看任務分派情況以及工藝文件的編制情況。
圖2 工藝任務分派
3、工藝文檔管理
根據(jù)用戶工藝類型的不同，在CAPP中繪制不同的工藝模板來構(gòu)成工藝規(guī)程，當工藝師接收到具體的工藝編制任務時，就可以選擇不同的工藝規(guī)程模板來編制工藝，保證工藝模板格式的準確性和唯一性；同時根據(jù)不同的工藝類型，在系統(tǒng)中建立合適的分類體系，用戶可以存儲、查詢和共享工藝文件。
圖3 工藝規(guī)程分類
4、工藝資源管理
工藝師在編制工藝文件過程中，需要用到一些工序、設備、工裝等工藝信息，這些信息一個可能同一信息不同工藝會用到，另外一個手工輸入因人而異可能會輸錯或輸重，所以就可以將用戶常用的一些工藝資源整合到開目工藝資源管理器中，在編制工藝時直接點選調(diào)用，提高輸入的效率和準確性。
圖4 企業(yè)資源管理器
5、工藝審簽流程管理
針對工藝文件的審簽流程，開目工藝管理系統(tǒng)在系統(tǒng)中繪制了不同的流程來適應不同情況的下的文件審簽。
圖5 工藝審簽流程
6、工裝申請管理
工藝師在編制工藝文件的過程中，對應的資源庫中可能沒有需要的工裝，這時候工藝師就要發(fā)起工裝申請，在申請流程中填寫從PDM中獲取的工裝編號和工裝名稱，流程結(jié)束后，系統(tǒng)會自動將申請的新工裝刷新到企業(yè)資源管理器中，供工藝人員后續(xù)使用。
圖6 工裝申請流程
7、電裝工藝管理
工藝人員編制裝配工藝規(guī)程時，需要將設計提供的電路圖紙作為附圖插入到CAPP的工藝簡圖區(qū)，此種業(yè)務情況用戶一方面需要知道電路板上有多少種電子元器件，同時針對不同規(guī)格的電子元器件，需要用步驟標注其具體的焊接順序，同時用不同顏色進行區(qū)分，便于車間工人進行元器件焊接。
圖7 電裝工藝輔助工具
8、KMBOM匯總功能
用戶的工藝文件發(fā)布后，需要出具多個匯總明細表供工藝處、采購、財務、車間等部門使用，用戶要從大量的工藝文件中去篩選出有用的信息，輸入到生產(chǎn)管理系統(tǒng)，然后再打印輸出，有些匯總資料還要進行計算處理；用開目工藝管理系統(tǒng)后，工藝文件中的信息都寫入到了數(shù)據(jù)庫，可以根據(jù)用戶要求提取有效數(shù)據(jù)并按照固定模板輸出，提高數(shù)據(jù)準確性和減少工藝人員工作量，提高工作效率。
圖8 匯總結(jié)果
9、工藝更改管理
當產(chǎn)品發(fā)生變更時，系統(tǒng)從數(shù)據(jù)中心接收設計更改單來告知工藝人員設計結(jié)構(gòu)的變更，工藝人員編制工藝更改單和創(chuàng)建新版本的工藝，將兩個一起走審批流程，當流程完成后，在結(jié)構(gòu)樹的關聯(lián)工藝上，用新版本的發(fā)布工藝自動替換老版本工藝。
10、工裝實物管理
用戶的工裝使用一段時間后，會存在相應的送檢、報廢和修理入庫等情況，根據(jù)用戶需求，開目工藝管理系統(tǒng)提供二次開發(fā)功能，管理用戶工裝的使用情況（如維修數(shù)量、報廢數(shù)量、使用車間、檢修日期等）。
圖9 工裝臺賬管理界面
11、歷史工藝文件管理
用戶之前存在大量的歷史工藝文件，且格式種類較多，以CAXA居多，對于此種文件，建議用戶全部轉(zhuǎn)為PDF文件存到系統(tǒng)中；對于紙質(zhì)文件掃描成PDF文件后，存到系統(tǒng)中，對于其他格式的如dwg、word可以直接導入到系統(tǒng)中保存，便于后續(xù)查看和編輯工藝進行參考。
圖10 歷史工藝文件分類
3 項目特色功能介紹
3.1 開目CAPP工藝規(guī)程
作為一個裝配廠，用戶的工藝規(guī)程種類繁多，且每一種規(guī)程對應的表格也非常多；同時用戶的標準化人員對規(guī)程的標準也很重視，每一張表格的線畫多粗多細，單元格之間的間距多少，表格底圖的字體字號多少，輸入內(nèi)容的字體字號多少都有明確規(guī)定，畫好的每一張表格都需要打印出來，標準化拿尺子量是否符合規(guī)定，差1mm都需要補齊重新畫重新打印再重新量，直到線、字體全部符合標準才可以；經(jīng)過前后幾個人的繪制修改，黃河機電現(xiàn)有用開目CAPP編制的工藝規(guī)程技術文檔共計59種，表格底圖148張，完全替代了之前用CAXA編制工藝文件的習慣，車間工藝人員也已經(jīng)習慣于用開目CAPP去編制新產(chǎn)品的工藝規(guī)程，第一次遇到“塑料工藝規(guī)程”、“縫紉、木工工藝規(guī)程”這種不常見的工藝規(guī)程。
圖11 CAPP中的工藝規(guī)程和技術文檔
3.2 企業(yè)資源管理器
用戶有工藝車間十幾個，每個車間都有自己的工序名稱、設備、工裝、輔料等工藝資源，這就造成工藝資源數(shù)量特別多，編制工藝文件時需要填寫或者重復填寫的資源也就很多，所以通過開目資源管理器一方面將用戶所有的工藝資源都進行了重新整理歸納和分類，另一方面也為用戶在編制工藝文件時提供了便利條件。
按照一般的實施模式，對于資源管理器我們都是建議用戶整理成Excel表后通過導入功能導入，這樣對用戶的操作要求比較低，但是后期維護工作量大，如果有新增數(shù)據(jù)，用戶要么就是在資源管理器現(xiàn)有數(shù)據(jù)中一條條添加（如果分類很多，需要添加的數(shù)據(jù)和字段也多，效率就會很慢），要么就是找到之前的Excel表，在其后面繼續(xù)增加數(shù)據(jù)然后再導入，這樣就會把所有數(shù)據(jù)重新導入一次，因為這次導入會對之前的數(shù)據(jù)進行覆蓋，帶來不必要的工作量。
在黃河機電，我們通過資源管理器連接外部數(shù)據(jù)源的方式添加工藝資源。首先在系統(tǒng)中添加多個內(nèi)部自定義表格來存放工具、量具、刀具、工裝等數(shù)據(jù)，表格中有關鍵列，也就保證了數(shù)據(jù)的唯一性不會有重復數(shù)據(jù)；其次將整理好的Excel導入到系統(tǒng)，支持增量導入，即需要哪些數(shù)據(jù)就整理哪些數(shù)據(jù)導入，代碼會在之前基礎上不斷累加，而不會像前面所述需要重復導入覆蓋之前的數(shù)據(jù)；最后在資源管理器中添加一個“類型二”的外部數(shù)據(jù)源節(jié)點，通過數(shù)據(jù)庫連接、字段匹配和手工刷新將系統(tǒng)中導入的工藝資源同步到企業(yè)資源管理器中。
圖12 定義對象類內(nèi)部自定義表格
圖13 導入數(shù)據(jù)
圖14 新建節(jié)點
圖15 數(shù)據(jù)連接設置
圖16 節(jié)點目錄設置
圖17 數(shù)據(jù)展示
對于導入到系統(tǒng)的工具、刀具、量具、工裝等工藝資源里有很多字段都是用戶工藝文件中不會填寫，而匯總時要求提取的，采用這種方法，用戶在編輯工藝文件時只填寫其需要的東西，后面再匯總時可以通過查表提取其所需的其他東西，文件編輯和報表生成的效率都有所提高。
3.3 電裝工藝
對于需要將電路設計圖紙作為工藝簡圖插入到CAPP中的裝配工藝來說，工藝人員在編制工藝時，一是想知道該電路圖紙上有多少種規(guī)格的電子元件以便于規(guī)劃工序內(nèi)容，二是想在當前工序中知道每個元件的位置、名稱、規(guī)格型號等；三是希望可以對已經(jīng)添加到工序中的元件用不同顏色表示出來，便于了解哪些元件已經(jīng)裝過，哪些元件還沒有裝，也為后續(xù)車間工人在進行電路板焊制時提供指導。
針對以上需求，開目CAPP提供了針對電路設計軟件Protel 99SE的電裝工藝輔助工具，這是因為之前國內(nèi)用戶的電路設計軟件大多采用Protel 99SE，大學內(nèi)相關專業(yè)的教學軟件也是這個，隨著用戶需求的變化和軟件的更新?lián)Q代，近幾年來，國內(nèi)更多的采用AltiumDesigner軟件，常見的版本是2013，兩款軟件在數(shù)據(jù)格式、存儲方式上面都有很大區(qū)別，黃河機電采用的就是AltiumDesigner2013，用戶也很關注電裝工藝這一塊內(nèi)容，在公司開發(fā)的支持下，目前電裝輔助工藝已經(jīng)支持Protel 99SE和AltiumDesigner2013兩種版本，同時還新增了對電路板反面的讀取支持。
先在系統(tǒng)中創(chuàng)建對應的工藝規(guī)程，同時將pcbdoc格式的電路圖作為外部文卷引入到對應的工藝規(guī)程下；其次編輯打開CAPP，在表中區(qū)對需要電路裝配的工序右鍵“電裝裝配設計”，系統(tǒng)就會調(diào)用電裝工藝輔助工具打開上傳的pcbdoc；
然后添加步驟，用紅黃藍綠四種顏色中裝入該步驟需要的元件，可以添加多個步驟，直到將整個裝配中需要用到的元件裝完；最后保存并導出這個圖，回到CAPP就可以看到工序卡中用不同顏色標識的元件，同時卡片最下方還會自動匯總哪個步驟的哪種顏色裝了哪種規(guī)格的多少個元件的明細表。
圖18 打開工具
圖19 添加步驟和相應元件并保存
圖20 簡圖效果
圖21 匯總封面
圖22 匯總首頁
圖23 匯總續(xù)頁
3.4 開目BOM匯總
開目工藝管理系統(tǒng)提供了功能強大的BOM匯總工具，可以按照要求提取用戶工藝卡片中的數(shù)據(jù)并進行相應運算、排序等同時按照用戶規(guī)定的模板進行打印輸出，這一點在黃河機電體現(xiàn)特別明顯，用戶之前所有的匯總都是車間工藝編完工藝文件后，由總體工藝室的人員將工藝文件上的數(shù)據(jù)手工錄入到生產(chǎn)管理系統(tǒng)，然后按照模板打印輸出，這樣一個是手工工作量大，當相應的采購、財務等部門需要報表時，不能實時進行輸出，同時手工輸入也不能保證100%正確，既然這些工藝文件中的數(shù)據(jù)通過審簽保證了寫入數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)都是準確的，那么可以利用KMBOM快速生成相應報表。
黃河機電現(xiàn)有刀具、量具、工具、設備、工裝、材料、工時、工藝文件目錄、工藝路線、關鍵工序等各類匯總86個，涉及的匯總表格263張，匯總代碼行數(shù)15000多行，匯總的種類之多、規(guī)則之復雜、表格之多樣等都應該屬所有項目之最，且用戶的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大，涉及的工藝種類、工藝內(nèi)容復雜，匯總表格的數(shù)據(jù)從十幾頁到一百頁以上都有，這也對代碼的要求很高，用戶測試時都是一行行一頁頁去進行對照之前手工匯總的內(nèi)容，每一種匯總都經(jīng)過4次以上的修改才最終符合用戶要求。
對于導入到系統(tǒng)的工具、刀具、量具、工裝等工藝資源里有很多字段都是用戶工藝文件中不會填寫，而匯總時要求提取的，采用這種方法，用戶在編輯工藝文件時只填寫其需要的東西，后面再匯總時可以通過查表提取其所需的其他東西，文件編輯和報表生成的效率都有所提高。
3.5 電裝工藝
對于需要將電路設計圖紙作為工藝簡圖插入到CAPP中的裝配工藝來說，工藝人員在編制工藝時，一是想知道該電路圖紙上有多少種規(guī)格的電子元件以便于規(guī)劃工序內(nèi)容，二是想在當前工序中知道每個元件的位置、名稱、規(guī)格型號等；三是希望可以對已經(jīng)添加到工序中的元件用不同顏色表示出來，便于了解哪些元件已經(jīng)裝過，哪些元件還沒有裝，也為后續(xù)車間工人在進行電路板焊制時提供指導。
針對以上需求，開目CAPP提供了針對電路設計軟件Protel 99SE的電裝工藝輔助工具，這是因為之前國內(nèi)用戶的電路設計軟件大多采用Protel 99SE，大學內(nèi)相關專業(yè)的教學軟件也是這個，隨著用戶需求的變化和軟件的更新?lián)Q代，近幾年來，國內(nèi)更多的采用AltiumDesigner軟件，常見的版本是2013，兩款軟件在數(shù)據(jù)格式、存儲方式上面都有很大區(qū)別，黃河機電采用的就是AltiumDesigner2013，用戶也很關注電裝工藝這一塊內(nèi)容，在公司開發(fā)的支持下，目前電裝輔助工藝已經(jīng)支持Protel 99SE和AltiumDesigner2013兩種版本，同時還新增了對電路板反面的讀取支持。
先在系統(tǒng)中創(chuàng)建對應的工藝規(guī)程，同時將pcbdoc格式的電路圖作為外部文卷引入到對應的工藝規(guī)程下；其次編輯打開CAPP，在表中區(qū)對需要電路裝配的工序右鍵“電裝裝配設計”，系統(tǒng)就會調(diào)用電裝工藝輔助工具打開上傳的pcbdoc；然后添加步驟，用紅黃藍綠四種顏色中裝入該步驟需要的元件，可以添加多個步驟，直到將整個裝配中需要用到的元件裝完；最后保存并導出這個圖，回到CAPP就可以看到工序卡中用不同顏色標識的元件，同時卡片最下方還會自動匯總哪個步驟的哪種顏色裝了哪種規(guī)格的多少個元件的明細表。
4 項目實施總結(jié)
通過本期項目的實施，對于實施團隊而言，進一步提高了對公司產(chǎn)品的認識，掌握了一些新功能的使用，知道了如何快速應用系統(tǒng)功能實現(xiàn)用戶業(yè)務需求；在與用戶溝通需求的過程中，增強了如何引導用戶規(guī)范業(yè)務、規(guī)范操作等技巧，也增加了工藝業(yè)務的認識和理解；在后期上線試運行過程中，針對用戶的要求和計劃執(zhí)行，加強了項目計劃和執(zhí)行力的認識。對用戶而言，通過開目工藝管理系統(tǒng)，進一步規(guī)范了整個工藝系統(tǒng)的業(yè)務、標準和制度等；同時通過KMCAPP/KMBOM/KMPDM等平臺的應用，提高了人員的工作效率和數(shù)據(jù)的規(guī)范性、準確性以及可控性；項目實施過程中，種子用戶在跟進項目過程中，有了項目實施的經(jīng)驗，也為部門及企業(yè)后續(xù)信息化項目的推進有了支撐；項目驗收之前，系統(tǒng)中已有上千份正式發(fā)布數(shù)據(jù)，比同時實施的PDM/數(shù)據(jù)中心里的正式數(shù)據(jù)量要多的多，為后期和下游ERP/MES集成打下了基礎；另外黃河機電項目的成功實施，也為公司樹立了標桿，已知有一家航天單位向黃河機電表達了參觀學習開目工藝管理系統(tǒng)的意向。
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本文標題：2016產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化征文：開目工藝管理系統(tǒng)在西安黃河機電的應用
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