一、企業簡介
北京新立機械有限責任公司（國營第六九九廠，以下簡稱六九九廠）隸屬于中國航天科工集團第二研究院，建廠55年。是科工集團公司武器系統地（艦）面總裝、調試廠及關鍵件、大型件生產加工中心。國家大型二級企業、國家一級計量單位、國家檔案管理一級單位和中國500家最大機械工業企業之一。企業占地面積三萬一千余平方米，科研生產用建筑面積五萬一千余平方米，現有職工1600多人。
公司工藝種類齊全、加工設備精良、檢測手段完善，下設精密鑄造、表面處理、橡膠塑壓、熱處理、等15個生產車間，形成了完善的技術、質量、生產控制系統，是集工藝設計、研發制造、檢測為一體的機電復合型的國防尖端武器研制和批量生產骨干企業。
圖1 北京新立機械有限責任公司
二、企業信息化應用總體現狀
六九九廠信息化建設注重制造管理領域和工程應用領域信息化的雙重建設的目標，努力實現信息化與機械化融合，經過十幾年的信息化系統建設，建成了以TIBCO集成平臺為核心的PDM/CAPP/ERP集成化工作系統。在工程信息化應用領域六九九廠還積極開展了DNC、生產線重構仿真、加工過程仿真、鑄造過程仿真、虛擬裝配等項目的建設，具備基于DNC的底層設備控制能力，網絡覆蓋到的區域的數控設備已基本聯入DNC通訊系統，實現NC程序的網絡雙向傳輸、海量存儲、高速傳輸和集成化管理。通過資源整合、信息與知識共享和流程再造，基本實現了導彈武器系統生產與管理的數字化、虛擬化和集成化。
在制造管理領域三大系統ERP、PDM、CAPP。ERP在基礎物料管理、物資進銷存、產品齊套管理方面得到應用。PDM現已管理所有在制型號的工藝文件和過程管理，已建立近3000個產品結構。所有工藝人員均使用CAPP輔助工藝編制。此外在管理領域，協同辦公(OA)、車間制造執行（MES）、財務管理、供應鏈、質量管理系統、計量管理系統、車間立體庫等系統均已在企業管理中發揮重要作用。
三、參評信息化項目詳細情況介紹
1.項目背景介紹
隨著集團業務流程和信息集成的發展需求，在航天科工集團第二研究院“五統一”的大原則和業務應用系統、型號數據格式、型號研發流程等方面“全院一盤棋”的總體思路下，公司需建立全院級完整而統一技術狀態管理平臺和設計制造一體化平臺，實現跨單位產品數據審簽及傳遞，技術文件電子會簽，工藝部門提前介入設計過程，無紙化數據發放，三維模型下廠等功能。
結合PDM/PLM產品發展形勢，在院和六九九廠承接生產任務的上游設計所都采用PTC公司的WINDCHILL系統作為型號協同和產品開發管理平臺的形勢下，同時考慮到應用的簡便性以及SmarTeam與WINDCHILL異構PDM系統集成的復雜性，六九九廠做出了更換PDM產品為WINDCHILL的決策，并開展了一系列的系統實施。
2.項目目標與實施原則
開發基于WINDCHILL PDM的CAPP系統集成應用環境，實現工藝全過程管理與集成，提高六九九廠產品的研制和工藝設計及管理水平。該系統面向六九九廠工藝系統及相關部門，圍繞PDM中的產品BOM進行數據組織和管理，覆蓋產品工藝路線、規程的編制，材料消耗定額編制，工藝資源、審批流程及工藝變更管理等業務流程，最終建立以信息集成和工藝知識為主體，基于網絡的產品設計、工藝設計與信息管理一體化的工藝信息集成系統。圖2為PDM與CAPP系統集成框架結構圖。
圖2 系統集成框架結構圖
3.項目實施與應用情況詳細介紹
3.1 計算機輔助工藝設計系統（CAPP）
在六九九廠建立統一CAPP系統平臺，使其覆蓋企業內部各專業工藝類型的工藝設計環境，并滿足現有工藝標準化要求與工藝管理要求、適應各專業工藝設計與工藝管理現狀，可以與企業內其他信息系統集成的多接口軟件系統。同時，通過對企業特定需求的二次開發定制，以及相應規范標準的制定，進一步規范工藝編制過程與工藝文檔管理，提高工藝編制效率與質量。
3.1.1 計算機輔助工藝設計系統（CAPP）建設方案及關鍵技術
1）計算機輔助工藝設計系統（CAPP）工藝信息建模
工藝過程設計是典型的復雜問題，所涉及的范圍十分廣泛，用到的信息量和知識量非常龐大，為了將這些信息和知識以基于知識庫的方式組織和管理起來，CAPP系統就需要建立符合各專業工藝所需的數據模型，六九九廠按不同專業工藝類型在CAPP系統中建立了十九種工藝設計模型，如圖3所示。
圖3 工藝信息建模
2）計算機輔助工藝設計系統（CAPP）規程模板定制
在CAPP系統中利用二維繪圖功能，按院標QE/WE008-2000標準的所規定的卡片格式繪制工藝卡片，并根據分析卡片模板單元格的屬性，通過系統的屬性定義功能，將卡片上的單元格和數據庫中的字段關聯（如圖4），實現工藝數據的結構化存儲，并嚴格按照企業的要求設置填寫文字的字體、大小、對齊方式等參數。卡片屬性定義后，根據卡片在工藝規程中的彈出順序及卡片上數據存儲的特點，進行卡片類型的定義。
圖4 工藝卡片屬性定義
3）計算機輔助工藝設計系統（CAPP）建立工藝規程
按照企業各專業的需求，將所需的工藝文件、管理文件建成相應的工藝規程，一種工藝規程是由一張或多張工藝卡片組成的。在工藝卡片模板定制完成后，系統提供規程模板管理功能，按照航天二院的需求進行各種工藝規程的管理。
3.1.2 計算機輔助工藝設計系統（CAPP）系統定制開發功能
材料定額計算，工藝人員在編制工藝時，使用CAPP系統專用開發的材料定額功能命令調出材料定額編制對話框，然后所有的計算都在該對話框中完成。
工藝信息統計匯總，各專用工藝規程編制完成后，系統可以通過專用開發或者自定義方式實現企業內部要求的各種報表的統計匯總，如：標準件外購件匯總；電氣材料匯總等。
3.1.3 計算機輔助工藝設計系統（CAPP）實施及應用效果
六九九通過全面應用CAPP（計算機輔助工藝設計）系統，提高工藝數據的重用性、準確性、一致性，通過工藝的不斷優化和工藝經驗的不斷積累，為后續新產品提供了工藝知識的積累及借用空間。通過實施CAPP系統，避免了數據的重復錄入，節省了工藝準備的時間，提高了工藝設計水平和工藝效率，提升企業先進制造水平。
3.2 產品數據管理系統（PDM）建設
實現PDM中以BOM為核心的關聯產品數據、工藝數據的工藝產品結構管理，為六九九廠單一產品結構數據源管理提供數據基礎；實現工藝準備過程管理；實現工藝文件的集成管理：工藝文件的版次、有效性管理，工藝文件的流程簽署、更改等過程以及與院其它單位的數據協同管理。
3.2.1 產品數據管理系統（PDM）總體框架建設方案及關鍵技術
圖5 windchill pdm業務流程框架
1）PDM系統權限管理
PDM系統中有兩種權限管理的方式：靜態權限控制是通過對按工作組、角色、用戶、參與者設定對產品/存儲庫的權限；動態權限控制是通過生命周期、工作流，即通過程序直接對指定的用戶，針對當前的對象賦予讀取、更改的權限。六九九廠PDM系統的核心功能模型可劃分為三層：
第一層：跨單位集成層。六九九廠的PDM系統將部署院協同型號研制平臺的功能，實現總裝總調模裝實物的生產技術狀態管理、跨單位數據審簽管理、跨單位數據收發管理。
第二層：型號工藝設計管理層。以PDMLink9.1系統為支撐，實現以下核心功能：生產技術狀態管理、CAPP集成、工藝流程管理、工裝設計管理等。
第三層：資源庫管理層：以全院統一的優選設計資源庫為基礎，向六九九廠同步優選標準件庫、優選元器件庫，六九九廠還可以在此基礎上建立本廠適用的外購件庫等。
2）同研究院及各單位協同
六九九廠在試點型號容器下建立的批次Part及其所關聯的所有工藝BOM（包括其關聯的所有工藝文件）將自動定期向院系統提交，實現設計單位和生產單位的工藝會簽功能，實現設計單位的設計數據的發放接收功能，設計單位通過數據發放單，可以將產品結構、三維模型、二維圖、技術文件、變更通知單批量發送給六九九廠。六九九廠通過數據接收流程接收到設計數據，接收到的設計數據保持與設計單位相同的主要內容、屬性、狀態和關聯關系。根據發放數據的狀態不同，數據的發放包括預發放和正式發放兩種形式，六九九廠收到的設計數據將自動存儲在六九九廠PDM系統對應的型號容器中，具體存儲位置為型號容器/跨單位接收的數據/XX單位。
收到的設計數據可以被PDM系統的用戶進行搜索、查看，并在此基礎上轉換為工藝BOM。對接收到的設計數據只有讀權限，無修改權限。當設計單位發生了設計變更，由設計單位負責通過數據發放單將變更通知單和新版本數據同時發送到我廠，接收數據后，將方便的查看到變更通知單及其關聯的新、舊版本數據。
3）設計數據的利用
PDM系統將提供基于產品裝配結構批量下載設計數據的能力，為制造工藝和CAM加工提供準確數字化模型。批量下載功能下載的數據包括三維模型文件，二維圖紙文件，技術文件OFFICE格式等，工藝人員可以將數據的主要內容批量下載，并在本地PRO/E、Office環境下打開并進行后期工作。
批量下載主要內容時首先選擇設計BOM的頂層Part，系統將對整棵設計BOM按最新配置規范進行遍歷，并下載所有關聯三維模型、二維圖和技術文件的主要內容，以壓縮包的形式供用戶保存在本地。
3.2.2 產品數據管理系統（PDM）實現的功能及應用效果
實現與院系統的工藝BOM自動同步，與各設計所、制造廠的跨單位的電子數據發放和跨單位的電子簽審流程，保證了制造輸入的及時性、正確性、可利用性。 建立以工藝BOM為核心的工藝產品數據管理模式，對工藝BOM的產生、狀態控制、更改控制、向下游系統的傳遞都進行了嚴格的管理。實現了與CAPP、OA、ERP系統的產品結構、工藝文件、待辦事項等信息的集成。
WindchillPDM系統的應用有效地提高了工藝設計工作效率，提高了工藝管理水平，縮短了工藝準備周期，降低了生產成本，加強了工藝數據一致性和規范性，提高了工藝數據的共享程度和復用率，切實地推動了北京新立機械有限責任公司產品制造向信息化、敏捷化、集成化的方向發展。
3.3 CAPP與PDM集成方案及關鍵技術
3.3.1 BOM數據的集成
在WINDCHILL系統菜單添加導出BOM功能入口，用戶手工選擇WINDCHILL系統中的產品,，將產品的工藝BOM信息導出到CAPP系統中建立產品結構樹（圖6）。當工藝BOM發生更新時，由具有權限的工藝人員在WINDCHILL中維護完成后，通過導出BOM功能將更新后的工藝BOM二次導入或多次導入到CAPP系統（WINDCHILL系統輸出工藝BOM更新文件xml傳遞給CAPP系統），CAPP系統利用轉換工具將xml文件更新為CAPP內部可使用的工藝BOM，實現工藝BOM的更新。
圖6 WINDCHILL系統中BOM集成菜單
3.3.2 工藝文檔檢入及修改
在CAPP系統中菜單中添加檢入功能入口，用戶編制完成工藝文件，觸發檢入命令，實現工藝文件源文件、PDF格式文件和XML文件檢入到WINDCHILL系統中，同時CAPP系統對文件進行加鎖處理。
3.3.3 工藝文件瀏覽和查看
在WINDCHILL環境中，對WINDCHILL保存的工藝文件源文件或PDF格式文件（PDF文檔作為工藝文檔表示法）進行瀏覽和批注查看。
3.3.4 工藝文件更改
CAPP與PDM集成涉及到工藝文件的普通更改和新增更改兩種方式。更改流程中要將簽署信息（含更改信息）傳遞到CAPP 系統中打印簽名，并傳回WINDCHILL系統。流程完畢時，通知CAPP修改狀態。
3.3.5 工藝文檔簽署及打印
工藝文件在PDM系統中提交審簽，定版生效后回傳簽署信息和定版標識，重新生成附帶簽署信息的源文件、PDF格式文件和XML文件再次自動檢入到WINDCHILL系統中并覆蓋舊文件。
4.效益分析
自集成系統上線以來，實現了基于PDM的CAPP系統集成環境下的工藝工作全過程管理，達到了以下目標：
基于PDM建立了現代化的工藝設計與管理平臺，提供先進、方便、快捷的設計手段和設計支撐工具，提高工藝設計效率。
基于PDM的設計BOM和工藝BOM管理對工藝設計數據進行了有效的管理和版本控制，便于查詢、瀏覽、復用。
基于PDM對工藝文件更改過程進行管理，利用PDM的流程過程管理平臺對專業工藝文件進行有效的過程管理和控制。
集成系統的應用有效地提高了工藝設計工作效率，提高了工藝管理水平，縮短了工藝準備周期，降低了生產成本，加強了工藝數據一致性和規范性，提高了工藝數據的共享程度和復用率，切實地推動了六九九廠產品制造向信息化、敏捷化、集成化的方向發展。
四、企業信息化未來發展規劃
近年來，六九九廠加大了信息化與工業化的融合工作，在設計信息化、生產信息化、管理信息化、信息化基礎和信息安全建設方面都取得了長足的進步。在未來的2-3年的時間，六九九廠將以廠“十二五”信息化規劃為指導，以已形成的信息化建設成果為基礎，以集團及上級信息化總體架構為依托，切實結合本企業實際生產需要，推進MBD、ERP、MES和數字化集成生產線等系統在型號生產和管理上的應用，深化先進制造和工藝領域信息化技術應用，逐步實現基于MBD基于三維模型的設計生產一體化管理模式。
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