信息化作為設計與生產(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)品的復雜程度和可靠性要求越來越高，這對如何提高工藝設計的質(zhì)量和效率，提升工藝管理水平提出新的挑戰(zhàn)，開發(fā)并應用適應航電產(chǎn)品制造業(yè)特點的工藝信息系統(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)的工藝設計工具與方法開展工藝工作，工藝人員在進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，沒有更多的時間進行工藝技術(shù)研究和生產(chǎn)服務，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；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)驗知識”完整保留下來，這些原因都使得工藝設計成為航電產(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)實踐使用。我國CAPP技術(shù)的研究開始于20世紀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用構(gòu)件，建立了部分重點行業(yè)的解決方案，提供動態(tài)建模和實施工具，許多實用的商品化的CAPP平臺已在不同的企業(yè)得到成功的實施。
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)絡化率”、“信息覆蓋率”，全面提高企業(yè)整體工藝設計與管理的工作效率。CAPP技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使利用計算機輔助工藝設計和管理成為可能。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)有限責任公司展開了適應于航電產(chǎn)品制造業(yè)的工藝信息系統(tǒng)研究。
項目目標
1 項目總體目標
針對中航無線電的工藝現(xiàn)狀，公司擬定項目的總體目標：即通過搭建采用標準、開放、動態(tài)可擴展架構(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)品設計、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，工藝設計、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 項目詳細目標
(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雜查詢、報表和數(shù)據(jù)視圖。能方便地進行擴展，易于實現(xiàn)與各類其它應月j系統(tǒng)，如CAD、CAPP、CAE、CAM、ERP、CRM等的集成。
(2)建立覆蓋設計、工藝、仿真、測試、制造等的統(tǒng)一產(chǎn)品信息模型。
建立能作為設計、工藝、仿真、測試、制造等的各個應用系統(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。實現(xiàn)統(tǒng)一產(chǎn)品信息模型與產(chǎn)品數(shù)據(jù)直接的實時互動，做到信息緊密集成，為工藝、設計等人員提供一體化的集成設計環(huán)境。
(3)軟件開發(fā)管理工具的研究與應用。
針對航空電子產(chǎn)品軟硬件結(jié)合的設計特點，在現(xiàn)有的軟件開發(fā)管理工具的基礎上進行專業(yè)化的工具定制和開發(fā)。
(4)電裝工藝設計工具的研發(fā)與應用。
針對航空電子系統(tǒng)的特點，利用系統(tǒng)提供的開放式的二次開發(fā)平臺，在現(xiàn)有電裝工藝設計工具之上進行專業(yè)化工具開發(fā)，以形成更符合航電行業(yè)特點和應用模式的電裝工藝設計工具。實現(xiàn)包括復雜的電裝工藝的格式和圖形處理能力、自動獲取電子設計數(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)與應用。
設計了通用工藝庫、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)標準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)作的設計過程管理。
航空電子產(chǎn)品的設計、分析、試驗等需要多工種、多學科進行協(xié)同工作。在產(chǎn)品的研發(fā)過程中需要產(chǎn)品開發(fā)團隊成員之間充分溝通，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)。
詳細方案設計
1 總體設計
中航無線電工藝信息化主要目的是對復雜的產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)進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)務數(shù)據(jù)分析，把對工藝數(shù)據(jù)的管理主要分為設計數(shù)據(jù)管理，工藝數(shù)據(jù)集成管理及工藝資源管理。工藝設計任務方便分派，編制工藝規(guī)程時可以自動獲取零部件設計信息，典型工藝規(guī)程的充分利用等等，為高效進行工藝設計提供了強大的支持。
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、進度計劃安排、任務分派和任務監(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，推動項目順利進行。工作流管理實現(xiàn)工藝業(yè)務流程的規(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)實現(xiàn)不同用戶具有不同的權(quán)限，用戶能安全穩(wěn)定地進入系統(tǒng)，根據(jù)授權(quán)范圍進行操作。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行工作流建模時進行定制。
5 實現(xiàn)的關(guān)鍵業(yè)務價值
該工藝管理系統(tǒng)系統(tǒng)作為中航無線電工藝設計集成平臺，對企業(yè)自身的工藝過程設計、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)過程進行管理，促進企業(yè)工藝過程設計、工裝過程設計、技術(shù)資料各階段文檔的標準化、規(guī)范化，適時監(jiān)控工藝設計任務進展情況，提高了中航無線電的產(chǎn)品工藝過程設計與過程管理的水平，確保中航無線電能及時準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)品型號設計結(jié)構(gòu)樹進行工藝管理。
目前中航無線電工藝設計的編制過程中，工藝數(shù)據(jù)中某些來自設計數(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行重復輸入。針對甲航無線電的該業(yè)務要求，工藝管理系統(tǒng)中的如下功能可以實現(xiàn)企業(yè)的“基于型號產(chǎn)品設計結(jié)構(gòu)樹進行工藝數(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)中的設計BOM結(jié)構(gòu)，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹信息導人到開目工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，自動形成結(jié)構(gòu)樹。
(2)優(yōu)化業(yè)務過程，提高設計效率。
隨著企業(yè)研發(fā)任務的增多，中航無線電工藝室面臨的個性化設計任務越來越系統(tǒng)和繁重，在面臨大量需要審核的產(chǎn)品數(shù)據(jù)時，為保證設計的進度，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)實施過程中，和中航無線電項目組擬定出合理、標準、規(guī)范的業(yè)務流程，并與開目公司合作將業(yè)務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)務模式規(guī)范的進行產(chǎn)品工藝設計工作。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)品設計與生產(chǎn)指揮脫節(jié)、后期服務找不到正確的技術(shù)資料等嚴重影響產(chǎn)品和服務質(zhì)量的問題，以上種種對中航無線電業(yè)務過程的優(yōu)化，都在一定成都上提高了設計效率。
(3)信息有效集成共享，減少重復勞動。
中航無線電現(xiàn)在的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計存在多次的重復錄入，版本更新不及時。信息孤島導致了大量數(shù)據(jù)的重復輸人工作量，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)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的瀏覽、編輯、保存、修改、圈閱及自動簽名，實現(xiàn)了信息的有效集成，減少了重復勞動。
(4)保障企業(yè)核心技術(shù)資料安全。
中航無線電的電子設計行為比較多，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策略，加密卡處理程序采用雙隨機數(shù)動態(tài)密匙算法防止非法者破譯或更換程序；系統(tǒng)采用啟動口令保護策略，為不同的用戶設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入；提供日志管理功能，對用戶在工藝管理系統(tǒng)中進行的操作進行完整的記錄。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，確認給予哪些用戶，哪些崗位，哪類部門存取何種設計數(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)品制造的工藝設計與工藝管理信息系統(tǒng)”已設計完成，已有多個典型型號產(chǎn)品完整的工藝數(shù)據(jù)的設計輸入和工藝管理，達到預期設計目標，系統(tǒng)已進入持續(xù)應用階段。
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