信息化作為設計與生產信息化之間的橋梁，是連接CAD、PDM及ERP等信息系統的紐帶，起到承上啟下的重要作用，工藝信息化是一個企業信息化工作的重要組成部分。隨著信息技術的發展，航空電子系統綜合程度不斷提高，在整架飛機中所占的比重越來越大，航電產業已成為現代航空工業極其重要的組成部分。而航電產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量和效率，提升工藝管理水平提出新的挑戰，開發并應用適應航電產品制造業特點的工藝信息系統是一條有效途徑。
現狀及發展趨勢
目前，在我國大部分的航電研發與承制單位，還是依靠傳統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研究和生產服務，這不僅不利于工藝技術水平的提高，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驗；在傳統的工藝工作方法下，老工藝人員退休時很難將他們的“經驗知識”完整保留下來，這些原因都使得工藝設計成為航電產品制造過程中的薄弱環節。
國外，CAPP系統從60年代中期開始研制，到目前為止，已研制出多種CAPP系統，不少系統已投人生產實踐使用。我國CAPP技術的研究開始于20世紀80年代，許多高校和公司相繼開發推出了CAPP系統，形成了一部分面向制造的信息化平臺應用構件，建立了部分重點行業的解決方案，提供動態建模和實施工具，許多實用的商品化的CAPP平臺已在不同的企業得到成功的實施。
工藝信息化是企業制造信息化的一個重要方面和關鍵環節。通過工藝信息化，提高企業制造工藝部門“數字化率”、“集成化率”、“網絡化率”、“信息覆蓋率”，全面提高企業整體工藝設計與管理的工作效率。CAPP技術的出現和發展，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）也聯合武漢開目信息技術有限責任公司展開了適應于航電產品制造業的工藝信息系統研究。
項目目標
1 項目總體目標
針對中航無線電的工藝現狀，公司擬定項目的總體目標：即通過搭建采用標準、開放、動態可擴展架構的工藝信息系統平臺，建立面向航空電子產品制造的工藝研發管理體系，滿足航空電子行業產品設計、工藝、仿真、制造過程的數據共享、功能集成和過程協同的需求。所建的工藝信息化系統要成為工藝人員日常的工作環境，工藝設計、工藝流程管理、工藝數據處理工作等均在該平臺上完成。
2 項目詳細目標
(1)面向航空電子產品制造的信息化平臺。
搭建面向航空電子產品的信息化平臺，在該平臺上可以根據按需要進行數據建模、過程建模，有行業專用工具集，能自定義各種形式的復雜查詢、報表和數據視圖。能方便地進行擴展，易于實現與各類其它應月j系統，如CAD、CAPP、CAE、CAM、ERP、CRM等的集成。
(2)建立覆蓋設計、工藝、仿真、測試、制造等的統一產品信息模型。
建立能作為設計、工藝、仿真、測試、制造等的各個應用系統公共語言的統一產品信息模型，使中航無線電的研發管理平臺能與其他系統的底層數據級無縫集成。實現統一產品信息模型與產品數據直接的實時互動，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境。
(3)軟件開發管理工具的研究與應用。
針對航空電子產品軟硬件結合的設計特點，在現有的軟件開發管理工具的基礎上進行專業化的工具定制和開發。
(4)電裝工藝設計工具的研發與應用。
針對航空電子系統的特點，利用系統提供的開放式的二次開發平臺，在現有電裝工藝設計工具之上進行專業化工具開發，以形成更符合航電行業特點和應用模式的電裝工藝設計工具。實現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據、智能化裝配工藝生成、變型工藝的快速編制等功能。
(5)行業知識庫和工具集的開發與應用。
設計了通用工藝庫、典型工藝庫、特征工藝庫、電裝工藝庫、調試工藝庫、公式管理器、行業標準件庫等工藝資源和工藝知識庫模塊，構建航空電子行業的知識庫和行業工具集。通過知識管理，降低對技術人員的經驗性要求，大幅度提高了工作效率，提高了技術人員的技術創新能力。
(6)支持跨部門協作的設計過程管理。
航空電子產品的設計、分析、試驗等需要多工種、多學科進行協同工作。在產品的研發過程中需要產品開發團隊成員之間充分溝通，檢查和評估產品信息，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，構造協作的工作環境，以支持航空電子產品的創新開發。
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品工藝數據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品工藝信息，同時確保產品數據的完整性、一致性和安全性，即開發了一套高效的工藝管理系統。工藝管理系統是整個系統的集成核心，所有工藝數據都由工藝管理系統統一存儲和管理，有關業務過程由工藝管理系統統一控制。把工藝管理系統分為數據管理、工作流管理和權限管理，該工藝管理系統的總體架構如圖1所示。
圖1 工藝管理系統總體架構
2 數據管理
根據對中航無線電自身的業務數據分析，把對工藝數據的管理主要分為設計數據管理，工藝數據集成管理及工藝資源管理。工藝設計任務方便分派，編制工藝規程時可以自動獲取零部件設計信息，典型工藝規程的充分利用等等，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限由所應用的流程模板控制。工藝管理系統流程管理具有多級工作分解、進度計劃安排、任務分派和任務監控四大功能，通過為工藝處創建一個協同工作環境，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。工作流管理實現工藝業務流程的規范化和自動化，提高工作效率，減少錯誤的發生。
4 權限管理
由于中航無線電所屬行業的特殊性，因此工藝信息管理系統要提供可靠、全面的權限管理功能，該系統的權限管理主要分為靜態權限管理和動態權限管理。
(1)靜態權限管理。工藝信息管理系統通過各級、各類授權實現不同用戶具有不同的權限，用戶能安全穩定地進入系統，根據授權范圍進行操作。提供功能授權，滿足中航無線電行政權限管理，可以把項目管理、圖檔管理、權限管理、郵件管理、系統配置、模板定義、日志管理、組織管理、功能授權這些管理權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限的授權。
(2)動態權限管理。動態功能授權確保產品數據在形成過程中也只能由合法用戶授權訪問，并且權限可隨著工作流程的流轉自動授予和回收，極大減輕了授權管理的工作量。動態授權的具體控制方式在進行工作流建模時進行定制。
5 實現的關鍵業務價值
該工藝管理系統系統作為中航無線電工藝設計集成平臺，對企業自身的工藝過程設計、工藝管理文檔及其他技術資料等相關數據和相關過程進行管理，促進企業工藝過程設計、工裝過程設計、技術資料各階段文檔的標準化、規范化，適時監控工藝設計任務進展情況，提高了中航無線電的產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品，為中航無線電帶來了如下的企業價值。
(1)基于產品型號設計結構樹進行工藝管理。
目前中航無線電工藝設計的編制過程中，工藝數據中某些來自設計數據的，比如產品代號、產品名稱、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務要求，工藝管理系統中的如下功能可以實現企業的“基于型號產品設計結構樹進行工藝數據管理”的價值。工藝信息管理系統具備手工建立產品結構樹的功能，即系統管理員能夠依據相應的型號產品組成圖，手工工藝結構樹。系統還支持通過讀取windchill系統中的設計BOM結構，將產品結構樹信息導人到開目工藝數據管理系統，自動形成結構樹。
(2)優化業務過程，提高設計效率。
隨著企業研發任務的增多，中航無線電工藝室面臨的個性化設計任務越來越系統和繁重，在面臨大量需要審核的產品數據時，為保證設計的進度，技術人員可能會犧牲數據審核的質量，讓數據審核工作流于形式。而質量不高的過程控制必然會帶來大量的后續數據更改工作。在工藝管理系統實施過程中，和中航無線電項目組擬定出合理、標準、規范的業務流程，并與開目公司合作將業務流程用工藝管理系統軟件固化下來，形成合理的工作節奏，使所有的工程技術人員都可以按照同一業務模式規范的進行產品工藝設計工作。通過工藝管理系統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品數據不完整、數據前后不一致、產品設計與生產指揮脫節、后期服務找不到正確的技術資料等嚴重影響產品和服務質量的問題，以上種種對中航無線電業務過程的優化，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。
中航無線電現在的產品結構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據的重復輸人工作量，并且會產生數據的不一致性。該工藝管理系統構建了企業級的數據平臺，使企業基于數據庫的產品數據匯總工作成為可能，降低了技術人員手工進行數據匯總的工作量，并提高了數據的正確性。并且該系統對企業的WORD、AUTOCAD、KMCAPP進行集成管理，通過對流程和權限的控制，使符合系統要求的上述單元軟件可以在工藝管理系統中實現數據的瀏覽、編輯、保存、修改、圈閱及自動簽名，實現了信息的有效集成，減少了重復勞動。
(4)保障企業核心技術資料安全。
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動態密匙算法防止非法者破譯或更換程序；系統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中的人員；提供權限管理功能，確認給予哪些用戶，哪些崗位，哪類部門存取何種設計數據的權利，監測用戶的操作行為，對所有數據操作都具備完整的日志記錄，保障了企業核心技術資料的安全。
結束語
通過近14個月的調研和開發，“面向航電產品制造的工藝設計與工藝管理信息系統”已設計完成，已有多個典型型號產品完整的工藝數據的設計輸入和工藝管理，達到預期設計目標，系統已進入持續應用階段。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://www.guhuozai8.cn/
本文標題：面向航電產品制造的工藝信息化研究初探
相關文章
