导读

　　异地设计制造协同是复杂装备产品研发模式发展珠宝ERP流程图的重要方向珠宝ERP流程图，需要协作各方统一策划、统一管控模式、技术架构和软件工具珠宝ERP流程图，形成在并行协同条件下典型产品的数字化设计、仿真、制造和管理的工程能力。本文介绍了一种异地设计制造协同实现方案，介绍了其数据、流程、管理信息协同的基本模式。

　　作者/西安现代控制技术研究所李明*刘成立*李兵

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　　概述

　　随着信息技术、先进制造技术、新材料技术的迅猛发展，制造技术正面临着重大的变革，传统的研制模式已经迫切需要改进，数字化协同设计制造技术是研制模式发展的主要方向之一。特别是复杂装备制造领域，例如航空、航天、兵器等，其设计制造往往需要多个单位共同参与论证、设计、制造、试验、使用、保障及其管理等各项工作，产品一般具有内部结构复杂，涉及专业面广，零件数量巨大，系统布置密等特点。研制周期和使用周期内，所有合作伙伴需要有序、安全、可控、便捷地传递信息、工作成果和产品或半成品，实现有秩序地分工协作，出现问题时相关单位也能够沟通交流，协商协调，实现协同工作。

　　例如美国洛克希德?马丁公司主导的重大军用飞机研制项目JSF，建立了支持产品全生命周期的虚拟产品研制平台，使位于多个国家的供应商（包括荷兰、日本和加拿大等多个国家的50多家研制公司）能够异地协同工作。RR公司作为全球最主要的航空发动机设计制造厂商，构建了开放式的协同框架与平台，支撑RR公司全球设计、制造和维护等业务单元的高效协作；同时有效实现了与其合作伙伴、供应商和客户的顺畅信息交流。“十二五”期间，中国航发通过技改项目实现厂所间协同研制技术验证，组织主要厂所依据“共性技术统一开发，个性技术指导发展”原则，基于航发网，在各单位构建基于协同平台的协同设计、制造网络环境，推行以并行工程为核心的协同业务模式、统一管控模式、技术架构和软件工具，在行业内建立跨组织、跨平台、跨地域的协作环境，利用数据协同、流程协同和即时协同技术，实现自顶向下的联合设计，保证单一数据源和数据共享，确保数据的传递有效性，同时数据模型所附带的信息最大化，有效支撑跨地域产品联合设计。中航工业以构建基于模型的企业为目标，不断地促进开发模式转型和企业架构重构，持续地提升复杂装备产品的协同开发能力，导入赛博物理系统（Cyber PhysicalSystem，CPS）技术，以及自优化、自重构、自诊断和对人的认知和智能支持等思想促进信息技术和制造技术的深度融合。

　　随着武器系统复杂程度的不断提高，愈来愈多的具有高技术含量的光、机、电等各类专业技术和能力需要整合，知识、技术、产品的转化周期愈来愈短，配套协作厂所增加等新形势下，对于仅仅依靠单一企业研制开发和制造的模式已不可能实现大型、复杂型号系统工程，必须以企业间并行、协同的方式组合到一起来实现。制导弹药则是典型的复杂武器系统产品，因而必须从总体方案设计阶段开始，进一步提升自身研发能力，并加强厂所间的协作力度，特别是弹体结构、电气装配、战斗部、发动机等关键部件和零件的研发和试制，都需要产品数据的一致、准确、实时，需要设计、制造数据的合理共享。

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　　协同方案

　　2.1 协同平台综述

　　中国兵器工业产业布局可以按照产业链分工分为车辆、火炮、弹箭、光电等若干领域。本文主要描述弹箭协同平台建设的主要思想。在兵器弹箭产品领域，建设以西安某研究所（以下简称研究所）为产品设计分析中心和设计制造协同中心，以西安某厂、湖南某厂为制造分中心，开展数字化协同设计与制造研制，研究所着重实现产品三维设计、产品数据集中有效管理和型号研制项目管控；制造厂着重实现产品三维工艺设计、生产计划管理和制造现场管理。通过协同中心三方建立了统一数据源、统一技术状态、统一质量控制、统一技术信息发布、统一协同规范的研制流程，形成在并行协同条件下典型产品的数字化设计、仿真、制造和管理的工程能力，基于弹箭协同平台和基础数据库实现弹箭行业产品数据的实时共享，解决贯穿研制生产全生命周期的跨地域、跨单位、跨系统的数据共享与交换、流程衔接、技术状态控制、协同标准规范等协同问题。

图1 厂所协同平台基本工作模式

　　弹箭协同平台中的产品数据管理系统和协同数据中心，存储、管理产品研制过程与结果数据，根据需要与其珠宝ERP流程图他专业领域进行数据交换。协同平台中的项目管理系统，可以为集团总部科技信息管理系统提供项目计划、进度、资源、成本、绩效等管理信息。质量管理系统用来汇总厂所在型号研制过程中的质量信息，为集团总部的质量管理系统提供弹箭质量体系策划、过程评审、问题处理等质量信息。

　　2.2 厂所协同组成及建设目标

　　协同平台建设从协同管理平台（各信息系统）、基础网络以及信息安全体系等方面开展建设珠宝ERP流程图：

　　1）协同管理平台建设目标

　　——应用集成平台：实现协同内容集成发布、数据交换、集成发布信息检索、实现统一的账户管理、单点登陆；

　　——项目协同管理：实现企业协同项目联盟管理、项目计划及执行状态管理、项目进度管理与统计显示、项目文档管理、项目业务流程管理和流程弹性定制等功能；

　　——产品全寿命周期管理系统：实现设计与仿真协同、设计与工艺协同。基于领域协同中心，实现厂所间同构系统基于流程的设计与工艺协同、设计与制造协同；

　　——质量管理：实现质量信息管理、质量问题管理、质量审核管理，增强型号质量状况动态监控、质量目标管理与考核的量化分析能力，提升型号研制质量管控能力；

　　——数字化研发基础：建立具有码值管理、编码规则管理、流程管理、编码协同管理、编码集成管理等功能的信息编码体系。形成基础通用标准规范、协同标准规范等标准规范体系。依托原有数据体系，建立协同管理数据库、设计基础数据库等数据库内容。

　　2）基础网络建设

　　建设研究所、制造厂以及协同中心机房，配置链路设备、核心交换机、部分接入交换机、网络安全系统等设备，为全网接入集团骨干网提供硬件保障。

　　3）信息安全体系建设

　　建立完善的网络安全系统（身份认证、漏洞扫描系统、安全管理、介质管理系统、杀毒软件、终端防护系统等），为协同平台安全运行提供信息安全保障。

　　2.3 协同研制环境建设

　　在协同研制过程中，建设了产品协同研制环境，重点实现以下几个方面的统一：

　　1）统一软件选型，主要是PDM和CAD工具的统一，下游企业软件版本不低于上游企业的软件版本，保证数据流转中的正常使用。在兵器弹箭领域协同平台建设过程中，厂所统一了应用系统集成平台、产品数据管理、项目管理、质量管理、编码、CAD软件等系统选型，并与集团总部有关软件选型保持一致。

　　2）统一构建协同研制应用系统。协同单位以TC+NX系列为主，按照研制任务分工和本单位专业定位，分别打通数字化设计、试验和制造等环节瓶颈，实现系统衔接与流程集成。从体系性和整体性角度对共性部分进行统一定义、统一流程、统一平台、统一模式的顶层框架建设。

　　3）统一数据编码，主要面向共享数据，包括零组件、更改单、产品数据、产品BOM等内容；

　　4）统一的公共资源，建立弹箭设计数据库，工艺数据库及工艺基础数据库。在总体单位建立型号产品的中心数据库，以三维集成模型为核心组织和管理型号产品所有相关的数据，构建单一数据源。

　　5）统一标准规范，协同企业共同研究并编制满足装备数字化研制的多项数字化标准规范，支撑型号数字化研制系统应用，涉及成熟度、编码、三维模型等协同关键要素。

　　2.4 研制数据协同和流程协同

　　产品设计所、制造厂和领域中心分别构建产品数据管理系统，集中管控装备研制的产品数据、研制流程和技术状态，实现型号产品数据的集中有效管控。主要实现的目标如下：

　　1）实现重点型号装备的产品图文档管理、BOM管理及技术状态管理；

　　2）固化产品数据签审、工程更改和统一打印等数据管理流程；

　　3）系统集成：研究所重点实现PDM系统与CAD、CAE、PM、TDM等业务系统集成，初步形成以PDM为核心的协同研发环境；制造厂重点实现PDM系统与CAPP、MES、ERP、TDM、PM等业务系统的集成，初步形成以PDM和ERP为核心的集成制造环境。

　　研究所和制造厂的业务协同内容包括数据协同（数据包括模型、工程图样、技术文件、更改单等）和流程协同。研究所的数据和制造厂数据通过各自的协同工作区在协同中心上互相发送和接收，在数据发送接收过程中，应保证数据前后的正确性、一致性。

　　数据协同基本原理如图2所示：

　　

图2 数据协同的基本原理

　　研究所数据发送到制造厂后，制造厂工艺设计人员对接收到的数据进行工艺检查或工艺设计，如果在检查或工艺设计过程中，工艺人员对研究所发送的数据有反馈意见时，把意见（附加关联数据）通过协同中心返回给研究所；在协同过程中，协同数据的状态分为未发布和已发布。

　　1）要协同的数据已处于发布状态。由于数据已发布，需要发生更改时，系统应进行换版。研究所应通过协同中心把新版本的数据发送到制造厂，保证数据协同的实时性；

　　2）要协同的数据处于未发布状态。由于数据未发布，数据会实时更改，此时应当建立数据同步机制，保证制造厂可以接收到更新后的产品数据。

　　流程协同指签审流程能够跨地域、跨平台完成流程签审。流程协同分为以下情况：

　　1）研究所的流程在到达某一节点（如工艺检查）时，需要转到制造厂工艺人员进行工艺检查任务，并进行反馈，签审完成流转至研究所继续完成签审并发布，在流程协同过程中应实现各个签审节点的电子签名或加载签审的属性信息；

　　2）研究所的流程在到达某一节点（如会签），需转到协同制造单位参与会签时，流程部分还需在研究所内部系统继续进行签审，协同制造单位以及研究所相关人员都完成了这个节点的签审后，流程才转到下一个节点进行签审；

　　流程协同过程中研究所和制造厂之间协同不能够登陆对方的系统，也不占用对方的用户，保持各自系统的独立性。流程的签审记录要能够在协同平台中进行浏览及查阅，流程协同过程如图3所示。

图3 流程协同过程

　　2.5 项目管理系统

　　厂所各方构建项目管理系统，本次建设各家都采用了Oracle P6系统，通过领域中心，采用Webservice程序实现项目组织、计划和交付物的信息管控。具体内容如下：

　　1）型号研制项目管理人员均采用项目管理系统管控项目研制过程；

　　2）采用PM系统分解项目WBS、制定并发布研制计划、有效监控研制计划的执行状态；

　　3）实现项目合同、文档及交付物等集中管理；

　　4）系统集成：通过PM与PDM等研制系统集成，实现研制计划与作业计划的关联及计划执行状态的动态反馈。

图4 厂所协同系统集成

　　2.6 质量管理系统

　　厂所各方构建质量管理系统，实时监控研制过程中的质量问题，实现研制质量的收集、跟踪、反馈、追溯的闭环管理。具体实现内容如下：

　　1）实现质量信息的收集与交互、处理过程监控；

　　2）实现产品研制过程质量问题的闭环控制；

　　3）实现产品重大质量问题归零流程管理、流程监控与跟踪及统计分析；

　　4）构建质量信息库。

　　厂所间质量信息单和质量问题单等通过协同中心进行传递、审批和反馈，数据在交互双方系统中同步。通过协同质量管理系统，设计厂可将产品在生产过程中发现的问题，整理为质量信息单，并将其传递到研究所的质量管理系统，由设计、工艺人员参与到问题的分析及处理过程中，问题处理完成后，研究所质量管理人员将处理结果发送到制造厂的质量管理系统，解决了问题和处理方案之间反馈的即时性问题，提高了问题解决的有效性和正确性。

　　2.7 制造企业建设内容

　　为更好地实现产品研制协同，实现产品计划和质量信息管控，制造厂在协同平台建设之外，还需要加强自身如下方面的能力建设：

　　1）数字化工艺设计系统：建设或扩充数字化工艺设计系统，开展三维工艺设计，采用NX软件WAVE技术构建相互关联的工序模型；构建工艺基础资源库，实现企业内部材料、刀具、量具、典型工艺等基础工艺数据共享；集中管控工艺设计数据，实现三维工艺、工装设计及数控加工仿真；通过数字化工艺设计系统与PDM系统集成，实现工艺数据集中管理、工艺设计审批和更改流程控制。

　　2）生产计划管理系统（ERP）：构建或扩充生产计划管理系统，实现以生产计划编制、发布和执行追踪为主线的闭环生产管理；实现研制生产过程中的物资需求、物资采购、仓储等生产信息的集中管理。

　　3）制造执行系统（MES）：构建或扩充制造执行系统，实现车间现场制造计划、工艺数据、制造数据的有效管理与制造现场监控；实现车间生产计划编制、调整、跟踪、查询及反馈；实现车间制造现场的人、设备、刀具、工装、物流等生产数据的动态采集、实时控制和集中调度；实现自制件、外购零部件及下线产品的有效检验与控制，保证制造现场质量信息可追溯。

　　03

　　总结

　　在厂所协同平台建设中，研制产业链中的设计单位和制造企业通过产品全寿命周期管理系统、项目管理系统、质量管理系统、协同数据库、协同编码系统、协同标准规范的统一规划、综合建设，统一管控模式、技术架构和软件工具，在行业内建立了跨组织、跨平台、跨地域的协作环境，利用数据协同、流程协同和即时协同技术，实现基于单一产品数据共享和流程协同；实现科研计划WBS下发和协作厂加工计划反馈。通过信息系统的统一集成，实现统一身份认证和统一身份管理，实现弹箭产品质量信息交互；建设领域级资源数据中心实现基础信息化资源共享、统一编码赋值；协同标准规范解决了产品数据结构规范化，数据模型统一化，产品数据的交换、传递和管理以及数据信息安全等问题。

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