中國三江航天集團(tuán)萬山特種車輛制造廠(簡稱萬山廠)是一家重型特種越野車零部件加工、總裝廠，中國500家最大機(jī)械工業(yè)企業(yè)之一。工廠擁有各類加工設(shè)備1400余臺套，具有較強(qiáng)的機(jī)械加工、焊接、鑄造、鍛造、齒輪加工、模具等大型機(jī)械產(chǎn)品制造和質(zhì)量保證能力。尤其是2000年以來投資近1.4億的技術(shù)改造項(xiàng)目，新增了各類高、精、尖的數(shù)控設(shè)備、加工中心、檢測設(shè)備和儀器300余臺(套)，是我國目前最為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)械加工中心之一。
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷普及推廣, 為適應(yīng)激烈的市場競爭，工廠不斷引入先進(jìn)的管理思想和和管理方式，構(gòu)建了內(nèi)部局域網(wǎng)，并與集團(tuán)廣域網(wǎng)連接，購買并全面推廣應(yīng)用開目CAPP/BOM/EDM、Pro/E等軟件，提高工藝準(zhǔn)備和NC編程手段，又結(jié)合需要配置了開目PDM系統(tǒng)，解決了工藝管理問題。工藝信息化的全面實(shí)施，大大提升工廠的工藝技術(shù)和工藝管理水平，縮短了產(chǎn)品開發(fā)、研制、生產(chǎn)周期，提高了加工制造水平和產(chǎn)品質(zhì)量。并以此為突破點(diǎn)，帶動了工廠整體信息化建設(shè)，最終于2003年成為中國企業(yè)信息化500強(qiáng)企業(yè)之一，也是唯一一家非集團(tuán)化的國營工廠。
一、實(shí)施工藝信息化的背景
?。ㄒ唬┕S發(fā)展需要工藝信息化
工廠為產(chǎn)品主導(dǎo)型企業(yè)，長期以來產(chǎn)品規(guī)模一直維持在一個相對平穩(wěn)的水平上，自2000年以來，生產(chǎn)任務(wù)成倍增長，為實(shí)現(xiàn)速度、質(zhì)量、成本與效益目標(biāo)，工廠開始了大規(guī)模的技術(shù)改造，改造后的生產(chǎn)能力提高了4倍多，使得與原生產(chǎn)能力相匹配的工藝及管理均大大滯后。工廠認(rèn)真分析了現(xiàn)代化設(shè)備與諸多落后手段的矛盾，在堅(jiān)持“總體規(guī)劃、分步實(shí)施、重點(diǎn)突破、效益驅(qū)動”的原則基礎(chǔ)上，提出了以工藝信息化建設(shè)為突破口，進(jìn)行CAPP、CAM、PDM等系統(tǒng)的建設(shè)，在工廠全面實(shí)施工藝信息化。
（二）存在的問題
工廠開始實(shí)施信息化之前，經(jīng)過對工廠的工藝準(zhǔn)備和工藝管理進(jìn)行分析，我們認(rèn)為以下問題需要解決：
1.工藝編制的效率低
工廠的工藝技術(shù)文件基本上是借助Excel和Word編輯完成，效率低下，工藝師的大部分工作是在進(jìn)行重復(fù)性勞動，工藝師沒有足夠精力致力于工藝改進(jìn)和新工藝研究。
2.工藝資源利用率不高
工廠在發(fā)展過程中，逐步積累了各種工藝資源，例如各種工藝裝備、典型加工工藝；在編制工藝時，工藝資源不透明，沒共享，查找十分困難，從而導(dǎo)致工藝資源利用率不高。
3.工藝信息匯總手段落后，效率低、容易出錯
工藝設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作，是提交各種匯總清單，如配套件明細(xì)表、標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表、工藝路線明細(xì)表、材料消耗定額、工藝裝備匯總等，目前工廠主要采用手工完成各種匯總清單等。手工匯總效率低下、容易出錯，工作煩瑣，特別是對于變型多的產(chǎn)品，報表的統(tǒng)計(jì)更是如此。
4.技術(shù)部門間還存在著“信息孤島”。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)之間的信息沒有集成，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時不能有效的利用產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)CAD圖紙信息。
5.工藝文件管理混亂。
企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中積累的大量工藝文件，以前采用的僅僅是操作系統(tǒng)提供的文件管理功能，所有文件存放在各自使用的計(jì)算機(jī)或文件服務(wù)器中，分別由不同人來維護(hù)，往往造成同一設(shè)計(jì)文件有多處備份，對零部件的版本控制、借用管理和更改管理都非常不利。
6.工藝準(zhǔn)備計(jì)劃難以掌握。
以前工廠技術(shù)部門一直靠傳統(tǒng)的紙質(zhì)計(jì)劃管理方式管理，計(jì)劃下達(dá)后，不能時刻掌握項(xiàng)目的進(jìn)展情況，不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)或項(xiàng)目進(jìn)度和工作狀態(tài)的可視化動態(tài)控制。
7.工藝文件審簽效率低。
工藝審簽需要經(jīng)過設(shè)計(jì)、校對、審核、會簽、標(biāo)檢和發(fā)放等過程，這些工作還停留在人為傳送、管理的基礎(chǔ)上，缺乏有效的計(jì)算機(jī)輔助管理能力，影響了小組成員相互協(xié)同工作的效率。
8.工藝文件的版本、更改、打印難以控制。
計(jì)算機(jī)圖檔更改無痕，電子信息不能做到版本控制、版本儲存。更改單查詢、統(tǒng)計(jì)困難。圖紙修改后版本只能靠人工管理，重復(fù)出現(xiàn)同樣的差錯。經(jīng)過多次修改，出現(xiàn)多個版本，版本管理混亂；多個版本文檔給日后產(chǎn)品數(shù)據(jù)維護(hù)帶來極大不便；電子圖紙隨便打印，和紙質(zhì)圖紙不能保持一致。
9.手工編制數(shù)控加工程序效率低，風(fēng)險大。
手工編程處理大量繁雜數(shù)據(jù)計(jì)算時容易出錯，有的甚至無法手工編程；手工編程無法進(jìn)行模擬加工過程，加大了試切風(fēng)險，增加了制造成本。
二、總體規(guī)劃與實(shí)施方法
?。ㄒ唬┕に囆畔⒒傮w規(guī)劃
我們將以上問題分為兩類，一類為急需解決的問題（除問題6、7、8），另一類為非急需解決問題（問題6、7、8及信息化過程中出現(xiàn)的新需求），條件具備后實(shí)施可能效果更好。按照信息化實(shí)施的基本原則，我們提出分兩步實(shí)施CAPP、CAM、PDM系統(tǒng)，分別解決以上兩類問題。
第一步，實(shí)施CAPP、CAM系統(tǒng)和PDM系統(tǒng)的一部分，解決急需解決的問題，達(dá)到以下目標(biāo)：
1. 提高工藝編制效率，減少重復(fù)工作。
2. 實(shí)現(xiàn)工藝資源的共享。
3. 實(shí)現(xiàn)工藝信息的自動匯總。
4. 工藝編制過程中自動提取利用設(shè)計(jì)信息（圖形和屬性）。
5. 實(shí)現(xiàn)工藝文件的統(tǒng)一管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹管理。
6. 實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工程序的軟件編程。
第二步，全面實(shí)施PDM系統(tǒng)，建立部門級的并行工作環(huán)境，到達(dá)以下目標(biāo)：
1. 實(shí)現(xiàn)工藝準(zhǔn)備的項(xiàng)目（任務(wù)）管理。
2. 實(shí)現(xiàn)工藝文件的審簽流程管理。
3. 實(shí)現(xiàn)工藝文件的更改、版本、打印的權(quán)限管理。
4. 實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)與管理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的交換、共享。
5. 隨著信息化推進(jìn)出現(xiàn)的新需求。
?。ǘ┕に囆畔⒒瘜?shí)施方法
1.成立工藝信息化領(lǐng)導(dǎo)小組和項(xiàng)目實(shí)施組
工藝信息化建設(shè)是第一把手的工程，沒有第一把手的全力支持并親自參預(yù)是不可能取得很大進(jìn)展的。工廠組建了以廠長為組長的工藝信息化領(lǐng)導(dǎo)小組，組建了以總工為組長的項(xiàng)目實(shí)施團(tuán)隊(duì)，并對團(tuán)隊(duì)中每一個項(xiàng)目參與人員的職責(zé)，進(jìn)行了合理的分工，確保了實(shí)施該項(xiàng)目有充足的人力資源保證。
2.培養(yǎng)自己的信息化建設(shè)隊(duì)伍
工廠采取請進(jìn)來、走出去的培養(yǎng)方式，立足于培養(yǎng)提高本企業(yè)的管理和技術(shù)力量，培養(yǎng)一支自己的專業(yè)隊(duì)伍，讓計(jì)算機(jī)專業(yè)人員懂一些管理知識，管理人員懂一些計(jì)算機(jī)知識。
3.堅(jiān)持按信息化實(shí)施基本原則組織實(shí)施
通過對國內(nèi)外各家CAPP、CAM、PDM軟件商進(jìn)行綜合考察，主要對各家公司的實(shí)力、軟件開發(fā)能力、軟件功能、產(chǎn)品線及技術(shù)支持與服務(wù)等進(jìn)行了認(rèn)真、細(xì)致的比較，結(jié)合工廠分兩步實(shí)施的所要達(dá)到的目標(biāo)，最終選定了武漢開目公司的KMCAPP和KMPDM系統(tǒng)及PTC公司的Pro/E軟件。
第一步，實(shí)施開目公司的KMCAPP、BOM、EDM系統(tǒng)和PTC公司的Pro/E軟件(KMBOM/EDM為PDM系統(tǒng)的一部分功能分離出單獨(dú)使用，實(shí)施PDM后此功能將合并到PDM系統(tǒng)中)。
1.KMCAPP軟件
工藝人員啟動KMCAPP軟件即可開始工藝文件的編制。KMCAPP軟件可以讀取CAD文檔的圖形和屬性信息用于工藝編制，KMCAPP軟件附帶一個企業(yè)資源管理器，可以建立各種共享的工藝資源庫供工藝人員利用。編制完成的工藝文件檢入EDM系統(tǒng)進(jìn)行管理。
2.KMBOM軟件
KMBOM軟件可以從CAD文檔中讀取產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息，形成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，并存入EDM數(shù)據(jù)庫中。KMBOM軟件可以按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)匯總存在EDM系統(tǒng)中的工藝文件的工藝信息。
3.KMEDM軟件
KMEDM軟件可以管理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息及所有工藝技術(shù)文件。利用開目PDM系統(tǒng)提供的圖檔管理，有效的管理了零部件設(shè)計(jì)信息和工藝規(guī)程信息。對零部件和工藝規(guī)程進(jìn)行了分類管理。具有對象檢索功能，可通過描述對象所屬的類別以及屬性值或取值范圍，搜索符合條件的對象。具有對象關(guān)聯(lián)功能，可以建立零部件和工藝規(guī)程之間的動態(tài)條件關(guān)聯(lián)和靜態(tài)的指定關(guān)聯(lián)。還可以進(jìn)行對象版本管理，對已發(fā)布對象修訂時將產(chǎn)生新的版本，系統(tǒng)可按對象版本號規(guī)則或人工指定產(chǎn)生版本號，系統(tǒng)能自動檢查以保證代號相同的對象版本號不會重復(fù)。
4.Pro/E軟件
Pro/E軟件可以在Pro/E三維圖形基礎(chǔ)上進(jìn)行NC編程，從而將大量繁雜數(shù)據(jù)計(jì)算交由計(jì)算機(jī)處理，減輕了編程人員勞動強(qiáng)度，對于復(fù)雜零件優(yōu)勢更為明顯；在計(jì)算機(jī)上模擬加工過程，使編程工作更為貼近實(shí)際，編程人員優(yōu)化程序更為方便；通過自動檢測模擬最終加工結(jié)果，減小首件試切風(fēng)險，有效降低制造成本。
這樣我們成功的達(dá)到了第一步的所有目標(biāo)。在第一步成功實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)和積累的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，我們開始實(shí)施第二步。
第二步，實(shí)施開目公司的KMPDM系統(tǒng)，構(gòu)建工藝信息管理平臺，全面集成CAD/CAPP/CAM軟件。第二步的目標(biāo)主要是側(cè)重于管理與集成功能的實(shí)現(xiàn)，在詳細(xì)調(diào)研了工廠的實(shí)際管理方式和工作流程后，開目公司實(shí)施人員和工廠實(shí)施人員聯(lián)合制定了一套符合工廠需要的實(shí)施方案。
1.項(xiàng)目管理
利用開目PDM系統(tǒng)建立項(xiàng)目管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)工廠技術(shù)部門的項(xiàng)目定義、項(xiàng)目分解、項(xiàng)目數(shù)據(jù)錄入、項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)、項(xiàng)目跟蹤、數(shù)據(jù)查詢等功能，時時跟蹤掌握項(xiàng)目的進(jìn)展情況，加強(qiáng)了工廠技術(shù)部門的項(xiàng)目（任務(wù)）管理力度。
2.流程管理
采用開目PDM提供的工作流程管理功能，將企業(yè)實(shí)際的業(yè)務(wù)過程規(guī)范轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)化的工作流模型，以實(shí)現(xiàn)過程的自動化和規(guī)范化。系統(tǒng)能判斷過程的分支條件、觸發(fā)條件等，自動發(fā)送消息推動過程的執(zhí)行，自動進(jìn)行操作權(quán)限的動態(tài)授權(quán)和回收。還可以進(jìn)行工作流運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)并處理工作流運(yùn)行過程中出現(xiàn)的意外情況。系統(tǒng)保存工作流的執(zhí)行歷史和有關(guān)信息，用于過程審計(jì)和追溯。
3.打印管理、更改管理
利用開目PDM系統(tǒng)提供的打印申請和更改申請功能，當(dāng)用戶進(jìn)行打印操作時須進(jìn)行打印申請的審批流程，來審批該打印操作是否合法，更改申請與其類似，對已發(fā)布的圖檔，如果需要更改，更改者提出更改申請，經(jīng)過更改申請的審批流程，經(jīng)審批后生成更改單，同時通知申請者更改圖檔，更改后的圖紙以新版本入庫，從而保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性、一致性、可追溯性。
4.與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享
PDM系統(tǒng)管理的有物料信息、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息、加工工藝信息等需要與ERP系統(tǒng)或MRPⅡ系統(tǒng)共享。我們采用中間式接口方式中，PDM系統(tǒng)將ERP系統(tǒng)所需的信息生成中間文件或中間數(shù)據(jù)表，ERP系統(tǒng)直接讀取中間文件或中間表中的信息寫入數(shù)據(jù)庫中。
三、實(shí)施效果
通過兩期的實(shí)施，我廠基本上完成了工藝信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAPP/CAM/PDM全面應(yīng)用與集成，實(shí)現(xiàn)了工藝方案編制、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)建立、工藝計(jì)劃下達(dá)、工藝規(guī)程編制、數(shù)控加工編程、虛擬加工、工藝文件管理、工藝信息匯總等工藝準(zhǔn)備過程的全面信息化，提高了工藝準(zhǔn)備效率，縮短了工藝準(zhǔn)備時間，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，提升了工廠工藝技術(shù)水平和工藝管理水平。
據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，實(shí)施工藝信息化后，工藝編制效率提高30％～40％，采用數(shù)控加工的底盤零部件由原來的40%增加到97%，而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工后的生產(chǎn)效率較傳統(tǒng)加工方式普遍提高了3～5倍，特別是采用數(shù)控等離子切割，加工效率提高了10多倍，使材料利用率由50％提高到80%；一次交檢合格率提高了1.73％，達(dá)到99.93％。
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