1 基础数据的意义及现状
1.1 基础数据的意义
基础数据(Foundation Data)是针对事物对象本身具有的属性、信息、特征的描述和表达的数据。基础数据与元数据(Meta Data)、主数据(Master Data)不同,其针对的是具体的事物对象,但又与事物对象所处于的业务环节、应用系统无关。基础数据作为各种信息系统中信息的基本单位和信息的显性承载形式,其重要性受到越来越多的单位所关注。
基础数据是开展业务数据管理的基石,是实现系统集成、信息共享、协同工作的数据基础,是业务数据进行业务扩展和延伸的基础。对于基础数据的规范化工作是所有与之相关的信息系统正常运行的前提,是相关信息系统实现信息共享、系统集成的必要保证,如果没有或缺少规范的基础数据,在信息系统上组织的业务数据的正确性是很难保证的。
1.2 航空企业基础数据管理现状
随着航空制造企业信息化进程的不断深入,越来越多的企业不再局限于一个部门、一个车间、一个分厂或一个仓库的信息化管理,如制造执行系统(MES)、原材料进出库管理系统等,伴随着企业资源规划(ERP)和产品数据管理(PDM)等公司级别的信息系统的引入,一个多系统集成、多部门参与、多视图融合的基础数据需求逐渐显现出来。
由于航空工业的历史原因,人为的造成部分产品的研制、生产呈现出参研、参制单位之间“厂所分离”、“一厂多所”、“一所多厂”的格局,使得基础数据不可避免的出现设计属性与制造属性不连贯,属性的设计维度和制造维度不一致问题。再加上,一些制造企业也参与设计,推出了自研型号产品,使得基础数据的现状呈现出来源多样化、规范不统一、表达不唯一、颗粒度不一致等问题。
2 开展基础数据工作的关键
2.1 确定基础数据的范畴
确定基础数据的范畴是开展基础数据规范化工作首先需要解决的问题。该工作的难点如下。
2.1.1 确定基础数据对象
基础数据包含哪些信息对象,对象之间存在哪些关系等这些问题如果不能很好解决,会造成基础数据在范围上有缺失及数据间关联不准确等。一般与产品生命周期相关的基础数据除了物料外,还应包括供应商、工具工装和加工设备等信息对象。
2.1.2 确定基础数据的来源
基础数据对象与哪些部门有关联,对象的来源和采集依据是什么等问题,直接影响到数据的采集效率、质量和被认可程度等,如果在数据规范化工作的前期不能处理好该问题,最终基础数据的收集难度可能会远远超过规范化的难度,造成工作重点偏移。
2.2 规范基础数据的描述与表达
基础数据的描述与表达不规范也是现阶段数据收集、整理和维护过程中的一个重要问题。该工作的难点如下。
2.2.1 确定数据描述属性
数据对象在不同的业务阶段有不同的业务视图,每个业务视图所关注的数据信息又有所不同。选取哪些属性来描述数据对象,才能全面、完整、科学地体现数据对象的基本信息成为工作的难点。例如金属材料数据,设计阶段主要关注材料机械特性信息,诸如标准、品种、牌号、规格等信息;制造环节主要关注材料的可加工性能信息;采购供应主要关注材料的成本价格、数量、形态等信息。
2.2.2 确定属性表达方式
在确定了数据对象的描述规范后,即确定了数据对象由哪些属性来描述,针对每个属性如何表达又成为工作的难点。各单位、每个型号关于属性如何表达都有自己或多或少的规范,这些规范之间的不一致就造成了属性混乱,对象描述不清晰。常见的如为了避免人为错误禁用英文字母“I/O/Z”及其组合、各种长短中横线的写法、西里尔字母(主要来自前苏联的一些标准)的替换等。
3 基于产品生命周期的数据对象范畴
基于产品生命周期的数据范畴,以航空制造企业的实物流为主线,确定与之相关的主要是从原料(含外购成品)到半成品(含自制半成品、外协件等)再到最终产品。制造实物流再加上与之相关的工具工装和设备就组成了与产品生命周期相关的所有基础数据,如图1所示。
图1 基于产品生命周期(实物流)的基础数据范畴
在集团层面,针对通用性、共建性原则在基于产品生命周期(实物流)的原则下提出了集团统一编码的基础数据范畴。Q/AVIC 01003-2011《物品码编制规则》是基于集团公司信息化规划和各成员单位信息化的发展趋势所制定的,其中所规定的基础数据范畴,主要指集团公司科研、生产中涉及的物品,主要包括标准件、材料、电子元器件、通用工具工装、成品及附件、飞机、直升机、发动机、导弹等主机产品及其保障设备和其他需要编制物品码的产品。具体内容见表1。
表1 Q/AVIC 01003-2011《物品码编制规则》中所确定的基础数据范畴
除上述以外,在企业层面,还存在自制半成品、自制工具工装、附件成品、辅助用料和加工设备及其零部件等数据对象。这些数据对象一方面是产品的重要组成部分或产品生产关注的主要环节,另一方面也是各信息系统的重要数据存在形式。企业在开展基础数据规范化研究时必须要考虑这部分重要的数据。
4 基于产品生命周期的数据描述与表达
产品从一个设计概念到能够为客户所使用,直至报废的生命周期内要经历设计阶段、工艺规划阶段、制造生产阶段和维修保障阶段等环节。其中,设计、工艺和制造环节是产品从无到有、从概念到实物的重要环节,也是产品全生命周期中涉及多个部门、包含的信息逐渐增多的重要环节。产品(包括概念和实物)在不同部门间流转时,如何用科学合理的方法和完备的信息来进行描述与表达成为实现产品在部门间信息正确传递的关键。
设计阶段,主要关注产品的技战术指标以及所需要实现的功能;工艺阶段,主要从现有的加工环境(包括人、设备和技术)及加工效率去制定设计阶段所确定的产品零组件的可加工性;制造阶段,主要依据工艺所确定的方法、采购所提供的材料和已有的设备和技术去实现设计确定的目标,并将实现该过程中的问题及时反馈给设计和工艺,以实现产品设计、工艺和制造过程的不断迭代和优化。因此,产品描述属性需要按照对不同阶段的要求逐步完善,如表2所示。
表2 产品生命周期内对各阶段所需描述属性的要求
在明确了各个阶段所需管理的描述属性后,如何让所分管的属性成为各阶段共通的语言成为数据表达的关键。为了做到规范化的表达,需要借助企业标准等手段来规定数据的表达字符集、表达方式等内容。
5 基础数据的描述与表达规范实例
结合中航工业的总体要求和各航空制造企业的实际情况,在图1基于产品生命周期(实物流)的基础数据范畴的基础上,提出了各航空制造企业产品生命周期的数据范畴及其划分依据,如表3所示。
表3 产品生命周期的数据范畴及其划分依据
同时,将产品各阶段所关注的属性和属性的填写规范制定为企业的标准,就能够很好的指导基础数据的收集、完善、整理等规范化过程。结合表3的数据对象,给出企业所需制定的数据描述与表达规范标准,如表4所示。该体系与信息系统所关注的数据对象应保持一致,即增加或减少了信息对象的范围,体系的内容也应有所增减。同时,体系的内容也要与企业自身的管理相一致,例如一些单位将标准件、成品和部分金属材料等作为器材管理,这时就应该将表中对应的规范进行合并,以适应企业的管理方式。
表4 企业数据描述与表达规范标准体系
6 结论
针对现阶段航空制造企业基础数据规范化问题,本文提出了一种基于产品生命周期来开展工作的研究方法。目前,该研究方法在多家航空单位得到了初步的应用并取得了阶段性的成效。随着越来越多的单位新上或更新其信息系统,基础数据规范化工作也会受到越来越多单位的重视,本研究方法的适用性也会受到更多单位、更多信息系统的检验。
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本文标题:航空制造企业基础数据规范化研究