航天型号产品属于典型的复杂系统，基本都是由多个分处在不同地域、分属不同行政单位的企业协同研制成的。型号研制过程是各企业研制并行开展、并行优化的过程。目前型号研制存在进一步缩短周期的压力，产品线面临多方面的竞争压力。面对激烈的竞争，产品正朝着提高性能、降低成本、缩短研制周期、提高质量，实现研制和生产的现代化的方向发展。
为了有效管理型号研制过程，航天多数企业已经实施并全面应用了PDM系统，以信息化技术支持研制工作高效、严格、企业内协同地开展，形成了各单位产品数据管理和内部协作的平台。但是由于各单位分别建设，独立应用，初期没有过多考虑企业间的协同，PDM系统之间没有实现互联互通，不能支持企业间异地协同研制。
航天企业异地协同研制中存在的不足
1.企业间信息共享程度不足，传递效率不高
型号协作企业间存在大量的设计信息交换，异地单位间完成一个技术文件发放/接收的过程大约需要20多天，拖延了研制进度。各单位应用PDM系统后，现有的模式依然没有改变，如此漫长的信息传递周期明显不适应形势，必须改进。
另外，型号研制过程中会产生大量的非正式设计信息，这类信息交换一直没有正式的交换渠道，不能控制信息的状态。
2.研制中一些业务管理手段落后
型号研制中，涉及总体和各分系统间、设计与制造间的协同业务流程很多。传统情况下，技术文件和更改单的异地审签主要是通过异地出差的手段完成，此工作方式存在诸多问题。
目前方式下的协同研制，不能保证产品技术状态的全面统一。
3.串行工作模式成为型号研制的瓶颈
型号研制是总体与多家分系统单位共同参与研制的过程，而总体与各分系统单位通常在异地。这种异地、串行的分工协作模式造成工艺准备周期过长，在产品实际制造和装配过程中常常会遇到一些意想不到的问题，导致大量的设计修改、甚至大规模设计返工，造成整个产品研制进程的延误。在竞争激烈、研制周期紧迫情况下，已经成为一种严重的制约。
另外型号设计与制造单位分处两地，设计与制造之间处于串行工作模式，制造没有提前参与到型号工作，因此，迫切需要提供一种并行协同工作的环境，促进型号总体与分系统设计、设计与制造之间的协作。
国内外现状和技术发展趋势
1.国外现状
纵观国内外优秀企业，其产品开发工作已由个体化、串行流程的产品研发模式，转向上下游多方协同，兼顾设计、工艺、制造、客户、供应商、合作伙伴等并行的产品设计。信息交流在产品开发中越来越重要，“协同”已经成为当代产品研发策略的根本方向。
分布式协同设计研究开始于20 纪90年代前后，斯坦福大学设计研究中心的utkosky等是这一领域的主要开拓者。该方向的研究工作在经历了将网络通信、分布式计算、计算机支持的协同工作、Web技术等与现有CAX/ DFX技术进行简单结合的过程后,近年来开始转向对其中深层次、核心技术问题进行研究，现有研究工作大体上可分为CAX/DFX工具的分布集成、异步协同设计、同步协同设计、协同装配设计、异构PDM系统集成等。
2000年3月，3个距离遥远的工程小组曾在7天内合作开发出一辆新型赛车。他们分别从美国波士顿（侧重于动力系统）、德国汉诺威（侧重于底盘）和日本东京（侧重于车身）通过Internet，共享和访问到彼此的信息资源，全球数万人通过互联网观看了这场汽车设计实例。
目前，国外航天航空制造业十分关注在产品全生命周期内采用信息技术这一强有力的工具，对产品、过程、资源及组织实施高效、敏捷、可重构、集成、协同优化管理，不断推出全寿命管理、客户关系管理等一系列新概念，并在CAX、PDM、ERP、CRM、SCM等技术基础上形成整体解决方案。
2.国内现状
在我国高新技术的新兴产业群中，有不少企业自发地运用了网络化协同设计，并取得了很大的成功，如深圳华为公司、北大方正公司等。
航空新支线客机项目为了缩短新机的上市速度，采用五厂二所联合研制的模式，以Windchill系统作为新支线商务协同平台，并在此平台上集成其它应用系统，支持新支线项目管理、新支线项目客户关系管理和供应商管理、新支线设计制造系统和新支线质量管理等多方面应用，与合作伙伴、供应商、客户进行更广泛意义上的协同。构建了异地协同设计制造的工作环境，建立彼此协同的产品商务平台，加快了研制速度，提高了新支线客机的市场竞争能力。
企业间PDM系统集成的目标
根据航天型号线企业异地协同研制的需求，参考国内外在协同研制和PDM系统集成方面的经验，我们提出以下集成目标：通过企业间PDM系统集成，构建基于型号项目的异地协同设计与制造环境，将产品从设计、制造、售后维护整个生命周期内各阶段的相关数据和流程按照一定的模式进行定义、组织和协同管理，支持型号研制线开放式协作体系的高效运转，增进沟通，加强管理，提高效率，从而提升竞争力。
企业间PDM系统集成的功能模型
型号研制线企业间PDM系统集成，建议以研究院为业务核心开展集成工作。图1描述了PDM集成系统功能结构，院PDM系统为用户提供型号数据中心和并行协调数据管理区两个主要模块。为了保证型号数据中心数据的唯一性、以及对并行协调数据的编码管理，系统必须具备数据编码管理的功能。
图1 PDM集成系统功能模型
集成服务总线在企业间数据交换和流程交互中起到控制中心的功能，保证异构PDM系统间信息交互的正常运行。
各型号研制企业PDM系统除了具备对本单位型号研制数据管理作用外，还具备企业间数据收发管理、企业间业务流程集成等功能；同时企业用户能够通过企业PDM平台，登陆四院PDM系统的并行协调区与研制团队人员开展并行研制。
供应商企业，开发定制统一供应商的客户端软件，供应商可以应用数据上载和下载功能通过四院PDM系统与各研制单位进行数据交换。
以下将分别介绍各功能模块及其实现方式。
1.数据对象统一编码
首先，在充分了解各被集成企业现行产品信息编码标准、分析企业对产品信息需求的基础上,进一步规范编码规则，确定一个较为完善的编码标准体系结构。
通过产品信息分类整理,在集成PDM系统建立起各类编码资源库,实现型号零部件代码及图号、技术文件、更改单等编码的自动生成。各单位从集成系统集中取号，进行产品信息的统一、协调和有序管理，从而为构建型号数据中心、数据共享和交换创造条件。
2.构建型号数据中心
构建型号数据中心，实现型号产品结构和型号设计、制造和售后等全生命周期数据的统一管理。在保密的前提下，保证参研单位从此数据中心得到统一的、公共产品信息。
型号转阶段、大型试验、批次生产时，各单位将型号数据发送给院级型号数据中心汇总，从而构建型号的阶段库、型号技术状态库等，便于技术状态的控制和跟踪。
在型号研制过程中，BOM表现出多态的特性，产品设计BOM形成后，工艺路线定义过程会形成工艺BOM，而在产品制造时考虑毛坯，工艺中间件需要生成制造BOM用于组织生产。实现产品结构多重视图管理的能力，其中包括设计、工艺、制造以及维护等视图。借助 BOM多视图管理功能，以支持不同角度的观察，为各阶段工作的开展提供依据。
图2 型号多视图管理
3.安全有效的数据交换
企业间的数据交换内容包括：正式数据和非正式数据的交换。正式的数据交换主要有：产品结构、三维模型、技术文件、更改单等。非正式数据主要有：预发布文件、技术通知单、协调纪要、意见反馈、设计参数、以及日常技术交流数据等。
正式数据交换通过院级的型号发布数据区来完成，即院级发布数据区接收从设计单位发放的工程设计数据，包括产品结构、三维模型、二维图纸等；然后，将相应的工程数据发放给相应的制造厂；同时，需要从各制造厂接收发送回来的产品MBOM，建立起整个型号的MBOM。
图3 型号数据交换的逻辑产品库
由于各企业和用户使用的PDM系统都是根据自身的需求设置的，必然存在系统差异，因此需要保证共享的产品数据可以在分布的系统间进行交换，在不同系统不同应用环境和不同用户界面下使用。并且在此系统间的信息交换过程中要保证产品数据的安全性和完整性，即不会因为数据的交换而造成数据文档的信息流失和泄密。
4.异地协同业务流程集成
（1）工程更改闭环管理流程
首先实现型号工程更改管理过程模型的统一规范。针对涉及产品状态变化的更改，尤其是跨企业的更改，必须在PDM集成系统中实现从更改申请、更改审签过程、更改发放、到更改执行反馈的电子化闭环管理。
（2）异地审签流程集成
针对技术文件、技术通知单等需要跨单位审签的情况，实现流程集成。能够保证审签的质量和流程的可追溯性。图4描述了在PDM系统中完成技术文件异地电子审签的过程。
图4 技术文件异地电子审签
（3）技术协调流程
异地研制工作涉及设计单位之间、设计与制造厂之间进行问题协调的处理流程很多，如：设计制造协调流程、设计偏差处理流程等。为了避免异地出差，防止流程签署不完整，为了加快技术协调的速度，因此在PDM集成环境中实现技术协调的电子化流程管理。
5.构建并行协调环境
为了有效缩短型号研制周期并保证研制质量，在型号研制的整个生命周期中各个分系统设计单位、总体设计单位以及生产制造单位之间有效展开并行工程，主要包括总体设计和分系统设计之间的设计协作、生产准备工作开展等。需要根据协作关系建立起产品集成开发团队，建立产品数据预发放共享区，建立技术问题反馈处理区，构建协同网络工作环境。
6.根据协同紧密程度实现不同的集成环境
根据企业间协作的紧密程度，将参加协同研制的单位分为三类：紧密协作单位包括以总体研制单位为核心的各分系统单位；半紧密协作单位包括其他协作配套单位；松散协作单位主要指供应商单位。PDM系统集成应根据以上分类实现不同程度的系统集成。
紧密协同，是一种支持所有参与研制的人员共同进行型号研制的工作环境，除了具有共享数据区和数据交换的功能外，还支持技术协调、并行研制、业务流程集成等，提供共享图半以及视频会议等协同工具，系统要有较快的响应速度。
半紧密协同环境，一般提供共享数据区和数据交换的功能，满足型号研制中数据共享的需要，实现企业间型号数据的及时交换。
松散协同环境下，一个任务阶段的输出仅仅是下一个阶段的输入，只需要系统提供数据传输功能即可。
企业间异构PDM系统集成是个复杂项目，涉及很多信息技术和型号管理问题需要解决，例如：异构系统的集成框架、集成数据交换模型、集成系统安全、统一信息编码、异地协作流程规范等。只有解决好以上基础问题，才能顺利、快速的开展实施和应用。
型号线企业间PDM集成系统的成功实施和应用，将在型号研制企业间建立一个基于网络的共享协作空间，实现产品研发协作、制造协作。产品开发协作即通过在整个产品生命周期中共享、交换产品信息资源，促进研制企业间交流和协作；制造协作即设计企业能让制造厂了解设计过程，并在产品研制最初阶段参与设计，产品制造过程中，设计人员能够及时充分参与，保证制造过程顺利进行。产品开发协作、制造协作的开展，使型号生命周期研制的参与者之间协作和共享知识资本，将大大缩短型号研制周期、降低研制成本。
转载请注明出处：拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
本文标题：航天型号研制线企业间PDM系统集成研究
相关文章
