1 引言
发动机产品往往系列化程序很高、变型多，工艺文件种类多，工艺工作量大，非专业化的工艺设计工具和传统的手工管理模式导致工艺人员设计效率难以有效提高、工作繁杂、管理成本高，迫切需要高效的工艺设计与管理工具来解决工艺环节的问题。本文以东风朝阳朝柴动力有限公司（以下简称：东风朝柴）成功运用开目工艺管理系统的经验进行介绍，为发动机行业实施工艺系统提供方法和支持。
2 企业核心需求及目标
2.1 核心需求
东风朝柴目前在产的产品有五大系列，两千余种变形产品，其工艺设计主要包括机加、装配、铸造等三大类。前期主要是采用OFFICE、AUTOCAD等工具实现作业指导书、特征特性表、过程流图、FMEA、控制计划等五大类过程体系文件以及变形卡等工艺文件的编制，而工艺文件的签审、变更等大都采用手工方式实现。通过工艺信息化建设，一方面能够明显改善朝柴工艺业务的效率和质量，另一方面还能够更有效的发挥朝柴现有CAD/PDM/ERP等信息系统的作用，因而工艺信息化成为了东风朝柴整体信息化建设的一个重点。
东风朝柴工艺信息化的核心需求主要包括：
1) 提供工艺文件的标准化工具；包括工艺文件样式的标准化和输出的标准化；? 提供专业的机加、装配、铸造工艺设计工具，实现各专业工艺的快速编制；
2) 提供图形绘制工具，实现工序简图的绘制；实现工艺文件与工序简图的紧密关联，方便地将工序图（包括二序图、三维模型、三维爆炸图、工程图以及图片等多种格式的工序图）插入到工艺文件中；
3) 提供对过程体系文件的有效支持。首先，实现工艺与设计之间的紧密集成和业务协同，保证设计信息的有效继承，其次，实现工艺文件内部数据间的联系与互动，保证工艺信息一次录入、全程共享，当工艺变更时，保证修改一处，所有的相关信息联动；再者，实现工艺设计过程与工艺文件之间的联动，从技术和管理两方面为TS16949质量体系的贯彻提供支持；
4) 提供工艺汇总工具；
5) 提供工艺文件的变更和版本管理支持；
6) 提供BOM多视图管理工具；实现完整产品结构树的管理；提供EBOM-PBOM-MBOM的转化工具；提供产品结构比较工具并输出差异表；
7) 提供工艺文件的签审流程管理工具；
8) 提供编码管理工具；
9) 提供集成接口，实现与现有WINDCHILL、SAP的集成，同时提供开放的接口以保证与后续其它信息系统的集成；
10) 系统需要保证数据的安全，例如用户登录验证、权限、数据存储安全等
2.2 系统建设目标
1）工艺设计
(1) 提供工艺标准化和规范化定义工具，实现朝柴工艺文件格式、样式、内容、来源及输出的标准化定义，开放的定义工具能够满足朝柴业务发展的变化的要求；
(2) 提供TS16949辅助设计工具。建立朝柴TS16949基础知识库，并实现基于知识库的文档快速编制工具；实现复杂数据关联，保证过程体系文件间的数据一致性；建立支持TS16949质量体系的文档管理体系和过程管理体系，同时保证文档的输出满足格式规范的要求；
(3) 提供方便快速的编辑工具，通过基于可视化编辑平台上的图形处理、文字处理、表格处理、符号处理、公式计算、定额管理、专业工艺编制工具等为朝柴构建基于图文表一体化的工艺编辑平台；同时提供工装、材料、设备等的管理以及工艺成本的管理。
(4) 建立工艺知识的沉淀和管理体系，构建朝柴标准的企业级工艺知识库，实现工艺资源管理（例如工艺术语库、工装库、设备库、材料库等）、典型工艺管理等的统一管理；在进行工艺设计时可以随时进行知识库的查询，并方便地将查询结果进行单格、多行、多格关联的填写，以促进朝柴产品工艺数据管理的规范化和标准化；
(5) 提供工时、工装、材料管理工具，实现定额、资源等信息的快速编制和统一管理；
(6) 工艺过程信息、工装信息、材料信息、工时信息、质量信息、更改信息自动汇总统计；
2）工艺管理
(1) 建立统一的工艺数据管理平台：工艺技术资料基于数据库分类关联管理，条目自动编码，相关技术数据可方便地查询；形成工艺知识积累和沉淀体系；
(2) 实现项目管理和工作流管理，充分考虑朝柴现有的作业方式和工艺文件管理流程，结合信息化手段，将朝柴业务流程固化到计算机管理系统中执行，最大程度将低效率、重复性的手工劳动转为自动化流程，实现工艺设计工作无纸化管理；
(3) 建立以产品为中心的工艺信息化协同工作平台，相关技术团队协同工作，在工厂各部门之间实现资源共享和协同的产品开发、工艺设计、工装设计和部分制造设备的集成管理，使工艺设计信息共享、过程可控、工具统一，实现朝柴工艺设计的标准化、规范化、信息化；
(4) 可进行技术更改管理，自动处理产品更改单信息，更新相关BOM数据，保证产品和工艺数据的一致性、准确性和完整性；提供批次、时间有效性、版本管理功能，有效控制产品数据的技术状态，为生产部门提供可靠的技术准备数据和信息；
(5) 建立BOM协同管理平台，保障EBOM、PBOM、MBOM的一致性、正确性、完整性；
(6) 提供多种工艺查询工具，提高数据检索效率，提高数据复用性；
(7) 保障产品和工艺数据的安全；利用系统进行数据的传递，不同角色对应相应权限（浏览、打印等），最大可能地减少技术文件流失。
3）系统集成
数据和信息传递通畅：产品数据可从产品研发部门（Windchill）方便导入，工艺数据可方便导出给SAP系统；实现CAD/PDM/CAPP/ERP的全面信息集成，避免重复输入带来的低效和不一致性。
3 东风朝柴工艺管理系统的应用
3.1 系统建设思路
开目公司在对朝柴的需求理解的基础上，提出建立基于TS16949质量体系的从工艺规划，工艺协同，工艺管理等多层次的工艺设计与管理业务信息支撑系统，并充分考虑与PDM、ERP系统的有机集成，为东风朝柴搭建统一的工艺业务协同平台和工艺数据管理体系，重点解决工艺处对工艺文件包括五大文件（产品和过程特殊特性、产品过程流程图、控件计划、PFMEA、作业指导书）等快速编制及其签审变更流程管理、生成各种工艺报表、工装和设备的台帐管理、快速编制装配变型工艺卡、各类资源库和知识库的建立以及与PDM、ERP系统的集成。
具体地：
1） 从技术的角度，首先工艺管理系统接受设计数据(可来自上游PDM)→基于接收的EBOM进行工艺任务分派→工艺人员自动接收工艺任务，根据任务要求编辑TS16949文件，编辑时可参阅系统中已有的大量历史文档并借用→如有BOM的转换，可进行工艺BOM管理和对于变型设计的变型卡管理→在编制工艺文件的同时进行工时、工装、材料等的管理→得到各类工艺文件的输出结果→发布工艺信息，完成工艺设计→工艺信息输出到下游的ERP/MES等系统。
2） 从管理的角度，在这一业务线中系统提供诸如工艺数据管理、过程管理、更改管理、数据中心、系统管理、安全管理等功能进行支撑，协助工艺人员在工艺设计过程中加快效率改善管理机制。
3.2 东风朝柴工艺管理系统重点功能介绍
东风朝柴工艺管理系统在实施过程中，几乎涵盖了从BOM管理、工艺文档管理、流程管理、变更管理、统计汇总、编码管理、工艺资源管理、权限管理、日志管理、数据建模、输出打印等所有功能模块。本文主要对东风朝柴工艺管理系统中个别重点功能进行简要介绍。
3.2.1 与WINDCHILL、SAP系统集成
1）与WINDCHILL系统集成
考虑到东风朝柴WINCHILL（PDM）系统与工艺管理系统集成需要交互以下三类数据：物料数据、产品结构数据、机型属性文件（实体文件），且数据集成过程中尽量减少人工干预过程，故集成采用中间数据表和WebServices服务来交换数据。当设计审批流程完成后调用工艺管理系统提供的WebServices服务一次性将物料数据、产品结构数据、机型属性文件发布到工艺系统中（含变更信息）。
图3.2.1-1：KMPPIM与WINDCHILL数据集成框架
场景描述：
在WINDCHILL系统中，当EBOM签审后会收到“是否进行EBOM的发布”任务
点击进入任务后，选择是否“发布EBOM”，并完成任务即可
完成任务后，系统会收到CAPP反馈的发送成功或失败的标记，当发布成功后，KMPPIM系统会自动生成当前发布的EBOM结构树
2）与SAP系统集成
东风朝柴SAP系统与工艺管理系统集成主要采用传统的RFC接口方式来实现系统间信息通讯。集成主要涉及刀具、工艺进程等信息。数据传输过程全部在任务流转过程中来实现，没有人工干预环节。
图3.2.1-2：KMPPIM与SAP系统刀具申请流程
图3.2.1-3：KMPPIM与SAP系统工艺信息申请流程
工艺信息传递业务场景描述：
针对编制完成的工艺文件，发起审批流程
当“批准”步骤“提交任务”后，KMPPIM系统自动将当前流程的工艺信息（工序号、工序名称、工时）发送给SAP系统。
如SAP系统成功创建工艺信息信息，则工艺文件申请流程自动结束。如SAP系统未能创建当前工艺信息，KMPPIM系统会有“创建失败”提示，任务将不会关闭。
3.2.2 快速编辑变型卡
变型卡是东风朝柴业务中为了应对发动机变型种类多，订单量大、周期短等实际情况而带来的产物，主要是通过变型卡指导装配车间快速完成对变型发动机的装配工作。变型卡里的内容不仅包括了变型产品与基型产品的差异情况，还包括了一些特定的关重件（如：曲轴、齿轮室、飞轮壳等）、装配内容、随机发运件、指定厂家件等信息，同时还有善后的零部件信息，是朝柴指导车间生产的重要工艺文件。
下图是朝柴变型卡编制界面，“产品结构”是根据WINDCHILL发布过来的结构来展示，“基型属性文件及差异清单”是从设计提供的基型属性文件中自动提取的。而实际编制时，系统还会根据工艺人员预处理的信息将一些关重件自动添加到“装配”或“善后”的内容中，工艺人员只需要根据产品需要添加其他差异零部件即可。
3.2.3 TS16949工具实现五大工艺文件快速编辑
东风朝柴的工艺专业主要有机加、装配、铸造三大类，各专业工艺主要编制的工艺文件包括过程流程图、FMEA、控制计划、作业指导书、特殊特性清单等五大过程体系文件以及其它相关工艺文件，其中过程流程图、FMEA、控制计划等文件各专业工艺差别不大，而作业指导书则根据不同专业有一定的差别，例如机加作业指导书主要是定义工序的加工参数、检查项和检验方法以及工序加工图，而装配指导书由主要是定义装配清单、装配方法以及装配爆炸图等。而实际工艺编制过程中，过程流程图、FMEA、控制计划、作业指导书、特殊特性清单等五大过程体系文件中又存在大量的数据迭代的关系，为了满足朝柴工艺编制过程中，工艺文件快速生成，保证数据迭代的一致性，故采用TS16949工具来实现五大工艺文件编制业务。
下图是开目公司在东风朝柴采用TS16949工具来实现五大工艺文件编制的界面。该功能的优点是直接将TS16949工具嵌入到KMPPIM系统中使，其成为一个整体。其中涉及到的一些设计数据可以直接从系统中自动传递，工艺数据结构清晰、迭代的数据可以自动集成，能够添加或直接在线编制CAD格式的附图，导出时快速生成工艺卡片等。
图3.2.3-1：五大工艺文件编制界面
图3.2.3-2：通过TS16949工具导出后的工艺文件
4 应用效果总结
目前，自2015年初系统上线后，KMPPIM系统已在东风朝柴各技术部和车间全面推广应用。得到了企业各部门业务人员及管理人员的一致认可，解决了工艺文件编制和管理使用的技术手段落后，文档不规范、不统一，信息分散无法共享，重复工作多，缺少支撑工艺规划和设计的资源库，存在生产现场和工艺指导文件有不一致等诸多问题。同时，系统整体运行平稳，集成数据交互通畅、稳定，从工艺资料管理的安全性、数据管理及查询方式、文件的编制效率、过程管理的严谨性、数据发布等环节均得到了改善。通过工艺系统的实施，也为企业培养了一批具备信息化技能的工程技术人员，企业也形成了一整套系统运行的制度和规范，极大的提高了企业整体信息化管理水平，提升企业竞争力。
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本文标题：东风朝柴工艺管理系统应用实践
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