欢迎参加第十二届产品创新数字化国际峰会 12月1-2日 长沙
1、概述
一个企业的工艺信息化管理水平是衡量一个企业产品开发过程的关键环节，工艺信息化管理方式和信息化水平高低，可以体现出产品的成熟程度，所以工艺信息化对企业来说是重中之重；工艺设计向上承接产品研发，向下连结生产交付，较低的工艺管理水平使得工艺环节日益趋于整个产品开发过程的瓶颈。工艺信息化可以缩短产品上市周期；可以在传统制造业成本优势逐步丧失的情况下如何提升工作效率；在自动化生产的发展趋势下如何确保作业指导书（工艺卡片）的使用效果；
2、工艺信息化背景
基于产品平台的工艺信息化技术微探工艺管理作为企业产品开发过程的关键环节，多企业以手工为主的管理方式，信息化水平较低。工艺设计向上承接产品研发，向下连结生产交付，较低的工艺管理水平使得工艺环节日益趋于整个产品开发过程的瓶颈。在业务飞速发展的背景下，工艺管理正在面临如下几个方面的挑战：
2.1 如何缩短产品上市周期成为每个企业面临的首要问题
（1）企业随着业务的不断发展，特别是衍生/派生机型的数量逐渐增多，企业如何提升对定制开发需求的响应速度，如何在越来越激烈的国际竞争环境中脱颖而出成为企业寻求进一步发展的必经途径。
（2）在传统的产品开发模式中，设计全部完成后才能启动工艺设计。为了进一步缩短产品上市周期，尤其是产品向生产发布的周期，产品设计与工艺设计并行开展已经成为了集成产品开发过程进一步发展的必要条件。然后，在新的产品开发模式下，产品设计与工艺设计的交互界面如何定义，工艺工程师如何在产品设计反复、迭代的过程快速响应设计变更还需要基于自身的业务现状进行新的探索。
2.2 在传统制造业成本优势逐步丧失的情况下如何提升工作效率
（1）随着国际经济格局的不断变迁，中国依靠低成本优势成为世界制造工厂的现状已经改变，家电行业作为传统制造业的一个分支，成本压力不断攀升，以往依靠人海战术，手拉肩扛的经营模式逐渐由优势转变为负担。企业效率提升对各环节、各部门的业务自动化水平提出了更高的要求。
（2）传统的工艺设计以作业指导书（工艺卡片）的编制为核心，以office为主要工具，以手工传递信息为主要手段，没有从产品研发、工艺设计、生产制造的E2E角度打通企业主数据流，缺乏一致的数据结构支撑产品信息在整个产品开发过程中高效地、准确地传递。低效的手工录入与频繁的格式转换制约了产品开发能力的进一步提升。数据正确性，尤其是BOM正确性成为一个企业发展过程中的重大隐患。
2.3 在自动化生产的发展趋势下如何确保作业指导书（工艺卡片）的使用效果
（1）随着自动化生产的不断发展，生产线的机械化水平终将不断提升，以人为主的生产模式逐渐向以机器为主的生产模式进行转变，这也对工艺无纸化提出了更高的要求。传统以打印的工艺卡片为主的工艺表达形式将逐步弱化，在如此的发展趋势中，如何顺利完成转身是每个工艺设计人员乃至整个工艺部门都将面临的挑战。
（2）在传统生产向自动化生产转变的过渡期间，如何定位作业指导书（工艺卡片），如何提升工艺规程在生产现场的可视化效果，如何快速响应生产任务的不断调整，都是迫切需要工艺工程师考虑解决的关键问题。
（3）三维数字装配水平不高，产品设计与工艺设计过程断链，产品设计过程中产生的三维信息及控制要求等内容不能直接传递到工艺设计过程，工艺插图主要依靠传统的拍照方式，三维可视化水平较差，无法使用装备动画的方式动态展现装备过程，且无法快速响应设计变更的相关要求。
2.4 面对多地域、多线体部署的生产中心及国际化发展的趋势，如何有效传承知识与经验
（1）随着多地域、多线体生产中心的不断部署与完善，工艺相关的知识与经验需要持续积累并充分共享，越来越多被验证为有效的工艺规程需要得到充分的继承与重用，以此形成对产品质量与生产进度的有效保障，避免重复劳动的产生。
3、企业工艺管理现状和面临问题
3.1 尚未打通企业主数据流，产品设计、工艺规划及生产制造数据断链，无法有效确保BOM及工艺信息的正确性；
3.2 非结构化的编制方式无法支撑作业指导书细化到成品码级别，无法展现准确、完整的信息以指导排岗及生产；
3.3 无法维护工艺规程的继承与重用关系，无法有效识别因设计变更、工艺优化、物料替代引起工艺调整的影响范围，作业指导书随改及批改成为工艺管理的瓶颈；
3.4 尚未实现工艺设计任务的分发与闭环管理，流程中各环节信息靠口头传递，任务的完成依赖个人沟通能力；
3.5 信息化水平整体较弱，无法通过固化经验弥补人员频繁流动造成的损失，复杂工作依靠重复的手工劳动完成；
图1 设计明细
4、企业工艺信息化实现目标
4.1 打通企业主数据流，实现E2E变更管理，提升数据传输效率及质量；
4.2 部署工艺管理主系统，支撑工艺设计过程，提升工艺管理效率；
4.3 缩短产品开发周期，加快定制需求响应速度，提升市场机会把握能力；
4.4 提升企业内部协作水平，减少后端事故，规避企业损失；
4.5 加速企业模块化、标准化进程，降低海量物料采购成本；
图2 企业产品开发主业务流
工艺信息化项目着眼的不仅仅是实现工艺资源信息化管理和效率的提升，而是期望打通产品设计、工艺规划、生产制造等企业价值实现流上的关键环节，建立CAD/产品结构/BOM/工艺规程的数据关联，以此实现公司整体效益的最大化。
5、工艺信息化实施框架
公司数据流在产品研发、工艺设计、生产交付等关键环节的打通，仅仅依靠工艺工程师的努力是不够的，还需要设计工程师、生产工程师大力配合，共同实现产品开发业务的变革。产品开发各相关部门将基于一套集成的平台开发工作，通过贯通的数据流充分实现上下游部门的沟通协作与信息重用，以提升产品开发过程的整体效率及质量。
CAD图纸检入产生对应的EBOM，使用EBOM产生MBOM，然后启动工艺规程的创建。在IT系统中创建工艺规程时，重用已有标准工序加速工序/工步的创建，并完成物料、资源的分配，同时，使用2D/3D的工艺插图或者动画。发布通过后，以多样的可视化形式发布作业指导书到生产现场，供生产制造使用。
图3 工艺信息化实施框架
从整个产品开发过程来看，工艺设计是产品开发的关键环节之一。下图可以看出，工艺的活动实际贯穿了整个产品开发过程，包括前期的产品概念定义及系统设计阶段。目前，工艺设计活动需要等到产品设计活动结束才会启动，串行的过程使得产品开发周期失去了竞争力。因此，如何使工艺设计与产品设计并行开展，成为了缩短产品开发周期、提升产品市场竞争力的关键问题。
图4 工艺设计
（1）通过CAD/EBOM与MBOM的双向关联，打通产品设计与工艺设计信息流，确保BOM传递过程中的一致性；
（2）通过CAD/产品结构/BOM/工艺规程的数据关联，实现变更向下游环节的主动传递，准确、高效，并提供完整的可追溯性；
（3）实现工艺规程信息结构化，以数字化方式管理工艺规程及相关资源，建立物料、资源、工艺规程间的关联；
（4）重用设计信息完成钣金工艺设计，提升钣金工艺三维可视化程度，实现设计变更向钣金工艺的主动传递；
（5）实现可配置的作业指导书发布及工时/材料定额报表，重用三维装配信息提供便捷的可视化，为生产可视化提供基础；
（6）建立并重用标准工序，实现工艺规程批改，细化工艺规程至成品码层级，改善工艺规程维护效率，提升作业指导书准确性；
（7）推进数字样机工程，输出三维装配信息，通过模拟规避生产事故造成的损失，通过优化工艺过程，降低生产成本；
6、结论
本文通过对制造业工艺信息化管理思路和功能实现方式，实现了基于产品平台的工艺信息化管理技术，基本满足了设计和工艺人员对产品设计和制造信息相结合，有效地解决了工艺与设计并行开发的模式。同时也是对工艺信息化功能实现技术和工艺管理思路摸索，文中提到的业务方案的制定方法和思路对有此类需求的实施企业有一定的借鉴作用。
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