一、企业简介
北京新立机械有限责任公司（国营第六九九厂，以下简称六九九厂）隶属于中国航天科工集团第二研究院，建厂55年。是科工集团公司武器系统地（舰）面总装、调试厂及关键件、大型件生产加工中心。国家大型二级企业、国家一级计量单位、国家档案管理一级单位和中国500家最大机械工业企业之一。企业占地面积三万一千余平方米，科研生产用建筑面积五万一千余平方米，现有职工1600多人。
公司工艺种类齐全、加工设备精良、检测手段完善，下设精密铸造、表面处理、橡胶塑压、热处理、等15个生产车间，形成了完善的技术、质量、生产控制系统，是集工艺设计、研发制造、检测为一体的机电复合型的国防尖端武器研制和批量生产骨干企业。
图1 北京新立机械有限责任公司
二、企业信息化应用总体现状
六九九厂信息化建设注重制造管理领域和工程应用领域信息化的双重建设的目标，努力实现信息化与机械化融合，经过十几年的信息化系统建设，建成了以TIBCO集成平台为核心的PDM/CAPP/ERP集成化工作系统。在工程信息化应用领域六九九厂还积极开展了DNC、生产线重构仿真、加工过程仿真、铸造过程仿真、虚拟装配等项目的建设，具备基于DNC的底层设备控制能力，网络覆盖到的区域的数控设备已基本联入DNC通讯系统，实现NC程序的网络双向传输、海量存储、高速传输和集成化管理。通过资源整合、信息与知识共享和流程再造，基本实现了导弹武器系统生产与管理的数字化、虚拟化和集成化。
在制造管理领域三大系统ERP、PDM、CAPP。ERP在基础物料管理、物资进销存、产品齐套管理方面得到应用。PDM现已管理所有在制型号的工艺文件和过程管理，已建立近3000个产品结构。所有工艺人员均使用CAPP辅助工艺编制。此外在管理领域，协同办公(OA)、车间制造执行（MES）、财务管理、供应链、质量管理系统、计量管理系统、车间立体库等系统均已在企业管理中发挥重要作用。
三、参评信息化项目详细情况介绍
1.项目背景介绍
随着集团业务流程和信息集成的发展需求，在航天科工集团第二研究院“五统一”的大原则和业务应用系统、型号数据格式、型号研发流程等方面“全院一盘棋”的总体思路下，公司需建立全院级完整而统一技术状态管理平台和设计制造一体化平台，实现跨单位产品数据审签及传递，技术文件电子会签，工艺部门提前介入设计过程，无纸化数据发放，三维模型下厂等功能。
结合PDM/PLM产品发展形势，在院和六九九厂承接生产任务的上游设计所都采用PTC公司的WINDCHILL系统作为型号协同和产品开发管理平台的形势下，同时考虑到应用的简便性以及SmarTeam与WINDCHILL异构PDM系统集成的复杂性，六九九厂做出了更换PDM产品为WINDCHILL的决策，并开展了一系列的系统实施。
2.项目目标与实施原则
开发基于WINDCHILL PDM的CAPP系统集成应用环境，实现工艺全过程管理与集成，提高六九九厂产品的研制和工艺设计及管理水平。该系统面向六九九厂工艺系统及相关部门，围绕PDM中的产品BOM进行数据组织和管理，覆盖产品工艺路线、规程的编制，材料消耗定额编制，工艺资源、审批流程及工艺变更管理等业务流程，最终建立以信息集成和工艺知识为主体，基于网络的产品设计、工艺设计与信息管理一体化的工艺信息集成系统。图2为PDM与CAPP系统集成框架结构图。
图2 系统集成框架结构图
3.项目实施与应用情况详细介绍
3.1 计算机辅助工艺设计系统（CAPP）
在六九九厂建立统一CAPP系统平台，使其覆盖企业内部各专业工艺类型的工艺设计环境，并满足现有工艺标准化要求与工艺管理要求、适应各专业工艺设计与工艺管理现状，可以与企业内其他信息系统集成的多接口软件系统。同时，通过对企业特定需求的二次开发定制，以及相应规范标准的制定，进一步规范工艺编制过程与工艺文档管理，提高工艺编制效率与质量。
3.1.1 计算机辅助工艺设计系统（CAPP）建设方案及关键技术
1）计算机辅助工艺设计系统（CAPP）工艺信息建模
工艺过程设计是典型的复杂问题，所涉及的范围十分广泛，用到的信息量和知识量非常庞大，为了将这些信息和知识以基于知识库的方式组织和管理起来，CAPP系统就需要建立符合各专业工艺所需的数据模型，六九九厂按不同专业工艺类型在CAPP系统中建立了十九种工艺设计模型，如图3所示。
图3 工艺信息建模
2）计算机辅助工艺设计系统（CAPP）规程模板定制
在CAPP系统中利用二维绘图功能，按院标QE/WE008-2000标准的所规定的卡片格式绘制工艺卡片，并根据分析卡片模板单元格的属性，通过系统的属性定义功能，将卡片上的单元格和数据库中的字段关联（如图4），实现工艺数据的结构化存储，并严格按照企业的要求设置填写文字的字体、大小、对齐方式等参数。卡片属性定义后，根据卡片在工艺规程中的弹出顺序及卡片上数据存储的特点，进行卡片类型的定义。
图4 工艺卡片属性定义
3）计算机辅助工艺设计系统（CAPP）建立工艺规程
按照企业各专业的需求，将所需的工艺文件、管理文件建成相应的工艺规程，一种工艺规程是由一张或多张工艺卡片组成的。在工艺卡片模板定制完成后，系统提供规程模板管理功能，按照航天二院的需求进行各种工艺规程的管理。
3.1.2 计算机辅助工艺设计系统（CAPP）系统定制开发功能
材料定额计算，工艺人员在编制工艺时，使用CAPP系统专用开发的材料定额功能命令调出材料定额编制对话框，然后所有的计算都在该对话框中完成。
工艺信息统计汇总，各专用工艺规程编制完成后，系统可以通过专用开发或者自定义方式实现企业内部要求的各种报表的统计汇总，如：标准件外购件汇总；电气材料汇总等。
3.1.3 计算机辅助工艺设计系统（CAPP）实施及应用效果
六九九通过全面应用CAPP（计算机辅助工艺设计）系统，提高工艺数据的重用性、准确性、一致性，通过工艺的不断优化和工艺经验的不断积累，为后续新产品提供了工艺知识的积累及借用空间。通过实施CAPP系统，避免了数据的重复录入，节省了工艺准备的时间，提高了工艺设计水平和工艺效率，提升企业先进制造水平。
3.2 产品数据管理系统（PDM）建设
实现PDM中以BOM为核心的关联产品数据、工艺数据的工艺产品结构管理，为六九九厂单一产品结构数据源管理提供数据基础；实现工艺准备过程管理；实现工艺文件的集成管理：工艺文件的版次、有效性管理，工艺文件的流程签署、更改等过程以及与院其它单位的数据协同管理。
3.2.1 产品数据管理系统（PDM）总体框架建设方案及关键技术
图5 windchill pdm业务流程框架
1）PDM系统权限管理
PDM系统中有两种权限管理的方式：静态权限控制是通过对按工作组、角色、用户、参与者设定对产品/存储库的权限；动态权限控制是通过生命周期、工作流，即通过程序直接对指定的用户，针对当前的对象赋予读取、更改的权限。六九九厂PDM系统的核心功能模型可划分为三层：
第一层：跨单位集成层。六九九厂的PDM系统将部署院协同型号研制平台的功能，实现总装总调模装实物的生产技术状态管理、跨单位数据审签管理、跨单位数据收发管理。
第二层：型号工艺设计管理层。以PDMLink9.1系统为支撑，实现以下核心功能：生产技术状态管理、CAPP集成、工艺流程管理、工装设计管理等。
第三层：资源库管理层：以全院统一的优选设计资源库为基础，向六九九厂同步优选标准件库、优选元器件库，六九九厂还可以在此基础上建立本厂适用的外购件库等。
2）同研究院及各单位协同
六九九厂在试点型号容器下建立的批次Part及其所关联的所有工艺BOM（包括其关联的所有工艺文件）将自动定期向院系统提交，实现设计单位和生产单位的工艺会签功能，实现设计单位的设计数据的发放接收功能，设计单位通过数据发放单，可以将产品结构、三维模型、二维图、技术文件、变更通知单批量发送给六九九厂。六九九厂通过数据接收流程接收到设计数据，接收到的设计数据保持与设计单位相同的主要内容、属性、状态和关联关系。根据发放数据的状态不同，数据的发放包括预发放和正式发放两种形式，六九九厂收到的设计数据将自动存储在六九九厂PDM系统对应的型号容器中，具体存储位置为型号容器/跨单位接收的数据/XX单位。
收到的设计数据可以被PDM系统的用户进行搜索、查看，并在此基础上转换为工艺BOM。对接收到的设计数据只有读权限，无修改权限。当设计单位发生了设计变更，由设计单位负责通过数据发放单将变更通知单和新版本数据同时发送到我厂，接收数据后，将方便的查看到变更通知单及其关联的新、旧版本数据。
3）设计数据的利用
PDM系统将提供基于产品装配结构批量下载设计数据的能力，为制造工艺和CAM加工提供准确数字化模型。批量下载功能下载的数据包括三维模型文件，二维图纸文件，技术文件OFFICE格式等，工艺人员可以将数据的主要内容批量下载，并在本地PRO/E、Office环境下打开并进行后期工作。
批量下载主要内容时首先选择设计BOM的顶层Part，系统将对整棵设计BOM按最新配置规范进行遍历，并下载所有关联三维模型、二维图和技术文件的主要内容，以压缩包的形式供用户保存在本地。
3.2.2 产品数据管理系统（PDM）实现的功能及应用效果
实现与院系统的工艺BOM自动同步，与各设计所、制造厂的跨单位的电子数据发放和跨单位的电子签审流程，保证了制造输入的及时性、正确性、可利用性。 建立以工艺BOM为核心的工艺产品数据管理模式，对工艺BOM的产生、状态控制、更改控制、向下游系统的传递都进行了严格的管理。实现了与CAPP、OA、ERP系统的产品结构、工艺文件、待办事项等信息的集成。
WindchillPDM系统的应用有效地提高了工艺设计工作效率，提高了工艺管理水平，缩短了工艺准备周期，降低了生产成本，加强了工艺数据一致性和规范性，提高了工艺数据的共享程度和复用率，切实地推动了北京新立机械有限责任公司产品制造向信息化、敏捷化、集成化的方向发展。
3.3 CAPP与PDM集成方案及关键技术
3.3.1 BOM数据的集成
在WINDCHILL系统菜单添加导出BOM功能入口，用户手工选择WINDCHILL系统中的产品,，将产品的工艺BOM信息导出到CAPP系统中建立产品结构树（图6）。当工艺BOM发生更新时，由具有权限的工艺人员在WINDCHILL中维护完成后，通过导出BOM功能将更新后的工艺BOM二次导入或多次导入到CAPP系统（WINDCHILL系统输出工艺BOM更新文件xml传递给CAPP系统），CAPP系统利用转换工具将xml文件更新为CAPP内部可使用的工艺BOM，实现工艺BOM的更新。
图6 WINDCHILL系统中BOM集成菜单
3.3.2 工艺文档检入及修改
在CAPP系统中菜单中添加检入功能入口，用户编制完成工艺文件，触发检入命令，实现工艺文件源文件、PDF格式文件和XML文件检入到WINDCHILL系统中，同时CAPP系统对文件进行加锁处理。
3.3.3 工艺文件浏览和查看
在WINDCHILL环境中，对WINDCHILL保存的工艺文件源文件或PDF格式文件（PDF文档作为工艺文档表示法）进行浏览和批注查看。
3.3.4 工艺文件更改
CAPP与PDM集成涉及到工艺文件的普通更改和新增更改两种方式。更改流程中要将签署信息（含更改信息）传递到CAPP 系统中打印签名，并传回WINDCHILL系统。流程完毕时，通知CAPP修改状态。
3.3.5 工艺文档签署及打印
工艺文件在PDM系统中提交审签，定版生效后回传签署信息和定版标识，重新生成附带签署信息的源文件、PDF格式文件和XML文件再次自动检入到WINDCHILL系统中并覆盖旧文件。
4.效益分析
自集成系统上线以来，实现了基于PDM的CAPP系统集成环境下的工艺工作全过程管理，达到了以下目标：
基于PDM建立了现代化的工艺设计与管理平台，提供先进、方便、快捷的设计手段和设计支撑工具，提高工艺设计效率。
基于PDM的设计BOM和工艺BOM管理对工艺设计数据进行了有效的管理和版本控制，便于查询、浏览、复用。
基于PDM对工艺文件更改过程进行管理，利用PDM的流程过程管理平台对专业工艺文件进行有效的过程管理和控制。
集成系统的应用有效地提高了工艺设计工作效率，提高了工艺管理水平，缩短了工艺准备周期，降低了生产成本，加强了工艺数据一致性和规范性，提高了工艺数据的共享程度和复用率，切实地推动了六九九厂产品制造向信息化、敏捷化、集成化的方向发展。
四、企业信息化未来发展规划
近年来，六九九厂加大了信息化与工业化的融合工作，在设计信息化、生产信息化、管理信息化、信息化基础和信息安全建设方面都取得了长足的进步。在未来的2-3年的时间，六九九厂将以厂“十二五”信息化规划为指导，以已形成的信息化建设成果为基础，以集团及上级信息化总体架构为依托，切实结合本企业实际生产需要，推进MBD、ERP、MES和数字化集成生产线等系统在型号生产和管理上的应用，深化先进制造和工艺领域信息化技术应用，逐步实现基于MBD基于三维模型的设计生产一体化管理模式。
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