产品数据管理实施中的工艺数据管理.doc

产品数据管理实施中的工艺数据管理寇洁西安飞机工业（集团）有限责任公司 内容摘要：对产品数据的产生、发展、功能、应用等方面进行了阐述，并对产品数据实施特别是工艺制造数据的产生应用、管理发放等相关问题作了详细的讨论，论述了西飞在LCA的实施中设计与工艺的工作关系以及MBOM在生成、管理和发放中的有关技术方案，提供了在企业实施产品数据管理技术中工艺工作的思路。关键词： 产品数据管理、三维设计、EBOM、MBOM、LCA1 引言当前国际国内制造业科技发展和新技术应用非常迅速，为了提高企业在产品研发中的技术水平，从企业长期发展和全局角度考虑，必须加快企业数字化建设的步伐，以适应日新月异、突飞猛进的现代国防科技工业的发展速度。1994年初，波音飞机公司在推出777大型双发运输机的时候，从设计、分析、制造、装配、管理等各个环节都已经实现了全过程无纸化。在767-X项目的运作上，波音公司总结了过去的经验，选用CAD/CAM系统作为设计工具，使设计员在计算机上以三维方式设计全部零件，进行数字化预装配，建立工程物料清单EBOM。这样，从工程部门到使用部门都可以共享这些设计模型及相关工程数据，以期使设计尽早获得有关技术集成、可靠性、可维护性、工艺性、方便服务性等方面的反馈信息，大大缩短产品的研发周期。实现信息集成，实现基于并行工程思想基础上的对多种产品的无纸化设计制造技术，其关键是采用产品数据管理技术，使产品从设计、生产到销售等一切业务活动处于有序可控之中。因此飞机的设计/制造工作既要具有很大的柔性（适应性），又要使企业管理简化，以便提高效率，降低成本，缩短产品设计/制造周期，提高产品质量，最大限度地满足市场的需要。2 实施产品全过程数据信息化管理飞机生产中，绝大部分零件是高难度的复杂零件，设计要求精度较高，加工方法困难。同时零组件数量多，结构关系复杂，从原材料到产品整个生产过程中间环节多，需要产生和传递大量的数据信息。因此，采用数字化管理，实现数据资源的共享显得尤为重要。2.1 产品数据管理产品数据管理是90年代初才开始在国际市场上形成的一种新技术。由于它起源于CAD系统的文件管理，所以早期的产品数据管理应用重点是工程技术变更的管理，如各种图纸、文件的审查批准等，近几年来产品数据管理在技术、软件和应用上已有重大突破性发展。产品数据管理将管理从概念设计、计算分析、详细设计、工艺流程设计、制造加工、文档信息、销售维护至产品消亡的整个生命周期内及其各阶段的相关数据，使产品数据在整个生命周期内保持一致、最新、共享及安全，成为真正实现并行工程、无纸化设计制造的基础。采用CAD/CAM技术，在计算机上很容易构造零组件的三维数字化模型，生成产品结构树，实现飞机设计三维数字化定义。从飞机生产最顶层开始，建立统一的工程信息资源，利用三维模型进行预装配，进一步建立几何数字样机，实现面向制造、面向装配、面向维护的产品设计。2.2 工程信息数据的产生从零件设计、装配设计、动静态干涉检查、有限元分析、运动分析、工装和模具设计、工艺设计、数控机床的加工编程和产品数据管理PDM及企业资源计划ERP全部在计算机上完成，尽可能实现全过程无纸化。从而缩短产品设计、生产、交货周期，进一步满足用户小批量、多品种、短周期的订货要求。另外，由于数据的共享，可以最大限度地避免各个部门之间毫无意义的重复性劳动，避免出错机会，从而节省大量的人力、物力、财力和时间资源，进一步提高劳动生产率和产品质量。这个特点主要体现在以下三方面：（1）所有产品设计在CAD/CAM系统上进行三维设计，而不在图板上进行；（2）所有零部件在计算机上进行三维数字化预装配；（3）在进行产品数字化设计时，并行进行结构的详细设计、系统设计和协调、分析计算、工艺规划和工装设计等工作。3 西飞LCA实施中的工艺信息生成和管理 根据公司的长远发展，确定了在LCA系统上进行产品数据管理的实施应用，作为数据信息管理的平台，LCA为设计、工艺、生产等部门提供了资源共享的基础。3.1工艺制造信息数据工艺制造信息数据是在工艺设计及制造过程中产生的数据。工艺设计是联系设计和生产的桥梁和纽带，承上启下，工艺设计质量、效率直接关系到产品的质量和生产进度。在LCA系统下，工艺设计能够充分共享所有的工程信息，它直接从产品数据管理系统下获取工程数据EBOM和三维模型，可以减少大量重复的工作及出错的机会，保证了数据源的正确性、单一性及安全性。通过CAPP系统与PDM系统的集成，从PDM中接收EBOM数据，按照装配层次和装配关系，定义工艺组件，增加工艺路线等工艺信息，将工程数据EBOM转化成工艺结构树P-BOM.。以P-BOM为基础，在CAPP系统下完成装配指令AO和零件制造指令FO的生成和管理，进而实现从工艺BOM和AO到MBOM的快速重构，MBOM主要反映在产品装配过程中，零组件按工艺流程重新划分后的安装顺序及其层次关系。在对工程信息进行二维重组即EBOM的重构生成MBOM的基础上，充分利用工程三维信息，将三维信息应用到制造过程中，通过对设计三维模型进行拆分和重新组合，即按工艺安装顺序调整零组件的相对位置，实现数字化预装配，为制造装配提供基础。3.2 LCA系统下MBOM的管理LCA系统是产品全生命周期管理系统，产品从设计、工艺、生产到最后的销售一系列活动，都要通过该系统来反应，整个过程产生的数据通过该系统进行管理，各部门需要的信息也来源于该系统。在LCA系统下进行MBOM的发放，实现LCA系统与CAPP、ERP等管理系统的集成。通过CAPP系统生成的MBOM进入LCA系统，在该系统下进行管理和发放。首先，在LCA系统中建立MBOM的结构，其次将MBOM按照部件或全机导入LCA系统中，数据的结构形式同CAPP系统一致。生产计划、物料采购、质量、价格计算等相关部门通过LCA系统获取信息，真正实现部门之间信息资源的共享，避免中间环节，保证数据的正确性和一致性。MBOM数据是工艺依据工程信息通过CAPP系统生成的制造物料清单，EBOM是工程物料清单，是MBOM重组的依据，二者通过LCA系统进行管理和发放，重组的MBOM完整性和正确性需要与工程物料清单EBOM进行对比，从而保证生产制造数据源的正确性。将MBOM中件号与设计模型一一建立关联关系，用户在LCA系统中查看MBOM信息时，就会很方便地浏览到设计模型，同时也为三维模型的重组提供基础。根据这一计划，在整个项目中，工程部门不仅提供全部符合要求的、即时有效的工程信息，更重要的是设计人员把所有零组件设计成三维实体元件，并把它们集成到数字化预装配件中，以保证所有零件在装配中无干涉现象。在工程设计阶段，工艺、工装等部门适时介入，使工艺规划、工装设计及设计组其他人员并行工作，以便在零件设计发放以前，使设计人员得到工艺性的反馈信息，从而提高产品的设计质量和设计工艺性。本方案的优点是，从设计、工艺规划、工装以及到生产管理等各环节数据、资源共享，文件的使用和管理权限得以控制，避免了各部门之间的重复性劳动，生产效率、工作质量得以显著提高，从根本上解决产品数据管理和企业资源计划ERP的问题。4 结论随着计算机应用的迅速发展，采用计算机辅助技术和先进的信息管理技术是企业流程再造、提高工作效率以及产品质量和竞争力的必由之路，在实施产品