数字化工艺系统建设方案

数字化工艺系统建设方案目录CONTENTS业务背景建设内容建设目标系统特点01020304业务背景01业务背景工艺文件是连接研发和生产的桥梁，贯穿装备制造业务的研发、生产、外场服务全流程，是工厂的核心竞争力之一。在施工现场，操作人员根据工艺规程的要求进行操作，他们对工艺文件的理解以及工艺内容的掌握程度将直接影响装配质量和装配效率。然而，工艺规程的编制，有规范、不全面之处，存在着工艺规程编写内容不全、针对性不强、规范性差等特点，不能有效指导现场施工，给安全、高效的组织生产带来了困难。本项目拟将IETM技术引入工艺文件管理过程中，充分利用前者强大的内容管理、可视化制作、交互式阅读及数据回填功能，以提高工艺任务的处理质量和效率。业务现状分析——现有工艺编制与执行流程业务现状分析——现有技术条件编制序号现状存在问题1技术条件文档的内容主要是修理技术要求，由编制人员将修理后产品应该恢复（达到）的各项指标（即“维修特性”）按照一定的格式规范汇编而成。将技术条件作为一份非结构化的文档进行管理，难以追溯修理技术要求与产品设计信息之间的关联关系。2工厂目前主要采用Word软件对技术条件进行编辑，编制过程中由编制人员按照技术中心制订的《XX技术条件编写规定》编写。在用Word软件编辑技术条件的过程中，编制人员需要投入较大精力按照《XX技术条件编写规定》调整文档显示样式，而且样式难以完全符合要求。3技术条件编制过程中需要用到的物料由编制人员手工编写，图片等信息由编制人员从外调资料引用或者自绘，且Word不支持视频、三维数模等多媒体素材。当编制人员手工编写引用的物料时，需要查阅相关资料并逐字敲入物料名称和图号，费时且。编制人员从外调资料引用或者自绘图片时，随意性较大，且难以被其他人员重用。另外，新机型都带有大量数字模型、CGM矢量图等交互性较强的多媒体素材，但现有Word格式的技术文件无法进行有效的支持，如何充分利用这些多媒体素材也是编制人员面临的一个问题。业务现状分析——现有工艺规程编制序号现状存在问题1工厂目前主要采用Word软件对工艺规程进行编辑，编制过程中由编制人员按照技术中心制订的《XX工艺规程编写规定》编写。在用Word软件编辑工艺规程的过程中，编制人员需要投入较大精力按照《XX工艺规程编写规定》调整文档显示样式，而且样式难以完全符合要求。2编制时，当需要落实技术条件中的某项修理技术要求时，编制人员直接通过Word的复制粘贴功能将其复制过来，再在上面进行修改，并加入工装、设备、工具等信息。Word这种非结构化的编辑模式难以保证技术条件中的修理技术要求原汁原味地落实到工艺规程中。3在工艺规程的编制过程中，还需要用到大量的工艺资源和工艺素材，这些目前都由编制人员通过Word自由编辑。现有的编辑模式对工艺资源和工艺素材的引用比较随意，缺乏有效手段验证引用的正确性，且当工艺资源和工艺素材发生变化时，难以做到及时提醒。业务现状分析——现有工艺规程编制序号现状存在问题4对于关键过程、关键特性、重要特性、过程检验、全数检验、复检等需要特别控制的内容，目前都由编制人员通过Word按照《XX工艺规程编写规定》的要求手工编写。目前对于关键过程等需求特殊控制的内容采用Word进行编辑时，需要在正文、汇总表、封面等多处分别标记，编辑过程复杂且难以保证数据一致性。5一份工艺规程由大量工序组成，当需要重用某个工序时，目前采用的是复制或者“参见10.1”这两种形式。当需要重用工艺规程中的某个工序时，现有的复制或者“参见10.1”这两种形式都存在明显的缺点，前者重用性低且难以保证数据的一致性，后者不够直观。6工艺规程中涉及关键过程控制表、关键特性控制表、重要特性控制表、零件明细表、寿命件明细表、必换件明细表、专用工艺装备明细表、通用工艺装备表、辅助器材明细表等大量汇总表，目前这些表都由编制人员自行汇总。工艺规程中的汇总表统计复杂、工作量大，且容或出错，编制人员希望系统自动根据正文内容生成汇总表。业务现状分析——现有工卡编制序号现状存在问题1编制人员通常按照一定的规则对工艺规程的内容进行拆分和组合，并按照相应的工卡模板形成若干份工卡文档。这些工卡文档的内容与工艺规程中对应的内容基本一致，编制人员会进行局部修改，并增加回填数据编辑框。工卡的大部分内容从工艺规程复制而来，对编制人员来说，一道工序需要编制两份：工艺规程一份，工卡一份。另外，Word编辑模式难以保证复制的完整性和正确性。2编制人员在设计回填数据编辑框时，比较随意，通过手工校验的形式来保证每项修理技术要求都对应有回填数据。在给每项修理技术要求设计回填数据编辑框时，系统能否根据技术要求的类型自动生成回填数据编辑框。业务现状分析——工卡执行与数据回填序号现状存在问题1在执行阶段，维修人员主要依据纸质工卡进行操作，由于纸质资料交互性较弱，只有经验丰富的维修人员才能保质保量完成工卡任务。而对于经验较少的新员工，目前厂里采取师傅带徒弟的工作方式。纸质工卡对具体工序执行过程描述得比较简单，执行过程中往往需要查阅大量相关的技术条件、工艺规程、图纸等资料，费时费力。另外，纸质文档难以展示三维数模、视频等多媒体素材，对维修人员的指导效果有限。2对于工卡执行过程中的一些修理技术要求，目前采用操作人员自行填写测量数据，检验人员后期检查的工作方式。由操作人员手工填写测量数据时，缺乏有效的校验机制，难以及时发现与修理技术要求不符的回填数据。虽然后期检验人员能够发现回填数据不符的情况，但时间已经浪费。3目前大部分回填数据都是纸质记录，还没有进行电子化，后期如果要追溯则依靠人工翻阅纸质工卡。纸质记录的回填数据只能依靠人工逐页翻阅，效率低下且容。4航电部等部门已经开始应用了自动化测试系统，并自行开发了数据转换小程序，能够将测试系统采集到的数据自动填写到Word格式的工卡中。对于航电部等部门为自动化测试系统研发的数据转换小程序，最好在本期数字化工艺项目中得到兼容和保留。建设目标02目的实现技术要求的全程可追溯和落实检查；实现工艺资源的统一管理、单源定义和关联使用；实现技术条件、工艺规程和工卡的模块化、结构化编制，显著提高工艺设计开发效率，同时显著降低错误率；支持更加多元丰富的工艺素材，在试点型号上实现无纸化、交互式、硬件集成应用场景，更好地满足现场对工艺、工卡的使用需求；实现现场工卡无纸化、交互式和设备集成化应用，更充分地发挥工卡在作业指导、资源拉动、信息反馈、过程记录等方面的作用。建设内容03未来数字化工艺系统运行的业务过程总体业务过程总体业务过程未来数字化工艺系统运行的逻辑架构系统逻辑架构系统逻辑框架提供PC端、某著名企业终端、纸质打印三种访问方式终端设计终端设计PC机访问。提供传统PC机访问模式，终端用户通过网页浏览器访问系统，该方式对硬件设备要求不高，用户直接用现有办公电脑访问即可。某著名企业终端访问。为方便生产人员的使用，系统提供Windows某著名企业终端访问模式。纸质打印。对于工艺规程、工序、工卡等工艺文件，系统提供线性出版物打印功能，方便用户使用。功能设计定义产品结构、定义装配工作、定义装配方案、生产作业功能组成定义产品结构——BOM管理制定工艺规划时，装配产品的规划要求制造工艺通过一系列的步骤，把零组件装配成产品。BOM管理用于将设计BOM到制造BOM的转换，两个BOM分别从不同的角度描述产品。制造视图的主要功能，是为了便于将零件和子装配作为消耗件或工件，指派给工序。BOM管理使用事例组（制造虚拟件）来组织工序使用的零组件和工件，对设计BOM进行重新组合，生成制造BOM。定义产品结构——工艺资源管理工艺资源的管理范围，包括辅料、工具、夹具、机床设备、量具以及人员资格等。通过对制造资源建立分类库分类，可以一次捕捉，多次使用，保证制造资源的合理引用，促进工艺设计的规范性，另外，通过对工装卡具分类管理，便于进行设计重用，可以提高工装卡具设计的效率。定义产品结构——工艺素材管理搭建工艺素材库，将系统内的图样数据、音频、视频、三维模型等各种格式工艺素材推送到工艺素材库，并以适当的存储方式存储，便于工序编制时使用。工艺素材库需实现与其他信息系统的集成功能，支持其他信息系统向工艺素材库推送新增数据，并自动转换为工艺素材库中的存储形式。定义装配工作——工艺规程编制创建一个与装配工作相关联的工艺规程，识别并创建它所需的全部工序，然后将所有工序以任务形式推送给相关让工艺编制人员。当所有工序编制完成并发放后，工艺规程才能最终发放。定义装配工作——工序编制工序编制实现对工序模块的编辑操作，工序模块是整个工艺结构化编制系统的核心，对上形成工艺规程出版物，对下生成可执行工卡。编制过程中，工艺编制人员首先对当前工序需要用到的各类资源进行整体策划，从物料库中引入所需产品物料和消耗物料形成物料汇总表，再从工艺资源库中引入所需的工装、设备、工具以及人员资格形成工艺资源汇总表，最后在编制具体工序内容时从这些汇总表中引用人、机、料等信息。工序模块的编制内容包括：参考信息、准备工作、操作人员资格引用、检验人员资格引用、工步、多媒体操作、编制工艺特性、特性引用、物料引用、工装引用、设备引用、工具引用、适用性条件、GC、G、Z、过程检验、全检、复检、抽检、警告、小心、注意、摘要、回填数据、公差、导管、电缆、外部数据模块引用、数据模块引用、复杂段落、收尾工作以及其它通用对象。定义装配工作——工序编制定义装配工作——工序编制——编制公式符号编辑器支持各类工艺符号、公式、特殊符号的可视化编制，编制界面如下图所示。定义装配工作——工序编制——编制多媒体素材实现对多媒体的新建、编辑和删除，多媒体包括图片、音频、视频、flash动画等类型。定义装配工作——工序编制——编制二位矢量图编辑器支持CGM等二维矢量图的可视化编制，如下图所示，可将外部CGM对象插入当前工序文件中，系统支持左右窗口对比阅读。定义装配工作——工序编制——编制三维数模编辑器支持C3D等三维数模的可视化编制，如下图所示，可将外部C3D对象插入当前工序文件中，系统支持左右窗口对比阅读。在左边工序窗口中可以通过点击超链接步骤驱动右边三维仿真场景进行相应的拆装操作，从而实现交互式的工艺操作。定义装配工作——工序编制——编制物料实现从外部物料库中引用物料对象，引入后系统自动将目标物料的名称、图号、数量、图片资源标识等属性插入当前光标位置（以“物料”标签标记），默认只显示“图号+名称”，对于从物料库复制过来的属性信息，用户不能修改。定义装配工作——工序编制——编制人员资格实现对人员库中某项操作人员的引用，每个工序模块对应多个操作人员资格。引入后，系统自动将目标操作人员资格的名称、编号、标识等属性插入当前光标位置（以“操作人员资格”标签标记），默认只显示“名称+编号+等级”，对于从人员库复制过来的属性信息，用户不能修改，但是等级属性可由编制人员自行修改。定义装配工作——工序编制——编制工装、工具、设备实现对工装（工具、设备）库中某项工装的引用，引入后，系统自动将目标工装的名称、图号、数量、图片资源标识等属性插入当前光标位置（以“工装”标签标记），默认只显示“图号+名称”，对于从工装库复制过来的属性信息，用户不能修改，但引入到数据模块后，系统自动为其增加等级等可修改的上下文属性。定义装配工作——工序编制——编制G、Z、GCGC对象用于实现对关键过程的设定，该对象对工序、工步有效，作为工序模块的二级子节点，可以出现一个，也可不出现。关键过程对象，编辑时系统自动生成关键过程表格，包含序号、关键过程名称、控制方法、备注。打印时在序号前增加“GC”标记。G、Z对象用于实现编制人员引用特性时，编辑器自动根据所引特性的重要程度建立该对象。作为工序模块的二级子节点，可以出现一个，也可不出现。关键、重要特性对象，编辑时系统自动生成关键、重要特性表格，包含序号、特性编号、特性内容、控制方法、备注。打印时在序号前增加“G1”、“Z101”标记。定义装配工作——工序编制——编制检验对象实现对过程检验、全数检验、抽检、复检的设定，检验对象对工序、工步有效。编辑时用户可为工序或工步插入过程检验对象，包含文字、外部数据模块引用、数据模块引用等。打印时在序号前单行显示“XX工序为过程检验”标记。定义装配工作——工序编制——编制警示对象警示节点对象实现对操作过程中需要特别注意的事项进行警示，是工序模块的一级子节点，可以不出现，也可出现一次。警示节点可包含：包含文本、符号等子节点对象。警示节点分三类：警告、小心、提示，编辑方式相同。定义装配工作——工序编制——编制回填数据实例实现对执行阶段回填值的指定，回填数据用于记录生产阶段的实测数据，包含：短字符型、长字符型、单数值型、范围数值型、公差数值型、单选型、多选型、日期型、时间型、多媒体对象型、双数值型、三数值型等类型。定义装配方案——工艺任务规划首先由型号主管创建装配方案并规划顶层工艺任务及其路线，然后发放包含有顶层工艺任务及其路线信息的装配方案，并将顶层工艺任务分发给各生产单位，各生产单位主管负责规划本单位工艺任务及其路线。定义装配方案——工艺任务编制各生产单位技术人员将需要执行的工序组织到规划的工艺任务之中。这项工作对应着五个不同的场景，用户根据实际情况进行选择：在BOM框架中挑选工序添加到常规的工艺任务中；直接维护常规工艺任务所包含的工序（直接添加工序到工艺任务中，或者将错误添加的工序从工艺任务中移除）；定义常规工艺任务内的工序路线；定义常规工艺任务的“整体报工”属性；创建并定义条件工艺任务。生产作业——工艺任务实例化当需要对具体装备执行装配任务时，调度人员创建一条具体装备记录，登记装备基本信息，然后选择对应的装配方案，系统依据所选装配方案自动将对应的工艺任务及其包含的所有工序复制一份生成待执行的实例化工艺任务。生产作业——工艺任务排产在生产阶段，排产人员根据生产需要对实例化工艺任务中的工序对象进行重新组合和排序，并为每一个工序分配物料、工装、设备、工具、操作人员等资源，形成生产计划，最后以任务的形式下发至相关操作人员名下，任务下发人员能够对任务进行监督和审查。系统支持对及文档的关联管理，非所有者用户不可对任务及文档进行签入签出及修改。生产作业——在线工艺任务执行在线工序执行针对于联网PC机用户，用户可直接调用服务器端的工序模块及相关工艺素材进行阅读，同时将操作数据实时回填到服务器端。系统支持对实例化工序的展示，支持对三维数模的轻量化浏览，以及音视频文件的播放功能。能够支持二维图样的图解目录、三维数模的装配结构以及三维动画的播放段落与工序内容的联动式浏览。系统支持对全文的快速搜索功能，能够通过模糊匹配功能快速定位章节。系统支持警告、注意等常用工序要素以特殊形式出现，能够在最大程度上对使用者做出提示。系统能够支持实例工序执行数据的填写，并提供相关的数据接口。工序执行数据能够支持多种填写方式，包括选择、填写数值、插入图片、扫描条形码和二维码等。支持现场图片和视频拍摄功能，执行人员可将装备运行现场的画面记录下来。生产作业——在线工艺任务执行生产作业——离线工艺任务执行通用功能——线性发布支持工艺规程、工序等工艺文件的线性发布功能。工艺文件按照制式格式打印输出，保证数据项、版式与制式格式一致。系统内样式模板能够自行增加，初始的样式模板必须涵盖现有工序样式结构。并提供自定义接口，能够对系统内样式模板增加和删除。通用功能——更改贯彻在装备装配能力初始形成的三个阶段中，或者在在装备装配能力初始形成之后的装配生产过程中，对各种业务数据对象的项版本进行发放、换版（包括转正）、作废；并形成贯彻任务以驱动下游业务数据的更改或驱动生产活动；如果涉及到实例工序的修改，那么还会对这些实例工序进行处置。具体包括如下功能：选定被更改的业务数据项版本并创建更改对象。依据业务实际，维护更改对象的属性、数据集和关系。编辑业务数据的新项版本。发放更改对象。对更改进行处置监控督促更改贯彻任务的完成。通用功能——最新版本检查实现对数据模板中所引用的外部对象的版本变化进行检查，具体包括数据模块版本、多媒体版本、物料版本、工装版本、设备版本、工具版本等。通用功能——计量单位管理实现对各类计量单位换算关系的集中管理，工艺编制人员只能使用，系统管理负责维护。系统特点04系统特点——工序结构化编制利用XML技术对工序、工艺规程等工艺文件进行结构化表示，采用可视化编辑器对结构化工艺文件进行可视化编制，让工艺人员能够在保持现有自然语言编制工艺文件的习惯下，将技术要求、物料、工艺资源、工艺素材等关键对象结构化，从而提高工艺文件编制效率。另外，对于物料、工艺资源、工艺素材等结构化数据，编辑器采用数据引用的方式进行编制，从而保证了数据的一致性，并显著降低错误率。系统特点——覆盖性检查在制造工艺过程中，涉及技术条件、工艺规程