基于AVIDM结构管理技术实现工艺装备数据全生命周期管理

    航天产品研制生产过程中，产品工艺装备（简称工装）的设计与制造占有很大的比重，每型号所涉及工艺装备的种类和数量都很大。虽然工装设备只是最终产品的辅助设备，但从其设计、加工过程来看，它与产品有很大相似之处。在大型的企事业单位几乎都实施或正在实施产品数据管理（PDM），我们可以借鉴产品数据管理的经验和现有功能，实现对工装研发数据的管理。中国航天科工飞航技术研究院在90年代中期就开始了和710所（神舟软件公司前身）合作，在下属多家研究所和工厂以课题形式开始了AVIDM系统的研究和实施工作，并于2005年在全院正式推广运行。

    工艺装备是产品制造过程中不可缺少的物质保证，从工装的用途上看整个产品的生产过程离不开工装。工艺装备的设计和制造是生产技术准备工作中工作量最大、周期最长的阶段。据相关资料统计，在中小批量生产中专用工装的设计和制造工作占到工艺准备工作量的50％，大批量生产中甚至占到80％以上，而且工艺装备的费用平均占产品成本的10～15％以上。因此，工装的设计、制造、使用和管理对于保证产品质量、缩短研制周期意义重大。

    由于工装的重要性，制造企业都非常重视工装设计、制造技术和工装控制管理，工装设计、制造的好坏对型号产品研制的质量、进度和费用起非常大的作用。在航天制造企业中，对工装的设计、制造、质量控制、管理等工作几乎涉及到了所有分厂及处室。因此，建立一套科学有效的工装管理系统对降低成本、提高质量、缩短研制和生产周期、宝贵经验积累有着重大的意义。

    在我厂，随着信息化技术的发展和AVIDM的产品结构管理等技术的应用，为企业目前存在的工装产品数据管理、流程审签、设计任务计划管理、电子信息共享和设计、制造并行问题提供了有效的解决途径，在多年的各信息化系统实施过程中，我们积累了许多成功的经验，培养了一批优秀的技术人员。因此以企业的工艺装备为对象，开展基于AVIDM系统的工装数据管理是切实可行的。（一）技术可行：当前的AVIDM系统技术成熟、功能切实可行，并且在一些航天院、所有成功实施的经验；（二）管理可行：由于工装的设计、制造几乎完全封闭于制造单位内完成，企业对工装管理有完全的控制权，这必将为系统实施过程中部门间协调，规章制度的制定、执行提供方便；（三）环境可行：当前航天单位的计算机网络建设几乎都已完成；（四）人员配备可行：拥有一批从事信息化和工装管理、设计、制造的队伍。

    建立工装设计数据管理系统需要实现的功能

    第一，基于AVIDM的产品结构方式实现工装数据管理。以产品结构为基础将文档与之关联，形成一个完整的产品结构树，集中对产品零部件及其描述文档进行操作和维护。这样，既便于用户使用操作，又有利于数据的完整表达和维护，同时方便地为各个部门提供各种BOM视图。

    在实现工装结构化管理前首先要确定合理的数据粒度，保证产品数据的安全性、正确性和一致性。提供客户化配置管理的功能，能把定义最终工装的所有工程数据和图文档联系起来，实现数据的组织、管理与控制，并根据一定的规则和条件，向用户或应用系统提供相关结构的不同视图和描述。实现以下基本功能：BOM表的创建和修改、BOM表的版本控制、BOM表的多视图管理、结构层次管理、文档的查询、版本控制、支持“零件或子部件被哪些部件采用”和“部件采用了哪些零件或子部件”的查询以及系列化结构视图管理。

    第二，三维CAD软件与AVIDM系统的集成。工装结构树的建立是工装数据管理基础工作，它的正确性与合理性也是以后所有工作开展的必要保证条件，而结构树的生成主要来源于产品零、部组件的三维模型结构关系。所以，三维CAD软件与AVIDM系统的集成工作的好坏直接影响到整个系统的使用效果。AVIDM软件实现了与主流CAD集成，使得设计数据可以快速纳入到系统中来。

    第三，其它功能。（一）工装设计任务计划管理，包括：任务计划的编制、派发及细化、任务的实时跟踪监控、任务的汇总分析等。（二）工作流管理，包括：工作流定义、流程控制、察看流程和流程中数据对象的状态、支持二维电子图纸及三维模型的审签。（三）与3D模型浏览工具集成：通过集成Jvue、PLM-Vis等工具，提供浏览异构CAD数据，支持基于3D模型的可视化协同。（四）权限管理：包括系统功能权限管理和产品对象数据权限管理。

    工装全生命周期管理的实现

    以某企业工装设计、制造、管理为例，探索对于工装全生命周期的管理办法。工装的技术要求和需要达到的目的由工艺设计人员提出，工装设计人员按照工艺人员的要求和产品技术图纸，结合生产现场的状况进行设计。

    以工装申请为起点，当任务确认后，设计员进行工装设计并根据最终的三维模型在工装管理系统中生成结构树，在此基础上开展其它设计任务、进度跟踪、文档管理、变更管理、流程管理、隶属产品管理、使用情况统计等设计工作，设计完成后，由生产部门派发任务给工装制造部门开始生产，制造部门工艺员实时更新系统中的制造信息表以便对制造状态进行跟踪和出现的问题及时解决，制造完成后由相关部门和人员确认，登记入库并交付申请单位使用，此时由MRPII系统接管工装实物信息管理。MRPII中工装管理包括六项功能：用户及权限管理、基础代码维护、工装任务管理、工装台帐管理、工装定检管理、工装报废管理。

工装设计流程示意图

    产品全生命周期管理过程中各系统间的集成分析

    为了提供信息共享，系统间信息的一致性，系统间主要通过BOM表进行接口连接，系统接口的难点主要是与外部系统间的接口设计，而AVIDM系统与CAD、CAM、CAPP、MRPⅡ的协同工作对于企业的科研生产顺畅进行有举足轻重的作用。根据四者之间关系和我厂的具体情况：（一）CAM和AVIDM：由于二者主要是刀位文件、NC代码等文档信息，采用应用封装基本可满足需求；（二）CAPP和AVIDM：二者除了有文档交流外，CAPP还需从AVIDM系统中获取设备资源信息、原材料信息等，故采用接口交换比较合适；（三）CAD和AVIDM：由于零部件描述属性、BOM表等重要产品信息需要从CAD中通过接口交换导入AVIDM系统，二者之间集成争取尽可能的紧密。（四）MRPⅡ与AVIDM系统集成，本质是实现设计、工艺与企业管理、生产、质检、财务的部门之间的集成，是产品信息于经营管理信息的集成，为了保证其数据的一致性，同样也需要紧密集成。

    企业信息化建设及PDM系统的实施是一个复杂的过程，需要企业决策人员、信息化工程人员、业务人员以及信息系统提供商多方协作完成。产品结构化管理是PDM系统中最重要、最复杂的功能之一，该功能的完善程度是衡量PDM产品水平的主要指标。AVIDM系统的产品结构管理功能切实可用，能够较紧密地与CAD软件集成。应用AVIDM产品结构管理技术实现工装设计数据的管理，并在此基础上通过与其它管理系统及软件的集成，实现了对工装研发乃至实体数据的全生命周期管理。