1 企业简介
1 企业简介
西安陕鼓动力股份有限公司（以下简称“陕鼓动力”）属于陕西鼓风机（集团）有限公司的控股公司，公司成立于1999年6月，以陕西鼓风机（集团）有限公司生产经营主体和精良资产为依托发起设立的股份公司。
图1 西安陕鼓动力股份有限公司
陕鼓动力是为化工、石油、冶金、空分、电力、城建、环保、制药和国防等国民经济支柱产业提供透平机械系统问题解决方案及系统服务的制造商、集成商和服务商。其传统产品有轴流压缩机、工业流程能量回收发电设备、离心压缩机、离心鼓风机、大型通风机、汽轮机等。其中，轴流压缩机、工业流程能量回收发电设备均属高效节能环保产品。
2 项目背景
2008年陕鼓动力工艺部与CAXA合作开发了工艺管理信息平台，整个CAPP平台覆盖了工艺设计、工艺管理、流程管理、产品结构管理，同时涵盖了材料定额子模块、工时定额子模块，工艺设计平台完全实现了统一。伴随着系统的深入运用和工艺数据的增长，老工艺管理系统出现了较多稳定性的问题，部分业务功能也急需改进和提升，这些问题制约了陕鼓工艺信息化的发展，鉴于此，陕鼓需要对现有CAPP系统进行优化改造，建立新的CAPP管理平台，一方面强化设计、工艺、制造的数据和业务一体化，另一方面提升工艺设计的效率和质量，并逐步推广三化工艺设计和三维工艺设计。希望搭建的新系统可以达到以下信息化建设要求：
●解决老系统功能、稳定性性诸多问题，能为工艺设计和管理提供方便有利的支持；
●捋顺工艺现有和可预见业务流、信息流，实现工艺设计、工艺更改、工艺管理电子化管理全覆盖；
●规范工艺基础数据、设计标准、使工艺输入、输出格式统一，方便数据集成；
●实现工艺设计平台与陕鼓PLM、SGRP系统数据深度集成，强化产品设计、工艺数据实时、准确传递，为企业实现数字化制造奠定基础；
●实现企业产品“三化”（标准化、系列化、通用化）后的工艺设计、管理模式的改变。
3 项目目标
通过CAPP系统的合作开发、实施及运用，建立陕鼓集工艺设计与工艺管理为一体的工艺数据管理系统(兼顾三化产品工艺设计、管理)和先进的工艺数据管理模式。实现对工艺编制、材料定额管理、工时定额管理等业务流程的全过程控制，实现对不同产品、不同技术状态、不同工艺类别工艺数据的统一管理，实现工艺信息模型标准化、工艺文件标准化、工艺流程标准化，强化设计、工艺、制造的数据和业务的协同管理，提高工艺设计的效率、质量和规范工艺管理流程，逐步推广三化工艺设计和三维工艺设计，最终提高企业经济效益。具体实现目标包括：
●建立统一的工艺设计数据管理平台
●实现工艺设计业务过程管理
●工艺数据电子化审批流程管理
●工艺变更管理
●工艺BOM管理
●工艺路线管理
●工艺卡片设计
●材料定额管理
●工时定额管理
●委外工艺协同审批管理
●工艺资源管理
●产品典型工艺管理
●工艺三化设计管理
●历史数据迁移
●实现系统集成(TCPLM/SGRP/MDM/KEY)
4 解决方案
为了切实解决陕鼓动力工艺管理方面的问题，有效提高工艺设计的效率及质量，提高管理水平，实现工艺指导生产的指导方针，天喻软件提出以下工艺管理系统设计方案：
图2 工艺设计分工协作过程
图3 陕鼓动力工艺管理系统优化方案
该方案以TeamCenter为源头，通过TeamCenter提供的接口从TeamCenter中获取指定项目的产品设计BOM、更改信息及工艺路线后，在CAPP系统中搭建工艺BOM，计划员根据工艺路线进行任务的派发，各专业分别完成材料定额的编制、工艺卡的编制、工时定额的编制，最后统计输出相关工艺数据给下游部门使用。
针对陕鼓动力工艺设计个性强、工艺需求不断变化的特点，系统采用基于SOA架构，提供工艺任务流程管理、工艺路线管理、工艺卡片管理、工艺资源管理、工艺文件审批流程管理、变更管理、材料及工时定额管理等功能，为陕鼓动力提供一个工艺设计一体化管理平台。
图4 陕鼓动力工艺管理整体业务流程图
陕鼓工艺管理系统以陕鼓动力的工艺设计业务流程为核心，通过流程管理业务和数据，通过流程管理上下游系统的集成。系统采用多级嵌套流程，将从接到工艺设计开始至完成所有的工艺设计任务结束全过程信息化管理，通过流程将任务的分配、执行和数据的传递衔接起来。
5 业务功能
5.1 工艺BOM管理
工艺BOM来源
图5 工艺BOM产生过程
工艺BOM的源头是设计BOM，当设计人员在TeamCenter PLM系统中完成产品图纸设计审批发布后，通过CAPP系统和TC的集成接口导入设计BOM形成初始的工艺BOM。
图6 工艺BOM管理主界面
产品管理
产品库用于集中管理企业设计的所有产品，包括其基本信息和分类信息。工艺BOM以产品为单位加载显示时，需要从产品库中进行选择。用户可在产品库中添加和维护产品信息，也可通过TC传递的产品信息进行创建。
图7 产品分类库及产品选取
5.2 工艺路线管理
工艺路线是联系零部件与工艺规程的纽带、专业工艺分工的依据、零部件在车间流转的指导。陕鼓工艺路线编制和专用件汇总表功能继续在TC系统中处理。产品下各个零部件的工艺路线数据通过TC集成接口传递到CAPP系统，CAPP系统主要是利用工艺路线数据进行专业工艺分工的指导依据，工艺路线员不用在CAPP系统中维护工艺路线数据。
图8 工艺路线编制
5.3 工艺任务分配
陕鼓工艺设计任务的分配在系统中由三级流程组成，其中第一级为部门级，第二级为工艺部内部任务级，第三级为工艺数据审批生效级。部门级任务流程主要实现工艺部从上游部门接收项目任务的项目计划管理；任务级是工艺部内部针对产品进行工艺设计的专业任务分派流程；审批级是各工艺专业任务产生的各类工艺文件和数据的审批生效流程。
图9 陕鼓动力工艺部业务流程模型示意图
计划员制定项目任务计划
工艺部计划员基于经营管理部制定的项目主计划中的工艺技术准备计划进行任务的分解，向各工艺专业室的室主任下发工艺编制任务（机加、装配、外协、材料等）。针对陕鼓动力工艺部的部门级的任务分配，CAPP系统提供了基于项目的工艺任务管理模块，同时计划员也可进行项目任务执行情况的监控。
图10 计划员制定项目任务计划
室主任分派工艺任务
陕鼓工艺部内部任务级的任务分配主要是由室主任向工艺员下发工艺编制任务，进行任务的二次分解和指派。
图11 室主任分派工艺任务
工艺员接收任务
工艺员登陆CAPP系统，在“我负责的项目任务”中接收、查看和启动来自室主任下达的工艺任务。
图12 工艺任务接收
工艺员执行任务
工艺员启动任务后，可下载产品结构、编制工艺卡片，工艺卡编制完毕必须提交走审批流程进行发放生效。
图13 工艺卡启动审核流程
图14 工艺审批流程
提交任务
任务分发遵循：计划员新建工艺任务并下发给室主任→室主任接收任务并分配专业任务给工艺员→工艺员接收工艺任务后，开始编制工艺卡片；
任务提交与分发过程相反，遵循由下向上提交的顺序：工艺员编制的卡片走审批流程结束后，在我负责的项目任务下：提交工艺任务→室主任确认工艺员的工艺任务完成后，提交项目任务给计划员→计划员确认室主任提交的项目任务，项目任务结束。
图15 工艺任务提交
5.4 工艺文件编制
陕鼓网络版CAPP工艺卡设计器既有表格文字处理功能，又有图形编辑功能，融数据库、图形、图像、表格、文字编辑于一体，图文并茂，提供可视化的工艺设计环境。系统提供了模板定制、工艺资源维护、典型工艺维护、报表关系定义、类型维护等一系列系统维护工具，可以使用户在不修改程序的情况下，根据企业实际业务情况，对工艺卡片模板格式、工艺资源内容及关联关系、工艺报表统计规则、典型零部件工艺、零部件与文档属性集等系统设置进行自定义维护修改。
工艺员在网络版的工艺卡设计器中可方便的接收提交工艺任务、下载产品BOM、检入检出工艺卡、升版、提交审批流程、资源维护、典型工艺维护、工装申请等日常工作。
打开产品BOM
工艺员可通过任务直接打开产品结构，需要选择编制卡片所在的专业，按专业进行权限和工艺卡操作类型的控制，如下图所示：
图16 从任务上打开产品BOM
工艺员也可通过主菜单下的“选择产品”功能，通过查询产品代号打开对应的工艺BOM，如下图所示：
图17 查询打开产品BOM
图18 工作区中的产品BOM
新建工艺卡片
工艺员在产品BOM对应的零部件下，新建工艺卡片，卡片编制好后选择“检入”并提交工艺流程(如果是之前编制完成并检入的卡片，本次下载后需要先“检出”后才能对该卡片进行修改，修改完成后还需“检入”)，如图下图所示：
图19 新建工艺卡片
图20 工艺卡片编制
其中文字属性编辑区的菜单功能，只有当用户进入卡片编辑的文字输入状态下，才会激活。功能类似office中的文字编辑区功能；
卡片内容格式调整区包括：表格编辑、二维表格编辑的切换功能，增加、删除当前页，插入特殊符号（尺寸公差、表面粗糙度、形位公差、上下文字、标记符号、特殊字符、矩形文字等），插入工艺附图，整理工序号、显示隐藏标记，查找替换、自动增加空行等功能菜单。
界面功能菜单调整区包括：设置产品信息，隐藏、显示工作区等功能。
在工艺简图区视图下，选择“绘图”菜单，可在简图区下使用绘图菜单下的各类命令绘制图形（和CAD中的绘图功能菜单类似）。
工装信息
工艺员进行工装数据的查询、工装申请、工装维护等功能操作（如下图所示），工装申请时可自动编号，工装的申请和维护通过不同的权限进行控制。
图21 工装数据维护
5.5 材料定额管理
材料类型维护
材料类型维护用于定义和设置各类材料的分类码、毛坯尺寸格式、定义计算公式及公式涉及的各个参数定义，如下图所示：
图22 材料类型维护
材料定额批量编制
定额员基于工艺BOM批量编制其下级零部件（专用件、锻件、铸件）的材料定额信息。如下图所示：
图23 零部件材料定额批量编制
定额员选择材料类别并输入相应的下料尺寸、备件/坯料件数后，系统会自动分解下料尺寸中的参数值，带入自定义的计算公式中计算出毛重、定额重、余料重等信息。
材料定额汇总输出
系统支持按照企业提供的模板格式，将产品的材料定额信息按统计规则进行自动汇总并输出。
图24 定额汇总输出
5.6 工时定额管理
典型工时维护
工时定额员可将常用的典型零部件和典型工艺进行集中存放，编制产品的工时定额时可方便调用典型工艺及工时数据，如下图所示：
图25 典型工时维护
工时编制
工时定额员按车间和专业并基于产品工艺BOM编制工时定额信息，其中零部件的工序信息来源于工艺卡，可自动提取。工时也可复用典型工艺和其他产品下零部件的工时数据。如下图所示：
图26 工时定额编制
工时汇总
工时定额员完成产品的工时编制后，基于产品BOM，进行工时数据的汇总和格式化输出Excel格式。以加工设备为中心，来统计产品零部件在各个设备上分配的额定工时。
图27 工时汇总输出
5.7 工艺三化管理
实现了陕鼓三化产品工艺设计与管理，三化产品的工艺数据包括工艺路线、各专业工艺文件、典型工艺、材料定额、工时定额等；实现三化产品中各零部件（物料/资料码）与三化工艺数据的映射；实现设计BOM传递到工艺系统后，根据映射关系，具备模糊查询功能，能通过零部件（物料/资料码）快速找到相对应的工艺文件与工艺数据；实现将三化产品的工艺、工装数据输出成各种类型的工艺汇总表。对已有的单机工艺三化工艺数据进行迁移。
图28 三化零件库
5.8 集成管理
PLM集成
当设计人员在TeamCenter PLM系统中完成产品图纸设计审批发布后，通过CAPP系统和TC的集成接口导入设计BOM形成初始的工艺BOM。
图29 CAPP和TC集成原理图
(1)设计员在TC中完成产品/零部件的EBOM的发布，工艺路线员在TC中完成EBOM下零部件的工艺路线信息编制和发布。
(2)由TC将发布后的设计结构EBOM、零部件ITEM、工艺路线信息写入到共同搭建的中间数据库对应的数据表中。
(3)TC向中间表传输数据完毕后，生成任务的通知信息，并调用CAPP系统提供的webservice服务，通知CAPP进行数据的提取。
(4)CAPP系统接到webservice消息后，读取任务信息，解析出“任务编号”。
(5)CAPP系统根据任务批次号到中间表抓取本次抛转的设计结构EBOM、零部件ITEM、工艺路线信息，分析处理后写入CAPP后台正式数据库。
图30 CAPP和TC集成任务清单
RTX集成
陕鼓内部采用腾讯通RTX实时通信平台进行技术交流，工艺管理系统通过调用RTX提供的SDK二次开发接口，实现了工艺任务信息和流程信息实时向RTX的推送显示。
图31 向RTX推送消息
ERP集成
SGRP系统（陕鼓资源计划信息系统）用于管理企业合同信息、经营计划、供应商信息、绩效管理、物流业务等。CAPP系统主要向SGRP系统提供产品工艺BOM及材料定额等信息，并输出中间表供SGRP调用。
图32 SGRP集成路线
图33 SGRP集成中间数据
MDM集成
陕鼓搭建了独立的MDM主数据系统，工装、材料等工艺资源和编码将逐步纳入MDM进行统一管理。因此CAPP系统的部分工艺资源需要从MDM中获取。
图34 MDM集成技术路线
5.9 历史数据迁移
陕鼓早在2008年实施了CAXA工艺管理系统，近年来系统出现了较多不稳定和运行速度慢相关的问题，多年来老系统中积累了企业大量的工艺历史数据和资源，新系统的搭建必须传承和保留这些历史数据，将来在新的工艺管理系统中需要对历史数据进行查询和借用。
通过对CAXA系统的深入分析以及对企业业务的归纳整理，将需要迁移的工艺历史数据分为“用户工号”“产品信息”“零件信息”“产品BOM”“文档信息”“工艺文件”、“材料定额”、“工时定额”这几个部分。其中工艺文件通过FTP方式传输存在服务器的数据仓中，其他数据均保存在oracle数据库中。
数据库数据迁移
图35 历史数据迁移技术路线
工艺卡片的迁移
CXP工艺卡转换成TYC工艺卡的过程分为两部分：a.工艺卡片中文字信息的转换；b.工艺卡片中工艺简图的转换。
6 实施效果
陕鼓CAPP工艺管理系统项目在双方领导的大力支持和项目组的共同努力下，通过“总体规划，分步实施”的策略，先后完成了需求分析、数据规范、核心业务流程梳理、系统方案设计、定制开发等工作，最终历时近9个月完成了系统的实施、新旧系统切换、整体上线运行工作及项目验收工作。目前系统整体运行稳定良好，新工艺管理系统成为陕鼓工艺部技术人员日常工作不可缺的业务工具。
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