【行业应用】某航天行业智能制造规划实施方案

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智能化制造规划方案 目录 第一部分：业务现状与需求分析 第二部分：建设目标与预期成效 第三部分：一体化解决方案 1. ：一体化平台总体介 绍 2. ：协同研发平台解决 方案 3. ：结构化工艺规划设 计平台解决方案 4. ：制造执行平台解决 方案 5. ：生产线改造方案 第四部分：项目实施方案与过程控制 Page 2 6/27/2022 前期工作回顾 初次调研 技术交流 方案汇报 • 2016 年 7 月与乙方 共 同到进行调研 • 分别与厂领导、信 息中 心、技术处、研发中心 相关领导和人员进行沟 通、访问 • 形成相对初步的建设方 案 • 2016 年 9 月，乙方 2 到 所内向邹总、刘总、 研 发中心、技术处等 相关 人员进行解决方 案介绍 • 介绍了《数字化研发制 造协同》及《智能制造 车间》两个解决方案 • 会上交流了 21 个大家 比 较关注的问题 • 2017 年 3 月 27 日 - 4 月 10 日，乙方 2 完成了 《协同研发平台建 设 方案》等五份信息系 统建设方案初稿，交 厂内审阅 • 乙方完成描述面向 xxxx 未来实现智能 工厂愿景的《信息化 建设规划》材料 二次调研 • 2017 年 3 月、 4 月， 乙 方 2 与乙方分别到 厂 内进行了调研 • 听取了邹总、陈总对 项目的要求 • 调研了研发中心、技 术处、信息中心主要 领导以及各室负责人 • 再次对厂内各车间进 行走访 共计召开各型讨论会议 20 余次，调研 50 余人次，交流问题 300 余个，产生 各类 记录、资料等文档近 20 余份，感谢 xxxx 的大力支持与配合！ 方案优化 • 2017 年 6 月 6 日 -6 月 7 日，针对 xxxx 对方 案提出的意见， 乙方 2 派出 7 人技 术团队 到现场与科 研生产、 研发中心、 技术处、 质量处、 机加中心、 电装中 心、信息化中 心等 进行深入调研， 持 续优化方案 Page 3 6/27/2022 1 2 3 4 5 强化以一体化 BOM 贯穿产品全生命周期 通过设计工具接口实现 BOM 创建和维护自动 化 打通设计 BOM 到制造 BOM 的传递链 路 BOM 与图纸统一审批统一发布统一变更 建立结构化检验工序卡 大量采用自底向上的设计模式，设计人员“各自为阵” Page 4 6/27/2022 的离散现象普遍存在，致使模块或专业之间衔接松散， 没有构建机电软一体化的设计 BOM ， BOM 数据不完整。 目前由于设计图纸与 BOM 分开审批且部分情况下 分 开维护，难以保障 BOM 数据、图纸数据和三维 模型 的一致性。 没有专用的检验工序卡，检验信息表达不完整，没有 结构化，导致 MES 系统缺乏检验指标。 初样机阶段设计部门不提供 BOM ， ERP 中无法直接 获 取 BOM 信息，给下游业务部门增加许多重复工作。 设计 BOM 目前是在 PDM 归档时才手工搭建，存在 BOM 数据不准确影响下游生产组织的风险。 协同研发业务现状梳理与核心需求分析 以三维模型为中心开展产品研制 以二维图纸为依据组织产品研制，忽 视三维模型的有效性，模型图纸很难 保持一致性。 缺少三维维建模标准和规范， 三维应用与推广受到限制 提供三维模型检查工具和规则 缺少三维模型检查工具支撑，难以 保障模型质量。 制定三维建模标准规范 缺少高效的基于模型的机电协 作手段，造成专业之间重复迭 代，影响研发设计效率。 引入基于模型的机电协同研 发模式 5 3 4 2 1 推动三维模型的有效协同应用 三维模型不完整不规范，致使模型 利用率不高，重复建模问题突出。 Page 5 6/27/2022 工艺规划业务现状梳理与核心需求分析 优化分配作业任务 建立制造过程中监控体系真正实现透明化 提前生产准备管理 构建统一平台的制造过程管理 以数据包为基础建立追溯机制 生产现场不能机动地应付变化快速并难以预测的订单式生产型 态，无法灵活机动实现现场任务派工 竞争压力下必须将黑箱作业透明化，公开、 及时并准确地反映 出制造流程中的各项数据 , 实现全流程中的数据控制 生产准备、齐套性只能依靠人员手工进行操作，相关信息无法 共享需要频繁的电话沟通造成资源浪费 xxxx 下设机加、电装、总装、焊接、热表处理以及试验等多种 业务，目前各个车间分别进行管理，没有实现集中管控，对于 协作任务信息无法进行共享 大部分信息采用手工的方式进行记录，只能通过纸质单据进行 追溯以及数据包要求的数据统计，质量检测不能及时完整的收 集与反馈 目前车间工人采用纸质工艺文件、手动拷贝 NC 程序以及站 位 程序，没有实现工艺、 NC 程序等下现场 利用条码技术实现数据收集 现场没有利用条码技术实现对物料、产品、质量信息以及表单 的条码化管控 建立加工过程质量监控 生产现场没有确立质量控制点、对于加工过程的质量数据缺少 管控手段 制造运营业务现状梳理与核心需求分析 Page 6 6/27/2022 统一作业标准 设备利用率、状态无法统计 自动下发 NC 系统手动拷贝 站位程序人工管理 统一管理 实时监控与统计 加工参数手工记录 电子化管理与分析 离线检验 实时在线检测 设备、产线分散 统一网络集中采集 转 变 生产线改造业务现状与核心需求分析 Page 7 6/27/2022 目录 第一部分：业务现状与需求分析 第二部分：建设目标与预期成效 第三部分：一体化解决方案 1. ：一体化平台总体介 绍 2. ：协同研发平台解决 方案 3. ：结构化工艺规划设 计平台解决方案 4. ：制造执行平台解决 方案 5. ：生产线改造方案 第四部分：项目实施方案与过程控制 Page 8 6/27/2022 项目建设目标 建立数字化 协同研发平台 建立结构化 工艺平台 建立柔性的 制造执行管理系统 生产线改造 实时采集关键参数 提升基于一体化 BOM 的结构化工 艺规划、设计和 管理能力。探索 典型机电产品协 同设计应用模式， 打下企业研发创 新基础。 提升基于知识和协 同的快速研发能力， 支撑面向多行业模 板的标准化和规范 化型号研发。 优化计划管理源头， 依据生产要求多模 式下批次灵活作业， 基于 xxxx 模式的 排 产运算，实现 多品 种小批量的 生产模 式，灵活 且高效。 实现产线自动化设 备关键工艺参数实 时采集并通过看板 进行监控展示；实 现数控程序统一上 传及版本控制；打 通计划执行到设备 生产的信息流。 实现和上下游信息 系统的集成 （ PLM 、 ERP 、 MES 、自 动 化设备），建 立从 设计、工艺 到制造 的完整信 息化环境 ，有效提升企业的 综合管理水平 数据集成共享 消除信息孤岛 为 xxxx 打造 最专业的信息化项目，实现智能制造 软件项目建设：建设数字产品设计平台、结构化工艺平台、数字化智能制造平台，迈向数字化智能 生产线改造：实时采集设备关键工艺参数，打通设备端到生产计划、调度、作业人员的信息通讯； Page 9 6/27/2022 项目建设思路和原则 首先，协同研发制造平台的建设要严格贯彻“总体规划、分步实施”的思想，要明确 一体化协同研发制造平台的意义，根据企业实际情况进行实施，有序、高效的推进实施 工作。 在 xxxx 协同研发制造平台建设时必须以业界标杆项目建设的先进理念为核心，并结 合公司自身的生产特点进行突破和创新，进行平台总体规划时需遵循如下建设思路： 总 体 规 划 分 步 实 施 先 行 试 点 后 续 推 广 业 务 主 导 统 筹 推 进 统 一 标 准 有 效 集 成 Page 10 6/27/2022 项目预期成效 标准 协同 重用 透明 效率 成本 设计工具无缝集成，实现机电软跨专业协同 工艺提前介入，实现跨部门协同 一体化 BOM 集成，实现结构化工艺设计协 同 上下游系统集成，实现跨应用系统数据协同 模板、规范梳理，固化设计研发标准 梳理图文档深浅规则，流程标准固化 设计、工艺、生产业务梳理，固化业务标准 生产过程体系梳理，固化生产作业标准 企业级的设计 / 工艺资源库，知识重用 集成的 PMI 标注体系，标注信息数据重用 打通设计 / 工艺 / 制造 / 调试各环节，产品数据 重用 数据信息电子化，提高数据管理效率 全程采用同一产品模型，提高研制效率 生产业务过程优化，提升制造效率 产品信息数据库存储，提高检索效率 现场问题线上反馈，提高问题处理效率 系统完成非增值劳动，减低人力成本 设计、制造水平改进，降低研制成本 电子化协作流程，降低时间成本 一体化项目计划管理，研发过程透明 企业级的制造过程监控，生产过程透明 对设备和人员的监控，资源负载透明 Page 11 6/27/2022 目录 第一部分：业务现状与需求分析 第二部分：建设目标与预期成效 第三部分：一体化解决方案 1. ：一体化平台总体介 绍 2. ：协同研发平台解决 方案 3. ：结构化工艺规划设 计平台解决方案 4. ：制造执行平台解决 方案 5. ：生产线改造方案 第四部分：项目实施方案与过程控制 Page 12 6/27/2022 一体化平台系统架构 Page 13 6/27/2022 一体化平台业务流程 品保处 ⚫ 接收成品 , 部件及零件质控标 准 ⚫ 执行质量检测工作 ⚫ 监督成品 , 部件及零件问题处 理 产品质量规格信息 • 向车间下发生产计划（三车间等） • 生产总计划 • 自制件和外购件清单 • 分配工作任务至车间 • 车间生产计划分解 • 发出物料采购计划 外委工作单位 在制品 计划信息 机构件 供应商 元器件 供应商 工装辅料 供应商 交付工装及辅料 交付元器件 交付采购件 物料采购订单 元 器 件 / 机 构 件 / 工装 辅料 采购计 划 BOM 信 息 物料领用 产品入库 工作状态 / 完工反 馈 在制品质量 研判 & 问题跟 踪 在制品质量 信息收集 工艺信息 / 工具 规 格信 息 生产处 计划处 研发 ⚫ 产品设计 ⚫ 制定产品的 E-BOM ⚫ 制定产品及相关零部件的 2D 图纸 , 与质控及测试标准 ⚫ 审批产品及零部件 ⚫ 制定产品项目的阶段指标 工艺 ⚫ 工序及工装工具定义 ⚫ 编制二维工艺； ⚫ 工艺下发至车间 元器件、机构 件、工装辅料 规格信息 物 资 ⚫ 元器件、机构件采 购 ⚫ 工装辅料等采购 ⚫ 供应商管理 物资仓库 生产齐套 作业调度 制造车 间 微组装 车间检验 工序流转 工人报工 质量检验 生产流转 。。。 完工入库 工人加工 Page 14 6/27/2022 研发制造一体化中的系统集成框架 （ MES-PLM-ERP ） CAMSTAR Manufacturing MDM 物理建模 工艺建模 PLM 编码规则 物料代码 TDM 测试设备 车间生产计划管理 计划管理 QMS 车间领料 生产成品 入库 看板 线边库管理 DNC/MDC 设备监控 数控设备 数 控 程 序 设 备 运 转 信 息 工 艺 及 产 品 数 据 订 生 单 产 成 订 信 单 息 完 物 料 需 求 信 息 制造订单 计划结果 数据统计 测试任务与计划 测试结果反馈 车间生产 过程管控 设备状态 检 验 数 据 审 理 结 果 变更信息 图文档 工艺信息 BOM 编 码 规 则 人员信息 生产订单 ERP 物料库存 检验数据 不合格品处理 生产计划 Page 15 6/27/2022 未来一体化平台信息流 DNC/MDC PLM ERP 下达生产计划 作业计划 人员管理 物料管理及追溯 文档管理 设计工艺协同 2 虚拟制造 MBOM 6 MES 计划排程 10 质量管理 11 12 车间调度执行 13 生产过程监控 生产效能分析 16 17 18 19 设备仪器管理 20 反馈生产数据 21 仿真验证 仿真验证 仿真验证 工艺设计 4 BOM 5 MRP 7 生成生产计划 8 9 计划完工 22 14 生产统计 产品开发设计 1 工艺 BOM 构 建 33 15 数据采集 Page 16 6/27/2022 目录 第一部分：业务现状与需求分析 第二部分：建设目标与预期成效 第三部分：一体化解决方案 1. ：一体化平台总体介 绍 2. ：协同研发平台解决 方案 3. ：结构化工艺规划设 计平台解决方案 4. ：制造执行平台解决 方案 5. ：生产线改造方案 第四部分：项目实施方案与过程控制 Page 17 6/27/2022 业务流程主线 需求分析 方案设计 协同任务分解 总体方案设计 结构设计 电气设计 软件设计 分专业功能设计 制定计划 项目启动 公司高层 &PM 项目启动 PM 项目计划 任务执行 技术评审 审核团队 计划批准 资源调 整 项目监控 项目开发团队 （ PDT ） 项目执行 计划调整 项目收尾 生命周期 档案员 项目归档 状态报告 机电 协同 耐久 电磁 其他设计 振动 运动 一体化设计仿真集成 审批发布与更改管理 审批流程 设计工艺协同 预审查 版 本 控 制 更改流程 仿真驱动更改 制造执行 数据 发布 工艺仿真 工艺管理 工艺规划 工艺分工 工艺设计 其他环节 资源计划 电子 签审 Page 18 6/27/2022 核心功能框架 图文档管理 历史数据管理 流程管理 变更管理 权限安全管理 协同研发平台 产品结构管理 需求管理 结构设计工具集成 多学科协同设计 软件管理工具集成 业务系统集成 可视化管理 电路设计工具集成 基础 拓展 深化 技术状态管理 资源库管理 仿真数据管理 系统工程 项目计划管理 Page 19 6/27/2022 2022 Page 20 6/27/ 项目立项管理业务场景 1. 提供全局的统一的可视化的研发阶段项目创建界面 2. 支持从 ERP 或其他系统接收项目基础信息快速填制 3. 支持工作令编号和项目名称、项目类型等信息维护 4. 支持项目信息结构化方式导出， 便于接口集成和报表输出 5. 支持基于行政组织结构快速生成项目团队 6. 支持基于项目和项目角色进行权限配置和管理，确保安全 7. 支持根据不同产品、不同军兵种等维度创建和维护项目工 作区模板，标准模板维护由专人负责 8. 支持通过系统内邮件方式快速发放项目工作区到项目组成 员，减少人工干预，基于统一结构组织项目数据 9. 项目成员自动收到项目数据，新版本自动更新 • 提供统一的研发阶段项目计划管理平台，具备结构化的项目基础信息接收、维护、传递能力 • 能够支持基于行政组织的项目组织建设，通过拖拽的方式建立项目团队，支持根据单一项目进行权限控制 • 提供根据不同产品、军兵种选择经过标准化确认的项目工作区模板的功能，能够根据项目进行剪裁和增添子文件 夹 接收 投产通知 创建项目 组建团队 创建项目工作 区 创建项目 添加项目组成员 维护工作令 选择工作区模板 发布项目工作区 生成项目工作区 结束 2022 Page 21 6/27/ 项目计划编制业务场景 1. 提供全局的统一的可视化的研发阶段项目计划编制界面 2. 支持从 MS Project 导入创建新的项目计划 3. 支持基于产品、军兵种等分类的标准计划模板调用 4. 支持根据项目实际情况进行计划任务剪裁 5. 支持总体控制、逐级细化的项目计划编辑模式 6. 支持灵活的项目计划编辑权限下发和收回 7. 支持项目计划任务的各类属性维护，可以根据需要添加 8. 基于流程驱动项目任务，根据需要预制任务执行确认流程 9. 支持在未确定具体人员时，先期指派任务到角色 10. 人员指派时可看到待选人员工作量负载情况，综合评估 11. 支持添加子项目计划到项目主计划，便于复杂项目管理 • 能够支持通过信息化手段将梳理后的标准项目研发和生产阶段主流程进行固化，促进研发、生产模式持续改进 • 提供科研生产管理人员进行结构化产品实现策划的平台，根据不同产品、军兵种选择经过标准化确认的项目计划模板，支持灵活剪 裁 • 能够倒排计划流程，支持专业部门继续细化任务，支持维护如预计结束时间、责任人、前置后趋关系等属性，能够自动设置关键路 径 开始产品 实现策划 选择项目 计划模板 剪裁项目 计划任务 维护项目 任务属性 选择标准模板 指派节点责任人 剪裁计划任务 设置任务属性 完成任务指派 发布项目计划 专业部门细化 项目计划任务 维护项目 任务属性 结束 2022 Page 22 6/27/ 项目计划执行业务场景 1. 提供统一的待办项目任务工作列表，支持按照项目进行分 类，可以非常方便的查看该任务的项目信息、交付内容、 完成时间等关键属性，以及查看与任务相关的其他文档 2. 改变过去线下通过会议、电话、邮件和口头通知的任务安 排与接收的形式，线上进行任务执行 3. 任务执行过程中可以随时动态更新任务属性，形成基础信 息供项目管理者决策 4. 改变原有节点集中补充归档模式，通过平台实现边设计 边 归档，通过评审流程保证归档数据即为任务有效交付 5. 提供众多 Handle 程序控制任务各环节的执行，系统自动 分 析和判断任务执行情况，如项目任务的百分比自动更 • 提供集中的支持多项目任务的接收工作任务列表，能够查看到工作任务相关信息以及关联数据，如要求文档等 • 支持边设计边归档，支持项目任务执行确认时系统自动判断该任务交付物是否经过了合法审批 • 支持在任务执行过程中按照客观实际情况手动更新任务进度及其他信息，支持在项目任务执行确认后自动更新任务进度到完 成 任务接收与编制 任务交付物审核 任务属性更新 交付物通过及归档 项目任务确认后进度自动更新 100% 接收项目任务 项目任务执行 项目任务 进度更新 任务交付物 审核 项目任务 完成确认 项目任务 资料归档 结束 2022 Page 23 6/27/ 项目计划监控及管理业务场景 1. 系统原生基于用户的多项目计划组合查看解决方案，每个 用户可以根据权限、需求灵活定制关注的多项目计划统一 查看界面，支持根据项目属