项目背景

江南机器（集团）有限公司（以下简称“江南机器集团”）是国家重点军工企业之一，是兵总下属的军工设计与制造企业，是开目公司在兵器行业重要的战略合作伙伴。

江南机器集团是典型的按照订单进行设计和组织生产的多品种、小批量制造企业，产品设计和工艺设计工作量大。在新产品的预研、立项、初样机设计、正样机设计、试验、工艺研制、试生产直至批量生产的过程中，综合运用各种信息化技术，特别是4CP系统，大幅度提高效率，降低成本，缩短研制和生产周期，是江南机器集团进行工程信息化的主要目标。

在长期的信息化建设过程中，江南机器的数控装备已逐步实现了网络化，科研局域网已投入使用，在二维CAD、三维CAD、CAE 及网络安全保密等方面已采用了多种工具软件，并取得较好的应用效果，应用软件逐渐普及，信息化人才队伍也已初步形成，为后续的信息化建设打下了良好的基础。

项目内容

开目公司为江南机器规划的工艺信息集成系统是一个多应用系统集成、多部门实施的分布式大型应用系统。技术方案总体架构的设计指导思想是综合应用多种软件支持系统，与企业现有的相关软件系统实现集成，发挥各自的优势，建立适合于企业发展需要的体系结构。

江南机器工艺信息集成系统的总体构成框图如下图所示。系统由支撑层、平台层、应用层组成。其中，网络、操作系统、数据库构成了系统的支撑层，为系统管理软件和应用软件的运行提供最基本的软硬件环境支持。产品数据管理系统构成了系统的平台层，是整个工艺集成系统的集成平台，通过对象管理、项目管理、应用集成等功能模块，实现产品数据的集中、安全的管理，并为单元软件的运行提供统一的平台。应用层由计算机辅助工艺规划(CAPP)、三维可视化装配工艺规划系统、基于知识的工艺规划系统组成。计算机辅助工艺规划实现工艺文件的编制、工艺资源的规范管理。三维可视化装配工艺规划系统通过提供装配过程定义、装配过程仿真等功能，实现产品装配过程规划的计算机化。基于知识的工艺规划系统通过工艺知识管理、工艺知识定义、工艺知识推理和解释，实现智能工艺设计。

 

图 江南机器（集团）有限公司工艺信息集成系统体系架构

 
项目实施

江南机器集团的技术研发部门，承担着新产品设计、开发、工艺编制和试验研究工作。作为负责江南机器集团产品与工艺的研发部门，在企业信息化进程中，技术基础数据是企业信息化的重要源头，研发水平和效率的提高对整个企业的核心竞争力具有举足轻重的影响，所以技术研发部门的信息化十分关键。为保证项目实施质量，本项目分两期实现，第一期的实施工作主要集中在技术研发部门，第二期则在第一期实施应用初见成效的基础之上，将实施范围扩展到技术研发部门之外的经营发展规划、人力资源管理部门、计划财务部门、生产管理部门、质量管理部门等管理部门以及各分厂，覆盖整个集团公司职能部门和分厂。

通过本项目的实施，使江南机器集团在T、Q、C、S、E几个综合方面跃上新台阶，将企业与现代信息技术、管理技术、制造技术等有机地结合起来，为实现企业在产品全生命周期各个阶段的数字化和绿色化奠定基础，使企业生产达到敏捷性、柔性化，能对市场变化作出迅速反应，满足多品种、小批量的市场需求，并具有较强的抗御风险能力。

项目成果

通过实施本项目，已在江南机器内部产生了以下几方面的效益：

1)　　　CAPP使工艺设计实现了标准化和高效率

 实施前，工艺人员使用atocad或word进行工艺编制，一方面不利于设计人员之间的信息交流，另一方面由于边框尺寸不能固定，造成每人生成的工艺不一定标准；同时，工艺信息无法提取，所有的工艺汇总信息只能靠手工生成，效率极低。

实施后，工艺人员全部采用开目工艺规划软件进行工艺编制，一方面可以实现工艺的并行设计，工艺设计人员之间信息交流不再有障碍；由于使用的工艺表格模块都从服务器调用，同时表格的尺寸是固定的，这样就形成统一的工艺标准；实现了工艺设计信息的提取，并能自动通过PDM系统生成工艺BOM；在填写工艺设计信息时，可以自动调用CAPP企业资源管理器中的刀夹量模具信息，省却了查资料、录文字的不便；修改工艺非常方便；在实践中发现，通过实施CAPP，做一本工艺比原来手工编制快十倍。

2)　　　PDM/BOM为设计人员搭建先进的设计平台，并为ERP提供信息接口

实施前，所有的产品、工艺设计文件都保存在设计人员自己的单机上，一方面不利于交流；文件没有按照产品树结构进行保存，查找不便；文件保存在自己机器上，一旦数据丢失，没有备份；产品、工艺汇总信息全部要手工汇总；修改后的版本控制很麻烦；产品设计信息不能自动传递到工艺设计部门；在进行产品设计时，所有的签字流程全部需要设计人员找领导手工签字。

实施后，所有的产品、工艺设计文件、图纸都可入库到对应的产品对象上，非常直观方便；产品、工艺、工时、材料等汇总信息全部由BOM自动生成；所有数据全部保存在服务器上，避免了数据丢失；将CAD、CAPP、CAE、OFFICE等应用程序紧密集成，CAD信息入库到PDM后，自动传递到CAPP，并能通过BOM汇总输出；图档审批流程全部可以在PDM环境下进行。

3)　　　三维可视化装配工艺仿真

利用三维可视化装配工艺系统（KMAPS V2.0），引入三维CAD系统生成的三维装配模型(也称“产品”)，并在三维产品装配模型的基础上，按照企业实际装配工位的布置情况，以及产品的零部件的特性，重新组织产品的装配结构，用户参照真实感的三维产品模型，规划产品的装配工序（也称“装配步骤”），选择每个工序的装配对象（工序的装入件清单），并定义工序中每一个工步（也称“活动”）需要完成的装配活动，引入装配过程中用到的“工艺装备”并定义其在装配过程中的活动，最后完成整个产品核心零部件的完整装配过程，并通过系统提供的仿真功能，向用户展示真实感的三维装配过程仿真，评价装配工艺的合理性，最后生成装配工艺文档及装配过程录像。具体应用效果如下：

　　　通过维装配模型结构管理功能（产品结构管理-PSM）功能，引入三维CAD设计的产品模型，展示产品结构树，并支持用户根据装配工艺的要求，调整设计BOM（以下简称EBOM），生成工艺BOM(以下简称PBOM)，为规划装配工序（以下称“装配步骤”），每一个装配工序的装配工步（以下称“装配活动”）奠定基础；

　　　通过装配过程定义及管理功能，规划装配的每一道装配工序或检测工序（也称“装配步骤”），指定每一道工序装配的零部件清单（也称“装配对象”），定义工序的各个工步（也称“装配活动”），为装配对象定义直线、旋转、螺旋、平动、牵引、径向 六种运动；

　　　通过装配仿真功能功，进行逐个工序，逐个工步仿真产品的装配过程及拆卸过程，同时支持将仿真过程录制成AVI影像文件，供第三方软件进行剪辑及音效合成，生成多媒体装配过程影像制品；

　　　通过装配仿真客户端及配置在车间的仿真客户终端，车间现场能够点播某个装配工序，或者工序内的某个工步，达到指导装配工人进行现场复杂装配操作的目的；

　　　提供能够管理三维工艺装备的工艺资源管理器，用户通过系统提供的开放体系框架，建立企业工艺装备（工装，量具、夹具、辅具）库；

　　　通过装配工艺评价功能，提供动态干涉检查功能，能够检查零部件装配过程中可能发生的干涉，同时还提供装配尺寸链计算功能，能够计算装配尺寸链封闭环；

　　　通过装配工艺文档填写功能，能够根据用户预先定义的装配工艺文档填写配置，在装配工艺文档模版中，自动填写装配过程定义过程中输入的信息，用于车间装配作业指导。

4)　　　基于知识的CAPP系统

基于知识的CAPP系统是借助于工艺知识辅助工艺人员进行工艺设计的软件系统。在企业建立工艺知识库（计算公式，工艺手册，工艺流程图）和企业资源库（工艺资源管理器）的基础上，通过知识推理和流程推导的方法，实现工艺设计过程中机械性工作（公式计算，查手册，填写工艺文件）的自动化，智能产生工艺数据。

基于知识的开目工艺规划软件提供了工艺知识建库工具、工艺规则解释工具等，并提供了大量行业工艺知识库。通过实施应用基于知识的CAPP系统，企业可以有效地学习、继承优秀工艺人员的工艺设计知识，形成企业的工艺知识财富，提高工艺设计的效率和质量。

小结

在长期的深入合作基础之上，开目公司和江南机器建立成长期战略伙伴关系。开目公司和江南机器集团共同申报的技术研发部门4CP工程信息化于2004年10月通过技术研发部的专家验收。2005年双方合作成功申报了国防科工委项目。2006年3月顺利进入本项目的二期实施阶段，实现江南机器集团信息化的拓展和深化应用。本项目已于2007年成功验收并在江南机器集团持续发挥着良好的作用。

实施信息化工程是用高新技术和先进适用技术改造提升军工产业，以信息化带动工业化的有效途径，具有重大的社会效益和经济效益，对振兴兵器制造业影响重大意义十分深远。信息化工程强调整个企业技术、经营和人的集成，使企业能适应快速变化的国防现代化需求，提高企业的核心竞争能力，这是江南机器集团实施本项目获得的最大效益。