企業自身技術條件和軟硬件條件的限制，在飛機數字化設計與制造集成應用方面還存在如下問題：（1）企業各部門CAD、CAM、CAPP、ERP、MES、PDM等軟件應用水平及工程實施進度參差不齊；（2）產品數據管理和產品開發過程缺乏有效的控制機制，尚未建立單一產品數據源；（3）產品研制的數字化工程環境尚不完善，尚未建立企業級產品全生命周期的制造管理平臺，致使型號研制全過程的數據流和信息流存在斷流等等。

    針對上述問題，制定了以下目標：（1）建立CAD/CAM/CAPP系統與MES、PDM系統集成機制和集成方案；（2）建立面向飛機設計與制造的統一信息模型，模型可實現CAD/CAM/CAPP 與MES、PDM系統之間的信息交換；（3）研究面向飛機型號研制的知識重用和信息共享技術，建立飛機設計知識庫，工藝知識庫及工藝基礎數據庫，提供對飛機設計、制造和管理的支持；（4）開發和實施飛機工裝設計、制造和管理的集成應用系統，實現企業內部CAX與PDM 系統、MES 系統的信息集成和交換，并支持產品研制過程中的知識重用和信息共享。

    本文主要介紹飛機工裝數字化設計、制造和管理集成技術，論述飛機工裝數字化設計、制造和管理集成技術的總體方案，并敘述系統開發、實施內容和達到的目標。

飛機工裝數字化設計/ 制造/ 管理集成總體技術和方案

1 工裝數字化設計與制造集成系統總體技術

    工裝數字化設計與制造集成系統總體技術從全局出發，考慮系統內部各個組成部分的關系，協調各個分系統的運行，并將它們組成有機的整體，實現信息資源共享。通過理論研究和企業應用需求調研，分析系統集成所涉及的關鍵技術問題，研究數字化設計與制造集成技術的總體體系結構、總體技術框架、支撐技術、運行機制、實施方法、系統集成和實現模式，提出解決該類問題的總體解決方案。

飛機工裝設計制造管理集成方案

    針對哈飛實際情況，確定具體研究內容如下：（1）數字化設計與制造集成系統的體系結構；（2）數字化設計與制造集成系統開發的總體技術框架和實施模式；（3）數字化設計與制造集成系統的工程實施技術。

2 分析現有CAX系統和MES、PDM系統的數據傳遞關系

    通過實現接口管理功能，解決企業各個部門、各種軟件之間的信息共享問題。由于目前企業的CAX軟件之間不能完全實現信息共享，不同部門之間產品數據得不到有機的共享，形成了一個個“數據孤島”，無法滿足集成化管理系統對設計數據的需求。PDM系統中的接口管理就是要解決這些“數據孤島”，通過實現應用軟件封裝管理功能, 使軟件得到統一的管理和控制，將企業的一個個“軟件孤島”在統一的界面下封裝在一起。并且通過PDM系統實現應用軟件的權限管理, 在PDM系統中以工具方式封裝應用軟件, 建立一種安全的應用軟件應用模式。將各種需要共享的數據有效地組織和管理起來，使這些數據不僅可以方便的獲得，而且可以直接使用，真正實現企業內部各個部門、各種軟件之間信息的共享，提高工裝產品開發的效率，縮短開發時間。

3 構建面向飛機工裝設計與制造的統一信息模型

    面向飛機工裝設計與制造的統一信息模型是產品生命周期中全部數據的集合，是在整個工裝產品生命周期的各階段能共享的信息模型，用于組織、管理、控制產品銷售、設計、制造、分析、維護、維修等不同階段的信息，確保工裝產品開發活動的順利進行。建立工裝產品生命周期統一數據模型需要解決：

（1）數據對象的抽象、分類； 

（2）數據及其關聯關系的有效組織結構； 

（3）數據動態變化的管理機制； 

（4）數據與應用系統的關聯集成

4 研究面向飛機工裝制造的工藝知識重用和信息共享技術

    依據構件重用概念，知識重用首先進行知識構件化。知識重用的基本思想是系統可通過組裝已存在的可重用知識構件（包括已存在的工裝產品的三維零部件）來構造，以便能夠合理而高效地完成產品開發，從而大幅度降低產品設計周期并提高設計效率。主要內容包括：(1) 知識構件的抽象；(2) 知識構件的存儲與檢索模式；(3) 知識構件的應用集成。

5 飛機工裝設計制造管理集成方案

    通過研究工裝數字化設計與制造集成系統總體技術、各系統的數據傳遞關系、統一信息模型和工藝知識重用和信息共享技術等技術，設計了飛機工裝數字化設計制造管理集成總體方案。

系統開發與實施

    在哈飛現有工作成果以及軟硬件基礎上，開發和構建了數字化工裝設計與制造集成系統，結合飛機工裝設計與制造過程進行系統的應用示范，以驗證系統的正確性和有效性。

1 工裝訂貨單管理

    工裝訂貨單管理主要是接收工裝使用單位的工裝訂貨（工藝裝備品種表），生成工裝訂貨單。與CAPP系統集成，通過CAPP接口，自動導入工藝裝備品種表生成工裝訂貨單；與工裝編號系統集成，共享工裝圖號、人員等基礎信息，并提供Excel直接導入工藝裝備品種表導入功能。

2 工作令管理

    工作令生效以后，系統自動將工作令納入到其所在的月計劃中。設計和制造部門可立即接收，并進行派工等操作。系統自動與MPM系統連接，隨時監測制造進度。

    生產準備科可以實時查看生產月計劃中的各工作令的工裝設計和制造節點的進度，可以隨時調整生產月計劃并迅速將其下達到各個單位。

3 工裝制造計劃管理

    根據工裝訂貨單，選擇工裝的設計單位和制造單位，生成《設計/制造工作令》。并進行工作令的下發、反饋和生效的操作。也可以直接添加工作令。

4 工裝設計計劃管理

    設計部門接收工裝設計月計劃，并根據月計劃，安排工作令的設計、校對、審核、發圖相關負責人。與編號系統集成，各個節點負責人通過工裝編號系統查看本人的當月工作令，并通過編號系統反饋工作進度和工作量。

5 綜合查詢及數據報表

    實現多條件模糊查詢、預覽、打印、頁面設置、Excel導出等功能。數據報表主要包括：工裝訂貨單一覽表、工裝設計統計表、工裝制造統計表、工作令一覽表、生產計劃一覽表、生產進度一覽表、在制品一覽表等。

6 工裝制造過程管理

    工裝編號系統、CAPP系統和工裝制造過程管理系統采用統一的Oracle數據庫，無縫集成在CAXAV5平臺上。系統功能主要包括：車間級制造計劃管理、生產制造過程管理、半成品庫管理、樣件庫管理、統計查詢看板、權限設置和基礎數據等。

7 工裝圖文檔管理

    提供數據生成、存儲、查詢、存取控制、恢復、編輯、流程控制和記錄以及文檔管理、提取、檢索、存儲等基本功能和版本管理功能。

    圖文檔管理提供分類組織文檔和圖紙機制，各種文檔能夠合理存放，合理組織，方便檢索和共享。（1）每個文檔從預研、外發、使用、歸檔全過程中，相關的更改文檔和版本變化全部記錄在案，任何時候都可以方便地查詢和跟蹤，提高數據資料的重用率。（2）多種查詢方法，使用戶能夠迅速獲得正確的數據資料。（3）文檔本身及其不同工作狀態（提交、審核、批準、歸檔等）均有不同的讀／寫操作權限，確保圖文檔不受非法使用和操作的侵犯。（4）校核、審查、審定、批準和圈閱功能，它為無紙化的設計過程提供支持。該功能可使具有某級權限的用戶查看數據倉庫中存儲的數據、文檔。（5）實現圖紙與相應的文檔（例如試驗報告等文檔）關聯，通過圖紙或試驗報告都可以檢索到。

    工裝圖文檔管理中的版本管理提供版本控制和生命周期控制功能。（1）版本控制。提供對每一個文檔進行修改時自動產生一個新版本，并對每一個版本進行版本說明的功能，便于對文檔版本進行跟蹤。（2）生命周期控制。提供對文檔的新建、檢入、檢出、發布、新版發布、歸檔等操作，對于處于生命周期不同階段的文檔設置不同的操作權限，并根據生命周期操作自動更改文檔的狀態，從而確保文檔操作的規范和安全。同時，提供對相互關聯文檔的多個文檔的生命周期同時操作，從而確保多文檔操作的協同一致。

系統實施目標

    通過開發和實施飛機工裝設計、制造和管理的集成應用系統，達到了如下目標：（1）通過對業務流程的規范化管理，提高了工裝設計計劃和制造計劃的可執行率；（2）通過進度看板，對工裝設計、制造過程進行跟蹤，使管理者能夠準確地把握工裝設計、制造進度；（3）通過與CAPP系統、MPM、圖文檔系統、編號系統的集成，實現數據共享，避免數據重復錄入，提高了工作效率；（4）實現數據的綜合查詢、自動生成相關報表。

結束語

    在系統開發與實施過程中，從理清業務流程、改善業務模式、規范業務分工入手，以不重復產生同一對象數據為原則，建立單一工裝數據源；通過統一的信息模型，實現異構系統之間的信息交換；在飛機工裝設計知識庫、工藝知識庫及工藝基礎數據庫的支撐下，實現飛機型號研制的知識重用和信息共享，最終實現工裝數字化設計、制造與管理技術的集成應用。