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　　一、一流制造技術與中國機床金融行業

　　的高速產業發展

　　機床工業是當代制造業及當代工業的基礎，機床工業的產業發展帶動了制造業和工業的產業發展。對一個國家來說，亞洲地區的機床工業與亞洲地區的制造業及工業緊密相連，高水準的亞洲地區機床工業有助于提高亞洲地區制造業及工業的水準。20世紀前80年長期雄踞電動汽車金融行業

之首的英國，到1980年被日本超過，是由于制造技術滯后了。80年代，英國制造一輛電動汽車須要214 人時，日本只需133人時。而自80 年代中后期開始，英國政府開始對影響工業產業發展與軍事實力的機床工業大力扶持，英國機床金融行業亞洲地區銷售額由1986年的18.83萬美元上升到1994年的43.5萬美元，英國電動汽車工業也在1994總出口量達至1226.5萬輛，重新奪回當今世界出口量第一的位置。

　　由于武器裝備水準低等原因，我省制造業表現出勞動制造率、市場競爭力低下等特征。在第三次工業普查中，我省機械工業

大中型民營企業的關鍵設燕縣，金切機床屬于亞洲地區一般水準和亞洲地區滯后水準的竟占89％，屬于國際一流水準的僅占1.5%，屬亞洲地區一流水準的也只占9％。而數控機床作為信息技術與機械制造技術相結合的產物，代表了當代基礎機械的技術水準與產業行業發展趨勢，自然正式成為振興國家武器裝備制造業的重點。自2003年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是當今世界上最大的數控機床進口國。在旺盛市場消費需求推動下，我省數控機床工業產業發展較快，目前已有數控機床制造廠百余家，總綜合規模、重點種類方面，我省都已進入當今世界前幾名，數控機床2006年的出口量達至85000多臺，種類共約1500多種，機床工具全金融行業工業總產值達至1500億元，出口量增速保持在15％左右。

　　未來五年，在電動汽車及零組件、航空中國航天和軍事工業、造船

　　和電站設備等大型武器裝備制造業的消費需求牽引下，我省機床制造黎初朝往高精度、高工作效率、高可靠性、性格化、通用化、智能化、綠色環保等方向產業發展，大大改變大型、高速、高精度數控機床大部分依賴進口的現狀，迎國民經濟建設和制造業技術改造的高潮。

　　二、機床武器裝備金融行業產品創新與產業升級迎PLM技術普及化應用領域時代

隨著機械制造業性格消費需求產業發展，機床金融行業怎么適應環境制造業性格消費需求的產業發展、迎合制造業的性格消費需求，正式成為機床設計制造民營企業永無止境的產品創新推動力；同時，隨著電動汽車、航空中國航天等工業輕合金材料的廣泛應用領域，具有延長加工天數、提高加工精度和耐酸性等優點的高速加工已正式成為制造技術的關鍵產業行業發展趨勢；而當代化制造組織的運營商業模式和精益制造管理工作，也對機床設備提出了減少加工遠距天數、工序A43EI235E到機能A43EI235E、通用化等要求，要求延長加工操作過程鏈和遠距天數，減少機床臺數，簡化物料流，提高制造設備的柔性，制造總占地面積最小，使投資更加有效。

在市場競爭惡化和顧客性格化消費需求日漸產業發展的形勢下，機床設備產品更新換代的速度將大力推進，專用機床的可重構性和制造控制系統的可并購性日漸關鍵。通過數控加工單元和機能組件的模塊化，可以對制造控制系統進行快速并購和實用性，以適應環境變型產品的制造須要。機械、電氣和電子

　　、液和氣、和控制軟件的接口規范化和標準化是同時實現可并購性的關鍵。而基于計算機遠距設計控制系統的新的設計方法和手段的運用，通過三維建模和仿真大力推進新產品的開發速度，并逐步同時實現CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM的集成，構筑虛擬化的產品開發周期管理工作（PLM）平臺，則正式成為機床民營企業利用現有產品科學知識資源快速并購和實用性，大力推進新機床的開發速度和提高產品質量的工作效率科水狼。在PLM技術的推動下，傳統的制造商業模式將從“產品=原料+制造操作過程”變革為以產品創新為核心理念的當代制造商業模式“產品=科學知識+原料+制造操作過程+服務”，機床制造業的增值主要體現在產品設計、軟件開發、市場開拓和回收再造等各個環節。

另外，數控機床是繁雜的機電一體化產品，其產品結構繁雜、種類規格繁多，須要由技術性很強的物流配送提供各種機能組件。因此，機床金融行業提高自主創新能力，不論是機床制造商本身來說，還是、嘴螺、數控控制系統

、機能組件等上下游產業各個環節，都必須以產品創新作為未來十年獲得核心理念競爭優勢的指導思想。目前，我省機床產業鏈還沒形成像電動汽車金融行業那樣的分級配套供應關系，制造方法大而全、小而全，不論多大規模的機床制造商，都要同時直接采購與管理工作上千種零組件，供應商共約400~500家，以至專業化、規模化的能力不夠。隨著網絡與信息技術的普及化應用領域，民營企業運作戰略也正在從亞洲地區向全球化、民營企業內部協作向外部物流配送協同、價格大戰向產品創新變革。成功構筑起虛擬化產品全開發周期管理工作平臺的機床制造商，將同時實現產品設計操作過程管理工作與制造個操作過程管理工作有機融合，從原來以制造者為主導力量的少種類、大批量制造商業模式，向以顧客為主導力量的多種類、小批量、短澤列涅制造商業模式變革，正式成為精益、敏捷、信息化和網絡化的數字化工廠，由較少的資源和制造能力滿足市場消費需求。

　　三、CAXA V5面向機床武器裝備金融行業的設計工藝一體化PLM應用領域方案

數控機床一般根據顧客訂單進行設計與制造，包括機械、電氣、液壓、自動化控制等各類機能組件，技術難度高，設計、制造周期都比較長。對銷售部門來說，最大的難題是無法按照顧客的要求及時交貨；對設計部門來說，由于業務產業發展太快，產種類類、規格型號非常繁雜、顧客消費需求變更頻繁，導致設計工作量大、項目管理工作和更改管理工作得不到有效控制；對制造與物料管理工作部門來說，面對機床產品零組件種類多、制造流程繁雜，制造操作過程所需機器設備和工裝夾具種類也繁多，各種制造方式如庫存型(MTS)、訂單型(MTO)、訂單工程型(ETO)和訂單裝配型(ATO)共存，單件、小批量、批量、項目型制造齊頭并舉的狀況，最頭痛的事情莫過于在設計更改和計劃變更頻繁的情況下快速應變與科學排產，既控制住成本，又保質保量地按期交貨。

CAXA V5 提供的設計工藝管理工作解決方案和制造操作過程管理工作解決方案（如圖1）采用了統一的數據平臺，設計、工藝和制造各個各個環節的數據一次錄入后可以為后續業務流程利用，避免了數據的重復錄入，減少由于手工重復錄入帶來的錯誤。同時，由于采用了統一的業務平臺，各個各個環節的業務可以在工作流引擎的支撐下，同時實現跨部門、跨民營企業的協同，所有數據都在平臺的安全控制機制下共享和更新，民營企業還可以利用平臺的定制能力不斷優化業務流程，同時實現民營企業業務的持續改進，不斷提高競爭力。

　　CAXA V5機床金融行業設計工藝一體化PLM應用領域方案具有以下機能特點：

　　*無縫集成中國CAD正版裝機量最大的CAXA電子圖板，特別針對機床武器裝備金融行業的產品圖紙特點定制開發，支持機床金融行業產品圖紙“在位明細”標注習慣；提供標準件、通用件的二維圖庫，規范產品設計管理工作，提高產品與零組件標準化；

*提供產品設計CAD工具與PDM控制系統的物料信息集成，嵌入式深度集成國外三維或二維CAD設計工具（SolidWorks、Pro/E、CATIA、UG NX\ Solidedge、AutoCAD），在產品設計和圖紙繪制各個環節同時實現與民營企業物料信息的集成，增強民營企業零組件的設計重用能力；

　　*適應環境機床產品結構繁雜、種類規格繁多、工藝路線長的特點，提供工藝數據全開發周期管理工作方案，包括機加、沖壓、焊接、總裝、涂裝等各專業工藝編制、工藝路線編制、材料定額編制與管理工作、工藝任務管理工作、工裝業務管理工作、工藝信息管理工作、總裝明細管理工作、工藝科學知識管理工作、工藝資源管理工作等，有效延長制造技術準備周期

*產品設計操作過程、工藝設計操作過程和產品數據、工藝數據管理工作架構在統一的PDM基礎平臺上，產品BOM信息按照不同業務視圖進行實用性、維護，大大減少物料信息的重復錄入，可為ERP控制系統及時提供唯一、準確的產品物料清單，有效延長訂單交付周期。

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　　圖1 CAXA V5面向機床金融行業的設計工藝一體化PLM應用領域方案

　　四、CAXA V5在北京第二機床廠的成功應用領域

　　北京第二機床廠（以下簡稱“北二機床”）始建于1953年，是中國機床工具工業金融行業骨干民營企業（“十八羅漢廠”）之一，其制造的“北二”牌高精度外圓磨床、數控外圓磨床

　　、超精加工設備精密等系列產品是我省電動汽車、航空中國航天、家電、機械武器裝備等金融行業精密制造的關鍵武器裝備，遍及全國各地并銷往當今世界30多個國家和地區。

北二機床信息化起步較早，但隨著近幾年滿足關鍵顧客性格化消費需求的訂單數量迅速增長，單元控制系統（CAD控制系統、車間管理工作控制系統）目前已難以支持民營企業產業發展，也無法同時實現民營企業內部產品數據的有效管理工作與流動，從而制約了虛擬化產品研發的工作效率。為了在中高端細分市場上構筑北二機床特色的、獨有的、差異化的產品競爭優勢，北二機床成立了民營企業信息化領導小組，總經理毛予鋒親自擔任組長。在毛總高度重視和直接關懷下，PLM項目組在確定民營企業信息化首先應通過PLM構筑虛擬化的協同工作平臺的思路之后，經過對亞洲地區外多家PLM供應商長達一年多的精心考察、產品選型活動后，一致認可CAXA十多年專注于制造業的專業積淀和長期可持續性的支持服務能力，和CAXA V5合中外之強的完整PLM機能和易擴展性，最終選擇了CAXA作為PLM解決方案供應商和實施服務方，推動了以產品研發為核心理念的民營企業全面轉型戰略。

　　北二機床在實施PLM項目之前，產品研發操作過程管理工作存在的問題主要包括：

　　1.產品結構管理工作與實用性

在北二機床產品結構管理工作主要依賴四種明細表，分別是組組件明細表、零件明細表、標準件明細表和外購件明細表。組組件明細表記錄產品大的組件，并標明借用和全新設計；零件明細表記錄產品的所有零件（除標準件、外購件）信息。標準件、外購件信息單獨由各自明細表體現。這種產品結構管理工作方式帶來以下幾個方面的情況：大量明細表之間的內在關系不明了，工程技術人員難以了解一個產品完整、有序、直觀的產品結構；難以對零組件借用情況進行統計，也難以清晰地了解零組件的借用范圍；建立各種明細表時須要花費大量的天數重復輸入標準件、外購件等零組件的屬性。

　　2.文檔管理工作

民營企業各個部門管理工作本部門用到的文件，電子文檔存放在服務器上，主要依靠服務器操作控制系統自帶的資源管理工作器，按照產品組織存放審核批準后的文件。紙質文件是民營企業內部唯一合法流通文件，但由于檢索工作效率不高，借閱時難以快速獲得所需的全部資料；同時，由于紙質文件的數量有限，須要借閱的技術人員不能及時獲得，只能參考電子文件，但電子文件并不準確，入庫目錄中的文件不能保證是最終版本，很難查看到文件以往的狀態，也無法進行歷史信息回溯。有些電子文檔修改后，直接采用覆蓋的方式，須要查閱以往設計的時候，數據已經丟失。

　　3.編碼管理工作

　　民營企業原先對內部使用的標準件、外購件及材料，無相應的編碼，對相關零件或是材料的描述也不統一，因此存在設計人員提外購件時對同一外購件描述不一樣，引起混淆的現象。

　　4.工藝編制

民營企業原先采用Word、Excel等通用軟件進行工藝編制，因此在工藝編制中存在以下困難：工藝任務量大，重復工作的工作量大小取決工藝設計人員對典型工藝典型工序的熟知程度；工藝文件沒有在服務器上共享，檢索工作效率較低，歷史成果借用比較困難；工藝特殊符號輸入困難，工藝人員只能采用文字描述的方法，因此工藝文件標準化程度不高；工藝編制中須要繪制附圖時比較困難，工作效率較低；工藝設計中的工藝計算缺乏有效的工具支持，如機加工余量等。

　　5. 項目管理工作

　　民營企業產品研發的項目管理工作，主要是業務主管制定技術準備進度表，僅靠人工來監控

　　協調并行的項目，而流程的執行和督促主要依靠人工通過電話、內部表格進行。這種傳統的項目管理工作方式存在的問題主要是缺乏項目信息的共享，民營企業高層領導、設計主管人員無法對各個項目執行情況做到全面實時的監控；對于參與多個項目的設計主管，要及時獲得各個項目的進展情況，項目組成員的任務飽和情況比較困難；設計人員無法了解所處項目的整體情況，很難做到有效的協調；在產品研發項目管理工作中，流程操作過程中的歷史信息較難進行追溯，相關的記錄文檔也沒有與產品建立關系。

上述問題直接影響了產品設計工作效率，工程技術人員耗費大量天數精力在查找圖紙、錄入產品信息、輸出維護各種明細表等無價值的重復勞動，以致產品開發設計工作量大、開發周期較長、，寶貴的人力資源真正用于產品技術創新的天數得不到保障。

　　為解決上述產品研發管理工作的問題，在CAXA高級咨詢顧問的幫助下，北二機床PLM項目組選擇實施了CAXA V5的相應機能模塊，如下表所示。

　　表1-2 北二CAXA V5實施范圍

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　　圖2 從MAGIC CAD統一轉換為CAXA電子圖板的圖紙

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圖3 圖紙標注的零組件標號從PDM的民營企業通用零件庫選取

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　　圖4 統計匯總明細表按照定制的模板自動生成

經過幾個月的實施與運行表明，CAXA V5已經達至當初北二機床PLM項目制定的目標，控制系統穩定可靠，有效解決了該廠產品研發操作過程管理工作存在的項目管理工作、產品結構與實用性管理工作、圖文檔管理工作、編碼管理工作、工藝編制、統計匯總等問題，成功構筑出設計工藝一體化的虛擬化產品研發協同工作平臺。通過將原先的MAGIC CAD統一到CAXA電子圖板（如圖2），民營企業歷史上積累的海量技術圖紙資產得到繼承與保護，同時大大提高了工產品改型設計的出圖工作效率；在產品設計操作過程CAD工具與PDM緊密集成，圖紙標注的零組件標號統一從PDM的民營企業通用零件庫中選取，有效保證了物料編碼的唯一性和零組件信息的一致性；大量的統計匯總明細表按照定制的模板自動生成（如圖3），減輕了工藝設計人員的。CAXA V5的成功部署，使北二機床的產品研發操作過程管理工作從數據的創建、更改、審核、發布到維護、重用等全開發周期得到有效控制，為北二機床做精、做專、做強的產業發展戰略奠定厚實的基礎。

　　（北京數碼大方科技 陳斌 ）

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