4CP工程信息集成系统建设的实践与思考

作者：刘东潭 陈进

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4CP工程信息集成系统不是一个孤立的系统，而是一个集成化的软硬件环境，由CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM、网络与安全环境等诸项子系统构成，是企业经营生产的信息源头。因此，工程信息集成系统成功的标准，不只是研发部门单项软件成功的应用，最重要的是为企业的整体信息框架打下什么样的基础，故此，在作4CP系统总体规划时，站位要高，必须要有面向整个企业进行信息集成的全局意识，坚持系统的原则、整体的原则、集成的原则。 而要做好总体规划，就必须做好调研工作，要对企业的现状、发展目标，以及通过本次信息化建设必须解决的瓶颈问题做到心中有数，同时还要对工程信息集成系统有充分的了解，特别应当注意是要多进行实际应用案例调研，学习成功企业的经验，汲取失败企业的教训。 其次，对于4CP这种为研发和工艺服务的信息集成系统，在实施上要根据自身的需求，先把软件系统中成熟的基础部分（如CAD/CAPP）用好，然后在此基础上，根据自身的实际，与软件提供商一道，做好系统的二次开发与定制工作，使之更加适应千变万化的企业实际，因此在信息化建设过程中一定要有重在应用的原则意识。 2.2 满足企业需求的4CP工程信息集成系统的基本特性 信息集成系统成功的标志，很大程度体现在一个高水平的整体规划内软件的普及程度，只有广泛普及了，深入应用了，软件才能体现它的价值，发挥它的作用。因此，有必要讨论一下，一个能满足企业需求4CP工程信息集成系统必须拥有哪些基本特性： 2.2.1 普及性 软件本身必须便于学习掌握。对于企业而言，工程信息集成系统的作用首先体现在软件本身能充分的用起来，而不是少数几个“高手”的专利，只有绝大多数科研与管理人员都熟练掌握了，应用到每一个科研项目中去，才能形成足够多的信息资源，提供足以满足企业需求的各种数据，其作用才能充分得以发挥。 2.2.2 集成性 良好的集成性取决于软件设计的指导思想、系统的数据库底层技术，主要表现在各子系统和PDM、ERP间的协同工作能力，例如，二维图与三维图之间的互操作、CAD生成的三维模型经过CAE分析后得出的结果是否能够自动优化更新、所需要的各种数据是否能无缝地传输到ERP中去等等。 2.2.3 兼容性 在集成系统中最好用同一家公司的系列产品，但由于企业需求的多样化，而CAD/CAE/CAM公司都有自己的特长，因此有时很难做到这一点，但必须进行基本的权衡与取舍。例如：三维CAD软件必须采用Para slid内核，因为它已成为CAD软件内核的主流，而且除了不出错误地读取其它软件的数据外，还应当能对其它软件产生的三维模型进行特征识别，继承设计过程产生的其它信息；另外，从广义上讲，兼容不但指CAD、CAE、CAM、CAPP间的数据兼容，最重要的是4CP集成的信息还要向ERP系统作流畅的传递。 2.2.4可扩展性： 系统的可扩展性主要表现在两个方面： 一、4CP集成系统内部的可扩展性,如是否便于与第三方软件的扩展，二次开发是否方便，是否便于与外界交换数据、是否能与更好的软件形成高中搭配等。 二、与ERP的集成能力，这是最重要也是最关键的因素。我们必须始终站在企业全局的高度来分析与规划4CP集成系统，其底层数据库要考虑相关应用的要求，能够将数据的定义和描述从应用程序中分离开来，提供数据的总体逻辑结构与某类应用所涉及的局部逻辑间的双重映象和转换功能，其外在表现就是：ERP所需的数据能够很方便地从4CP集成系统中提取出来并无缝地利用，真正起到数据源头的作用。 2.2.5 良好的开发、技术服务与支持 4CP集成系统的应用，会碰到各种各样的问题，小到软件的某一个应用技巧，大到用户化的二次开发，一个经验丰富的合作伙伴，反应迅速，服务周全的技术支持是解决这些实际问题的基本前提。 2.3 软件选型与设计方案的优化 企业的需求千变万化，企业的情况各具特色，企业本身财力有限，因此，企业应当追求软件搭配的最佳组合，实现最佳的投入产出比和软件实施的最大成功率。一种明智的解决方案是中高搭配，即用中端软件的应用来普及和推广CAD集成技术，提高企业的整体信息化水平；用高端软件来解决一些企业在实际情况中碰到的特殊问题。 然后通过逐项目实施的渐进过程，培养人才，提高企业整体素质，使之逐步适应先进的科研、管理手段，满足现代化管理和生产的要求，实现企业的科研、管理水平循序渐进地实现跨跃性的发展，这对于那种信息化刚起步，缺乏实践经验，或是资金有一定困难的企业不失为一条可行之路。 在此过程中，中端和高端软件是否实现无缝集成，是最佳组合的关键。江南机器集团公司在本系统建设过程中就采用了中端和高端软件相结合的解决方案，具体如下： 2.3.1 CAD软件平台： 以中端三维软件Solidedge来构建系统主平台，以高端三维软件UG作为系统的辅助平台，比例为5比1。 Solidedge作为一种中端三维设计软件，有许多优点，如采用Parsolid内核；具有特征识别功能，与多数其它软件进行数据交换时，不但能读取数据，而且能继承其它参数化设计软件的特征，兼容性好；自带国标件库，能对标准的数学公式和有关物理算式进行计算，并自动生成由计算结果驱动的三维零件，极大地方便了工程设计人员。 但它还有三个特点特别适合企业的CAD集成系统建设：一、易学易用，可以在信息化建设的第一步进行大规模推广，积累足够的数据资源，提高科研人员的技术素质，并利用三维设计的强大功能产生明显的首期效益，增强领导和群众对信息化建设的信心；二、良好的扩展性，即从中端向高端的无缝扩展能力，由于Solidedge和UG都是EDS的产品，两种软件生成的产品数据是可互操作的，即两种软件间不但数据转换没有问题，第一阶段的实施成果能被以后充分的利用，这就给企业的信息集成打下良好的基础。三、良好的经济性： edge本身自带基本的产品数据管理模块INSIGHT，可实现工作组级的设计协同，进行产品数据管理和设计更改，生成产品BOM，同时将PDM早期实施费用降低到很低的程度，培育设计人员适应PDM的管理模式与理念。 中端软件之所以叫中端，是由于它确实在功能上与高端软件有不少差距，在完成了普及推广CAD技术、提高人的素质、为PDM和ERP创造条件后，企业的CAD集成应用就可以向更深更广的层次发展。在这一阶段可采用UG和与之相应的PDM、ERP产品。UG是一个大型的集成化软件，含有集成化的CAD/CAE/CAM/CAPP模块，与SDRC合并后，得到了I-DEAS最先进的PDM软件，并推出企业级的PDM软件Teamcenter，利用这些产品，并依靠在第一阶段培养锻炼的人才，可以进行产品的生命周期管理，逐步实现企业数据资源以及工作流程的管理、协同与应用集成。 2.3.2 CAE平台： 其选型除了满足技术要求外，我们一定要注意它与CAD平台的兼容性与集成性，CAE与CAD平台间集成性最明显的标志就是CAD三维模型是否能够被CAE的优化结果无缝地更新，能否形成一个相互作用，相互反馈的整体。本企业选用UG/Solidedge平台的原因之一就是它自带有与之集成的CAE模块，并且在得到了MSC的NASTRAN源代码后，形成了自已的UGS/NASTRAN分析软件系列，可以解决工程中很大一部分问题。 2.3.3 CAM平台： 与CAE类似，一个集成性好的CAM软件，能向CAD反馈加工仿真的结果，对CAD三维模型进行工艺优化，实现设计与制造的协同工作。因此，江南机器集团选用UG本身的CAM模块。考虑到项目的第一阶段操作者的素质问题，也选用少数界面友好，易学易用，与solidedge集成的第三方软件，使软件能够很快地用起来。 以上是本企业在软件选型时的一些思路，笔者认为，任何企业进行工程信息集成系统选型时，最重要的是根据企业自身的实际，站在全局的高度和长远的眼光进行软件的选型工作。对于以简单零部件为主的企业，CAD平台可选用Solidwork/Inventor/Solidedge/CAXA等中低端软件，对于生产复杂零部件的企业或总装厂，则必须考虑高端的CATIA、UG、PRO/E系统。特别要指出的是，中小企业在选型时，要认真分析自身在产品整个供应链的位置，注意与上下游企业软件平台的一致性，尽可能减少企业间实施供应链管理（SCM）时的集成开发成本。 三、江南机器集团公司4CP工程信息集成系统建设案例 江南机器集团公司始建于1952年，为国家重点保军企业之一，承担着系列军品的科研、试制和生产任务，设计、工艺、制造的上下游间形成了信息流的完整链接关系，是一个典型的离散制造企业。 从2000年开始，从科研局域网建设开始，公司逐步工开展企业信息化建设，并于2003年4月正式启动了4CP信息集成系统一期工程建设（软件总投入150万元），通过在实践过程中的不断完善与发展，于2004年11月通过了湖南省信息化专家组的项目验收。2005年又获得了国家有关部门1700万元信息化建设投入，进行基于协同工作的工艺信息集成系统试点工程建设。经过多年的风雨历程，我们在建设过程中边摸索、边应用、边总结，走出了一条适合企业自身的信息化建设道路，为企业的长远发展打下良好的基础。回顾一下项目的建设历程，总结经验，对其他企业也许可以起到借鉴作用： 3.1 着眼公司的长远发展，制订信息化建设的总体思路、建设原则 在项目起步时，我们认为，企业信息化是多个信息系统的大集成，必须站在全局的、总体的角度，防止信息孤岛的出现，实现信息的有效集成；为满足公司长远的发展需要，各个软件要尽量架构在统一的基础平台之上，使信息系统具有良好的集成性和扩展性，既能满足当前的实际需要，又能使系统得到长远的发展。 为此，我们根据企业实际情况制订了公司的信息化规划总体思路和建设的基本原则，即“统筹规划，分步实施；理念先导，规避风险；需求牵引，效益优先；先易后难，循序渐进”。并决定先从工程信息集成系统建设着手，再向生产经营信息化建设扩展与深化。 3.2 搭建网络硬件平台和软件安全环境，组建多学科的企业信息化实施队伍，为工程信息集成系统建设提供条件保障 稳定的网络环境是4CP信息系统正常运行的基础， 4CP项目组与公司相关部门相互配合，完成了科研局域网络的硬件建设，为实施工程信息集成系统提供了基本的运行环境。 由于科技部门是核心保密部门，因此在建设前期，公司先后投资近XX万元，对网络进行软件防护，同时建立和完善了各项信息安全管理制度，并采取多种物理手段，建立了一个完备的信息安全防护体系，使公司顺利通过省市保密局信息安全保密方案评审，成为湖南省第一家通过涉密局域网方案评审的军工企业。 工程信息集成系统建设涉及多学科、多专业，对企业实施人员的要求很高，为此，科研部门成立了专门的业务科室——IT室，全面负责4CP工程信息集成系统建设的需求调研、系统分析、软件选型、实施维护、推广培训、二次开发等工作，其成员分别由有工程背景，熟悉企业工作流程的管理人员、计算机硬件、网络、数据库、软件编程的各类专业人才组成。并在正式实施4CP时，针对不同的应用系统，分别成立了由产品设计室、工艺设计室、标准化室、IT室等科室业务骨干或室主任组成的项目组。 3.3 通过扎实的需求调研，确立正确的选型思路，实现系统的整体优化 由于信息化建设在江南机器集团公司没有先例，也就没有经验可循。因此，项目组在一年多的时间里，通过在企业内部进行了深入的需求调研，理清了企业的实际需求，并组织了solidedge、UG、I-DEAS、solidework、CAXA等国内外知名软件进行演示、培训和试用，在了解国内外软件系统功能、发展状况和功能特点的同时，组织项目组到信息化应用成功的企业进行实地调研，学习成功经验，汲取失败教训，最后，在综合考虑公司目前实际和未来发展的前提下，确立了如下选型思路： 选型重实际、系统重集成； 中端来普及，高端求深入； 搭配要合理，平台重统一。 由于工程信息集成系统投入资金较大，公司及科技部领导格外重视，将4CP工程信息集成系统的建设作为科研项目来对待。项目组结合企业实际，对供应商的技术方案进行了认真综合评估，并通过招标程序将4CP的软件投资从原计划的360万，降低至150万，最终确定了国外先进的基础设计平台（solidedge+UG）与国内先进的信息集成系统（开目CAPP/BOM/PDM）相结合的方案。选择该方案,我们有如下思考： 3.3.1 三维CAD子系统 三维CAD是离散型企业实现优化设计与数字化制造的基础，而国内三维设计软件对某些复杂产品三维建模还存在一定问题，因此项目组决定选用成熟先进的国外软件。通过对现有的中端软件solidedge、solidework、INVENTOR，以及高端的UG、CATIA、PRO/E等软件进行了认真的对比和试用，得出如下结论： 中端软件普遍易学易用，便于推广，能够满足设计过程中90%以上的三维建模要求，但剩下的10%只能通过高端软件来解决，而高端软件功能强大，但功能复杂，学习和应用起来有一定困难，特别是本企业当时正处于新老交替的时期，45岁以上的老同志占1/3以上，同时科研和生产技术管理任务繁重，技术人员不可能有大量时间用来学习新的设计软件。 基于企业自身的特点，项目组在三维设计软件采购的数量进行了合理搭配，其中，SolidEdge20套，UG的CAD/CAM模块各四套。由于三维CAD是CAE/CAM的数据源头，通过易学易用的中端软件solidedge实现三维设计的普及，可积累大量三维基础数据，并直接通过UG/CAM进行数控加工，加快新产品的试制进度；同时UG/Solidedge属同一家公司产品，数据可以互操作，对于应用中的深层次问题，可通过扩展UG高端模块解决，实现了中端向高端的无缝扩展。由于与上游设计所平台一致，信息无缝集成，便于将来实现远程异地协同工作，系统整体性价比高，扩展性好，既能解决当前的问题，又能满足未来的发展，风险小，成功率高。 3.3.2 CAE子系统 在产品的研发、生产过程中，多学科、多侧面地通过引入CAE技术，变以往的经验设计为科学设计、变实测手段为仿真手段、变传统分析技术为现代的计算机仿真分析技术，能有效地提高产品质量、降低产品成本、缩短产品研制周期、增强产品可靠性。因此，CAE技术是企业研发核心能力的重要组成部分。 由于本公司军品科研既有一般通用机械领域内的分析，又有军工领域的专业分析；同时，CAE软件本身功能强大，系统复杂，对使用人员素质要求很高。为此，项目组制定了“由易到难，重点突破，立足集成，深化应用”的发展策略。 第一步：先上马功能相对简单的Edge/Designstar，利用工程师级CAE软件易学易用的特点，先解决科研中常见的基础分析如刚度，强度计算等，积累经验，培养骨干，为大型专业CAE软件打下基础。 第二步：在前期的成果上，针对军工行业的专业分析软件进行技术验证和招标，使CAE应用向更深层次和更宽广度扩展。 由于Designstar与三维设计平台无缝集成，solidedge/UG中的数据可直接读入CAE中，可防止因数据丢失导致的分析错误，分析结果也可以直接对三维设计模型进行改变，极大提高效率；而分析软件与三维设计软件的无缝集成也为PDM的集成化管理提供了便利，因此我们采用了Designstar作为CAE的起点。 3.3.3 CAPP子系统 工艺贯穿了产品从设计开始到最终产品总装完成的全部程，是连接产品设计与产品制造的桥梁，工艺信息中既包含了零件名称、代号、材料、机加设备等BOM信息，又包含了加工方法等过程控制信息，是下游生产计划、物资供应，成本核算的数据源头，对新产品制造过程中的物资供应、生产计划与管理、质量管理等生产活动起着指导作用。对工艺信息的有效利用，对于企业全面信息化起着至关重要的作用。 由于企业间的生产特点不同，生产条件不同，工艺特点和要求也不尽相同，因此企业的工艺设计个性化要求非常强，设计模式和设计表格都各不相同，必须进行大量的定制开发工作，可以说没有一个一模一样的CAPP系统。国外一般不提供CAPP，即使有也不能根据企业实际需求进行快速的定制开发，因此我们选择了系统成熟，国内市场占有率第一的开目CAPP系统。该系统最大的特点就是有强大的开发和实施队伍，技术支持到位，同时支持企业自行根据报表汇总的方式、表格格式和生成过程进行配置。 3.3.4 PDM集成系统 PDM是整个4CP系统进行信息集成与过程集成的关键与核心，并且所有数据均集中在PDM的管理和控制之下，因此对信息的安全与保密起着关键作用。 PDM同CAPP相比，涉及面更广，系统更为复杂，需要定制开发之处更多，开发以及对客户需求的反应速度对于整个系统实施的进度和成败起着十分关键的作用。国外PDM系统成熟，功能强大，理念先进，但在一定程度上存在着对企业实际中的合理需求定制能力弱，开发不及时等弱点，同时过于强调企业适应软件，而不是软件作适当开发改进，对于人员素质相对较弱，信息化基础相对较差的国营企业水土不服的可能性较大。 同时，在开发定制的过程中，软件集成商必须在不同程度上接触企业的机密数据，才能有效地了解数据格式、工作流程，顺利完成测试和系统调试。由于我厂以军品为主，承担着大量军工科研与生产任务，选用国外PDM进行系统实施和数据管理存在着严重的泄密风险与隐患。 在软件选型的过程中，我们感到应当一切从实际出发，把先进的信息技术与本企业的自身特点相结合；将国外先进的CAD/CAE/CAM基础平台与国内优秀的PDM平台相结合，力图实现适用性与先进性的统一。 通过对国内外PDM的调研分析，我们了解到：开目PDM经历了近十年的市场考验，软件日趋成熟，积累了较为丰富的实施经验，同时有一支强大的开发和实施队伍，能根据企业合理需求迅速进行相应定制开发，在学习和借鉴国外先进PDM技术的同时，融入了中国特色，与国外先进行的三维CAD/CAE/CAM平台软件有着较深集成能力，在企业内部的信息集成上，开目的产品和工艺BOM及其与下游部门的信息集成做得比较好，比较适合象本企业这种保密性要求高，信息化起步较晚的国内企业。 通过以上的技术解决方案，我们力图做到既满足了企业当前的实际需求，又能满足企业长远发展的需要；既吸收了国外CAD/CAE/CAM基础平台功能强大，系统成熟，运行稳定的长处，又发挥了国内PDM集成系统安全和保密性好，实施门槛低，开发定制能力强，对企业适应性好、风险较小、成功较率高的优势，具有平台先进、扩展性好、性价比高、保密性强等优点，形成了一条适合自身信息化建设与发展的道路。 3.4 做好项目实施过程中的本地化定制和二次开发工作 由于商业应用软件一般考虑得多的是企业应用的共性问题，对企业的特性问题不可能投入很大的开发力量进行定制开发，而恰恰是这些问题在很大程度上影响企业的应用效果和实施进度。 为使工程信息集成系统应用完全符合我公司研发实际需求，4CP项目组担负起了对各个应用软件进行个性化定制的工作，并结合企业实际建立了信息系统应用规范和技术标准；同时，为在PDM环境下无缝集成各个应用软件，实现信息流在应用软件之间的有序流动，与软件供应商联合进行技术攻关，主要工作如下： 3.4.1 针对CAPP系统进行定制开发 CAPP技术已比较成熟，但由于每个企业的工艺设计个性化非常强，设计模式和设计表格都各不相同，如果完全依赖于软件公司进行CAPP的定制开发，一方面周期长，一方面影响企业正常的科研与生产，为此4CP项目组在充分吸收消化合作方技术精华的基础上，自行承担了CAPP系统的定制开发任务。 4CP项目组首先进行扎实的需求调研，整理并规范了我公司现有的工艺技术文件、工艺卡片，按照公司实际应用要求，定制了各类工艺规程和卡片。同时，组织力量将公司的机床设备、工艺装备、工序名称等企业特有信息输入到CAPP提供的企业资源管理器中。通过信息扩充，工艺设计人员在进行工艺设计时，只需要轻点鼠标，就能在企业资源管理器中随时调用机床参数、切削用量、夹具符号等数据进行自动填写，避免了手工填写的不便，省却了查找资料的时间，极大地提高了设计效率。 3.4.2 针对三维CAD的定制开发和标准化 Solidedge/UG许多功能先进而成熟，但毕竟是国外软件，不能直接写入零部件的设计信息如设计者、材料信息、质量、图样号、所属装配号、产品型号等，成为与国产PDM系统之间信息集成的技术瓶颈，而且设计人员使用也不方便。 为此，项目组与EDS上海公司一起，联合开发了solidedge文件属性填写器，并对通过调用零件的质量计算模块将质量自动填写到文件属性中，极大地方便了设计人员规范化地填写文件工程信息；同时，通过此接口提供的信息，实现了PDM与solidedge信息的双向互动，即实现PDM正确提取solidege文件属性，并能自动将设计信息写入solidedge文件中。 solidedge软件是一个通用平台，在进行本地化开发和定制以前，还不能出合符国标的二维图，造成三维CAD应用推广上的困难。为此，4CP项目组充分挖掘软件的潜在功能，定制了solidedge设计、工装共15种二维工程图模板，通过反复调试，实现了零部件设计信息从三维模型文件中自动填写到二维工程图的标题栏和明细栏中，解决了国外三维软件直接出二维图时的国标化问题，满足了公司实际应用的需要。 3.4.3 针对PDM的定制开发和标准化； PDM系统作为4CP集成系统的核心部分，一方面要满足系统对4C等应用软件的无缝集成和有效管理；一方面要能够通过BOM自动汇总产品相关的各种数据，为生产计划、物资部门提供源头信息；同时作为一个通用的管理平台，必须确保企业的复杂的产品研发流程和更改流程能正确地在PDM系统下实现；实施存在着一定的难度。因此，PDM建设存在着“试用验证—发现问题—改进完善—再次使用—再次完善”客观规律，这个过程，实际上是根据企业实际情况，进行不断定制和开发，不断修订和改进的渐进过程。 项目组与软件公司实施人员一起，经常向应用人员了解和收集情况，并多次召开专题会议讨论解决办法。在深入了解科研实际的基础上，量身定制了各种汇总表格；在PDM正式实施前，4CP项目组与产品研发、工艺、科研管理方面的信息化骨干组成专家组，进行了实施前的整体功能验证和难点攻关工作。同时，项目组及时总结和收集应用中的问题，形成4CP应用操作规范。目前，PDM系统能够很好地管理产品各个阶段的文档，并能为设计、工艺、生产、计划、物资等部门提供准确快速的源头信息。 3.5 建设成效 通过4CP工程信息集成系统项目的实施，4CP系统已投入使用，江南机器集团公司的设计水平和设计手段都有了质的飞跃，并积累了较为丰富的信息化建设经验，培养了一批专业的信息化人才，其具体成效如下： 3.5.1 产品设计手段发生了本质性的飞跃 在未使用4CP系统前，设计人员采用autocad出二维工程图，无法进行转动惯量、质量等的计算，设计错误只能在加工、试验才能发现，浪费了不少试验费用和时间。 实现4CP项目后，设计人员通过三维建模进行产品设计，并直接生成产品的二维图纸，同时产品代号、名称、材料等标题栏信息能够自动填写；设计变更，信息变化后，标题栏内信息也自动发生相应变化，效率大为提高。 零件完成后，即可进行部件的三维装配，进行干涉检查、质量质心计算等校核计算工作，并可直接生成三维装配图，明细栏中的名称、代号、备注信息自动生成，一旦设计发生更改，三维装配体和二维装配图均可通过更新发生相应变化，设计效率得到极大提高，同时设计变更产生错误的可能性降低90%； 完成产品和大部件设计后，设计人员可以通过PDM的BOM展开功能，按该产品（或大部件）下所有零部件的装配关系生成产品结构树，同时电子图档自动存入树节点的相应文件柜；入库的同时，PDM会自动将三维零部件中名称、代号、材料等信息读入相应的节点属性，在进行产品汇总时，相关表格中的信息几乎全部自动生成。一旦设计发生变更，只要重新汇总一次，产品明细表中的信息也会自动更新。 设计上游的信息只要输入一次，以后凡是需要再次填写该信息的地方都不需要重新输入，下游对上游的信息进行了充分利用；同时，上游环节发生设计变更后，下游环节也能正确更新，变更错误的概率可以降低90%，产品设计实现了深层次的信息集成。这样，对于任何一本产品图纸，只要使用以4CP工具并严格执行相应的应用规范，从第一页封面直至最后的总装图，每页所有涉及产品信息填写的地方几乎都实现了自动化。 3.5.2 工艺设计手段发生革命性变化 产品设计完成PDM入库后，工艺人员可以在自己要做的零部件节点新建CAPP工艺文件，节点属性上零件名称、代号、材料等信息自动写入工艺规程的相应位置，实现了产品与工艺的信息集成。 由于按标准化的要求定制了各种工艺表格，通过CAPP生成的各种工艺文件完全符合标准化要求，提高了工艺标准化水平。 工艺设计人员在进行工艺设计时，只需要双击鼠标，就能在企业资源管理器中随时调用机床参数、切削用量、夹具符号等数据进行自动填写，避免了手工填写的不便，省却了查找资料的时间；工艺编制效率提高70%以上。 通过PDM的BOM汇总功能，工艺人员编完一本工艺后，可自动正确提取工艺规程中的各类工艺信息，自动汇总出工艺装置明细表、外购外协明细表、材料明细表等工艺BOM。同时工艺文件发生变化时，汇总表内容也发生相应变化，工艺明细编制效率提高十倍，汇总错误率降低90%以上；全套产品工艺文件的汇总时间从过去的15天到1个月下降到目前的10分钟左右。目前，甚至连工艺文件封面中的主要信息也能自动生成，工艺整体信息集成已实现，工艺人员完成一本复杂工艺的周期已从原来的1个月缩短为2周以内。 3.5.3 CAE为设计人员优化产品性能提供了分析工具 实施前，产品性能只能靠设计人员通过实物打靶从中取得实验数据，并通过多年的设计经验改进产品性能；实施后， 设计人员不但在强度、刚度等常见问题中已开始了CAE的应用，同时也解决了一些工程上无法用常规手段计算的难题。 3.5.4 CAD/CAM为数字化生产创造了条件 过去，数控车床只能由数控编程人员编程来加工产品，效率低下，对编程人员的技术要求高；实施后，CAM软件能自动生成零件的数控加工代码，特别是对于精度要求高、加工程度复杂的零件尤其有效，从设计到试制的周期大为缩短。 3.5.5 PDM/BOM搭建先进的协同工作平台，同时为ERP提供了接口 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；图档审批流程全部在PDM环境下进行；PDM作为4CP集成系统的核心，通过信息与过程的集成，对科研水平的提升，起到了难以估量的作用。 四、结论：工程信息化建设的体会与建议 江南机器集团公司4CP工程信息集成系统项目一期工程目前已通过了湖南省信息化专家组的验收，并被湖南省评为省级信息化示范单位，并以此为基础获得了国家有关部委1700万信息化试点工程建设的进一步投入，企业信息化建设步入良性循环的轨道。 我们在调研、规划、设计、定制实施的全过程中，也遇到了不少困难和问题，促使自己不断进行思考。在此，针对工程信息化建设各阶段中可能会出现的共性问题，谈一点体会与粗浅的建议，希望对其他企业起到一定的借鉴作用： 4.1 需求调研、系统分析等前期工作是信息系统成败的基石 在项目的实施过程中，我们最大的体会就是，制造业企业要实施信息化工程，必须根据自身的特点和发展阶段来选择信息化解决方案。软件选型是制造业信息化工程成功与否的首要关键环节，决定了信息化工程的最终走向。同时，在集成系统中，由于各子系统本质只是个软件框架，要达到系统能用、好用的目标，必须理清企业实际需求，做一个整体规划，有一个完整的建设思路。 我们在4CP信息系统建设过程中，没有单纯追求单项技术的先进性，而是在满足本公司各项技术需求的同时，将CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM集成系统视为一个相互联系、相互作用、相互反馈的整体，高度重视各子系统间信息的关联和继承关系，从总体设计上确保各子系统间信息的深层次集成问题。 4.2 信息化建设是一个动态完善的过程，不可能一步到位 作为一个信息集成系统，4CP集成系统并不是买几张软件光盘装上就去用那么简单，必须结合企业实际进行大量开发定制和调试验证工作，其建设与实施也是一个不断发展的动态过程，在开始阶段不可能尽善尽美，存在着“需求调研——系统分析——总体设计——完成框架——试用验证——发现问题——改进完善——再次使用——不断完善” 客观规律，是一个螺旋式上升的渐进过程。 整个系统需要在实践中发现问题，改进完善才能被大家接受，才能得以推广使用。应用面越广，涉及面越大，深层次问题就越多，实施的难度就越大。项目组通过总体设计和前期实施先搭好一个架子，在不断地实际应用中发现问题，并加以及时改进和完善，使4CP系统最终走向成熟。 4.3 重视宣传动员和行政督促手段,保证信息化建设畅通 在信息化建设初期，由于系统不尽完善，加之要改变传统使用习惯，可能会造成使用人员对新系统的逆反心理，从而使系统难于实施。要消除这种影响，我们主要从两个方面着手： —、宣传动员。解决这一问题的基础就是在实施过程中采取小步快走的策略，先让一部分信息化建设骨干打头阵，在典型产品上进行深入应用，项目组和软件公司相互配合，及时发现和解决问题，改进系统，在典型产品上树立应用样板，用事实教育和说服大家，在全公司范围内进行积极宣传和实施动员，从思想上解决这些问题，正确认识信息化建设过程中必会带来的各种问题。同时，公司领导做了大量工作，通过电视、报纸等方式将信息技术条件下的现代工作模式输灌到每一个员工头脑中。 二、行政督促。信息化建设涉及到公司的方方面面，是个系统工程，需要调动大量的人力、物力，需要各部门和各科室仍至每一个人的支持与参与，特别需要强有力的行政干预和支持。 4CP项目组可以在技术上去解决各种问题，可以将系统定制和开发到完全满足实际需要的程度。但如果没有行政支持，没有纪律约束，相当一部分人会没时间学，没时间用，甚至出现各种障碍和困难，将信息化建设拖延和打断。为支持4CP建设，公司领导多次出席4CP动员会、培训班等场合，表明态度，提高广大科研人员对4CP建设重要性的认识；并亲自宣布与4CP系统相关管理制度和措施，用领导者的权威促使大家改变思维方式和工作习惯。 4.4 具体实施过程中，采用小步快走的方式收效较好 我们在4CP的实施过程中采取了一种较为稳妥的办法，即小步快走：先拿典型的零件、部件、产品进行试验和验证性实施，在这个过程中发现问题，改进不足。在完善了系统，积累了经验的基础上再向其他产品辐射和推广。 同时，为降低项目风险和实施难度，在具体工作中采取了“目标分解，先易后难，平稳过渡，逐步完善”的实施策略。 4.5 做好协调与管理工作是项目成败的关键 4CP项目不是一个部门或一个科室就能建成的，基础数据的整理与规范，标准化的贯彻落实，软件的培训和强制应用等方面，都需要相关科室动用大量的时间、精力与人力资源，科研一线人员作为软件直接使用者，对项目参与十分重要。 同时，在信息化建设过程中，要把任何一件具体工作落到实处需要有相应的管理制度和管理技巧。因此，协调与管理工作是成败的关键。特别是由于信息化建设是为科研服务的，这就决定了信息化工作在相当部分同志的实际工作中排序是靠后的，如何调动甚至强制他们按计划保质保量地完成任务，需要有相当的协调技巧和经验。 4.6 解决技术瓶颈，是项目实施的前提和保障 4CP系统是4种信息子系统的集成，是将先进IT技术与科研实际相结合的产物，有着科研项目的特质。解决和突破各类技术瓶颈，是解决信息系统能不能用、好不好用、科技人员愿不愿用的关键，也是项目顺利实施的前提；因此，项目组最重要的工作之一就是在应用过程中提前发现问题，尽快解决问题，使软件得到普及、推广和应用。 4.7 企业信息化项目组与软件开发商的紧密合作与协同是信息化项目建设顺利成功的重要前提 4CP项目实质上是一个科研项目，但软件公司不可能象企业项目组一样对工厂的实际情况那么熟悉，在解决技术难关时不可避免地有一定的局限性。因此，软件厂商与企业项目组取长补短，协力攻关，是成功的信息化项目一个共同特点。 4.8 人员素质和管理水平的提高是信息化建设成功的最终标志 4CP建设是用现代工程信息技术，不断提升工程技术人员技术素质，改进思维习惯和优化现有工作模式的过程。因此，广大科研人员学习、掌握和应用4CP技术并提高科研效率，是项目顺利实施的关键环节。只有通过不断培训、应用以及相应管理模式的转变，才能使科技人员的素质得到相应的提高，才能使4CP实现的全面普及，真正发挥工程信息系统的作用与价值。 4.9 信息化建设的过程，同时也是一个标准化建设的过程 各类电子图档等基础数据的整理和规范，是PDM顺利实施的前提，因此信息化的建设过程就是标准化的贯标和提升完善的过程。 我们在4CP建设过程中，组织设计、工艺、标准化人员对在研产品进行了全面的电子图档标准化贯标工作；同时专门立项，把4CP应用规范作为一个科研项目，及时总结应用经验，将应用成果与技能不断修订补充进去，促进了原始数据的规范化和标准化，通过组织全体科研、工艺人员进行结合信息化与标准化知识的全员培训，全面提升广大科技人员的标准化意识和应用能力。 4.10 企业需要组建一支强有力的信息化实施队伍，才能使信息化建设得到深入发展 企业需要有既懂管理，又能够清晰地描述自身企业的管理模式与信息化需求，并能够与咨询公司或软件企业进行交流和配合的管理人才队伍。软件既然是一种工具，就必须有能够熟练使用这种工具的人。因此，企业需要培训一批能够熟练软件的应用人才队伍。 本公司在项目建设对应用人员进行了多次培训，并通过自我培训和技术交流，使4CP软件的应用得到了较好的普及。项目组成员通过培训，已经能自行维护整个4CP系统的正常运行，甚至能自行在原软件基础上做一些重要的定制开发工作，这样就极大地减少了对软件公司的依赖性，加快了实施进程，确保系统尽快地适用企业的实际需求。 参考文献 [1] Jams A. 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文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/23/2006)