基于MBD的三維數(shù)模在檔案管理中的應(yīng)用

徐 曼

中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動機有限公司 黑龍江哈爾濱 150066

1 概述

隨著數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)在航空制造業(yè)的廣泛應(yīng)用,特別是三維MBD技術(shù)的日益普及,新品研制模式正在發(fā)生根本性變化,傳統(tǒng)的以數(shù)字量為主、模擬量為輔的協(xié)調(diào)工作法開始被全數(shù)字量傳遞的協(xié)調(diào)工作法代替。

MBD(Model Based Definition)即基于模型的工程定義,是一個用集成的三維實體模型來完整表達產(chǎn)品定義信息的方法體。MBD的主導(dǎo)思想不只是簡單地將二維圖紙的信息反映到三維數(shù)據(jù)中,而是充分利用三維模型所具備的表現(xiàn)力,探索便于用戶理解且更具效率的設(shè)計信息表達方式,它用集成的三維數(shù)模完整地表達了產(chǎn)品定義信息的方法,具體規(guī)定了三維數(shù)模中產(chǎn)品定義、公差的標(biāo)注規(guī)則和工藝信息的表達方法。MBD改變了傳統(tǒng)用三維數(shù)模描述幾何外形信息,而用二維工程圖紙來定義尺寸、公差和工藝信息的分步產(chǎn)品數(shù)字化定義方法。

在航空領(lǐng)域的新機研制過程中,基于MBD的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效地縮短產(chǎn)品研制周期,進步產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,真正實現(xiàn)無二維圖紙、無紙質(zhì)工作指令的三維數(shù)字化集成制造。基于MBD的三維數(shù)模以其強大的優(yōu)勢在航空領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。

2 基于MBD的三維數(shù)模對檔案工作的影響

在MBD制造模式下,產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)、檢驗檢測數(shù)據(jù)的形式與類型發(fā)生了很大的變化,采用MBD技術(shù)后,設(shè)計部門不再向制造部門發(fā)放二維工程圖紙,工藝和檢驗依據(jù)基于MBD的三維產(chǎn)品設(shè)計數(shù)模、三維工藝模型,建立自己的工作模型。設(shè)計模型的版本變化將直接引發(fā)工藝、檢驗數(shù)模的變化,因此,需要以零部件為對象,建立產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)和檢驗數(shù)據(jù)與BOM(Bill of Material,物料清單)結(jié)構(gòu)樹的關(guān)聯(lián)關(guān)系,一起納進PDM(Product Data Management)系統(tǒng)進行管理。

在筆者企業(yè)中,目前在生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)了三維數(shù)模的傳遞與分發(fā),并聯(lián)動工藝、檢驗形成完整的BOM結(jié)構(gòu)樹,MBD的三維數(shù)模已經(jīng)對現(xiàn)場的生產(chǎn)方式產(chǎn)生根本性改變,對現(xiàn)行的檔案管理方法及模式都提出了挑戰(zhàn)。

2.1 管理對象的改變對傳統(tǒng)工作模式的沖擊

基于MBD的三維數(shù)模作為生產(chǎn)制造過程中的唯一依據(jù),改變了傳統(tǒng)以工程圖紙為主,以三維實體模型數(shù)模為輔的制造方法。但是資料管理和現(xiàn)場生產(chǎn)制造過程中,人們習(xí)慣于依賴傳統(tǒng)的二維紙質(zhì)圖樣,在某型號的三維數(shù)模的應(yīng)用初始階段,檔案數(shù)據(jù)管理僅限于檔案目錄信息的管理。三維數(shù)模的應(yīng)用使現(xiàn)行管理手段出現(xiàn)無法觸及的區(qū)域,甚至出現(xiàn)了短期的管理空白階段。后經(jīng)探討,檔案部門決定仍在檔案管理系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)目錄信息的管理與下發(fā),技術(shù)人員收到“目錄信息”通知后,另行通過PDM系統(tǒng)查看圖樣。這樣的做法實際上是傳統(tǒng)管理方法的沿用,并沒有因三維數(shù)模的應(yīng)用改變管理模式,在實際管理過程中,發(fā)生了許多問題,包括以下幾方面:

2.1.1 信息傳遞滯后

傳統(tǒng)管理模式下,檔案人員第一時間將生產(chǎn)圖樣下發(fā)至使用單位。而實施MBD后,檔案人員只管理目錄信息,缺少針對MBD的三維數(shù)據(jù)的下發(fā)與管理,生產(chǎn)單位要根據(jù)需要主動到系統(tǒng)中進行查找才能得到圖樣信息,從被動到主動的過程中,工作習(xí)慣的改變也影響了信息的傳遞效率,設(shè)計數(shù)據(jù)傳遞不暢使技術(shù)人員使用滯后的情況時有發(fā)生。

2.1.2 件號分工問題

傳統(tǒng)管理方式中,生產(chǎn)車間依據(jù)制造管理部門編制的《件號分工冊》到檔案部門將分工內(nèi)的圖樣進行申請、領(lǐng)取。采用三維數(shù)模進行生產(chǎn)后,檔案部門無法提供傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖樣,造成生產(chǎn)車間用圖的信息沒有反饋到檔案部門,最直接的影響就是導(dǎo)致該圖樣后續(xù)更改的漏發(fā)。為避免這種情況,檔案部門不得不采用口頭通知、郵件提醒等方法來提醒生產(chǎn)車間將信息進行反饋,這種方式存在較大的質(zhì)量隱患。

2.2 生產(chǎn)協(xié)同過程中標(biāo)準(zhǔn)的缺失造成的管理難點

航空企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與制造分離的特點,使廠所間的數(shù)據(jù)交換較為頻繁,各廠所數(shù)據(jù)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、信息技術(shù)基礎(chǔ)、工作特點及習(xí)慣甚至標(biāo)準(zhǔn)貫徹的程度,無一不對數(shù)據(jù)的交換及使用產(chǎn)生重要影響。

筆者企業(yè)在與協(xié)同單位進行部分產(chǎn)品的MBD數(shù)據(jù)傳遞、交換過程中,更改標(biāo)準(zhǔn)、更改形式方面的差異會對筆者企業(yè)的工藝審查和生產(chǎn)質(zhì)量審核過程造成較大的困難。筆者企業(yè)的管理方式必須做出專門的調(diào)整,或者進行進一步的系統(tǒng)開發(fā)以適應(yīng)生產(chǎn)需要。如在某型號數(shù)據(jù)發(fā)放過程中,對方設(shè)計部門BOM結(jié)構(gòu)樹的延遲發(fā)放,三維數(shù)模未與BOM結(jié)構(gòu)樹建立起關(guān)聯(lián)關(guān)系,使先行發(fā)放的設(shè)計數(shù)據(jù)必須手工分組、分類,信息化的優(yōu)勢完全沒有得到體現(xiàn),這是標(biāo)準(zhǔn)缺失造成的弊端。

屬性信息填寫情況。屬性信息是三維數(shù)模信息的基本表達,屬性信息應(yīng)有明確標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定填寫方式和填寫要求。但在實際過程中,標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行缺少嚴(yán)格的管理,屬性信息經(jīng)常缺少或填寫不規(guī)范。如在“密級”一欄,因初期管理無強制要求,經(jīng)常發(fā)生漏填,導(dǎo)致檔案員無從判定圖樣的密級,極易引起管理混亂。

3 針對三維數(shù)模進行的檔案管理模式調(diào)整

3.1 電子分發(fā)與復(fù)查系統(tǒng)的建立

三維數(shù)模的大量產(chǎn)生與傳統(tǒng)管理手段的缺失使得專門應(yīng)對數(shù)模的發(fā)分系統(tǒng)勢在必行。“PDM分發(fā)與復(fù)查系統(tǒng)”基本思路是解決三維數(shù)模的分發(fā)與使用管理,在實施中進一步推廣到PDM系統(tǒng)中的全部設(shè)計數(shù)據(jù),實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)從系統(tǒng)導(dǎo)入、檔案員轉(zhuǎn)發(fā)、資料員接收、使用單位任務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)與貫徹等數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)全過程的可跟蹤管理,將利用的模式從最初的信息被動搜索,實現(xiàn)由檔案員主動推送,提高數(shù)據(jù)的傳遞效率,解決傳統(tǒng)管理中圖樣分發(fā)不及時、更改執(zhí)行滯后等情況,提高圖樣接收的有效跟蹤、貫徹情況匯總等。具體業(yè)務(wù)流程如圖1如所示。

圖1 PDM分發(fā)與復(fù)查系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

系統(tǒng)的優(yōu)勢。系統(tǒng)實現(xiàn)了協(xié)同數(shù)據(jù)導(dǎo)入、任務(wù)創(chuàng)建、任務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)、任務(wù)貫徹、任務(wù)復(fù)查等,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)屬性信息和管理信息的自動獲取。在接收任務(wù)后,相關(guān)人員可以對任務(wù)進行貫徹、復(fù)查,并可按各種條件進行查詢匯總并輸出報表,方便工藝人員及質(zhì)量部門進行質(zhì)量監(jiān)督、圖樣貫徹跟蹤。

3.2 檔案信息集成的逐步實現(xiàn)

二維紙質(zhì)圖樣的取消使得依靠信息系統(tǒng)成為生產(chǎn)的唯一手段,這勢必對檔案數(shù)據(jù)系統(tǒng)的使用產(chǎn)生更多、更高的要求,檔案系統(tǒng)的管理優(yōu)勢與PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)優(yōu)勢要充分發(fā)揮,企業(yè)檔案信息集成就勢在必行。

檔案資源的集成要保證數(shù)據(jù)庫的可擴展性和可持續(xù)性,形成但并不止于數(shù)據(jù)的互通有無。通過PDM系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)與企業(yè)門戶系統(tǒng)之間的接口建立,實現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與交流,將PDM系統(tǒng)與檔案管理系統(tǒng)互聯(lián)互通、信息共享。將PDM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)的管理信息如分發(fā)記錄等通過檔案管理系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換、整合,將技術(shù)資料從產(chǎn)生到使用直至作廢全過程的各類相關(guān)信息進行集成、統(tǒng)一,實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)勢整合和各類數(shù)據(jù)的集中共享。

PDM系統(tǒng)歸檔流程如圖2所示:

圖2 PDM系統(tǒng)歸檔流程

3.3 數(shù)據(jù)交換的規(guī)范與溝通

信息集成建立在共同的資源需求基礎(chǔ)上,生產(chǎn)協(xié)同信息集成與交換還要依靠企業(yè)互信與忠誠,依靠企業(yè)的共同組織文化,更要依靠穩(wěn)定、可靠的制度來保證。

在MBD數(shù)據(jù)管理過程中,筆者公司與協(xié)同單位引入項目管理模式,項目建議階段首先形成正式的發(fā)展規(guī)劃,明確項目進展的節(jié)點和任務(wù)。在正式數(shù)據(jù)接收之前,進行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研討、修改與宣貫,就雙方分歧事項進行充分的溝通、分析解決,建立檔案信息的合作機制和利益協(xié)調(diào)機制。這就是制度先行、流程保障,通過合作互利,實現(xiàn)共建共享。

4 引發(fā)的管理變革

三維數(shù)模的應(yīng)用對檔案管理產(chǎn)生了較大的沖擊,新舊管理模式不斷磨合,新的問題和新的舉措層出不窮。隨著工廠信息化進程的推進,無論是生產(chǎn)模式還是檔案管理方法都在不斷螺旋式上升。

4.1 從三維數(shù)模到二維圖樣的統(tǒng)一管理

三維數(shù)模的成功管理模式進一步拓展至二維圖樣,借助于PDM分發(fā)系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng),實現(xiàn)全部數(shù)據(jù)的電子管理。電子發(fā)放的優(yōu)勢在于高效、共享度高,便于檔案信息的查詢利用,同時使得工藝、質(zhì)量復(fù)查的效率及完整性大為提高。

由于三維數(shù)模與二維圖樣在管理及使用上的差異,企業(yè)在實施初期采取了雙套制管理模式,即電子、紙質(zhì)數(shù)據(jù)均作為有效生產(chǎn)依據(jù),電子數(shù)據(jù)在PDM系統(tǒng)內(nèi)進行轉(zhuǎn)發(fā)、貫徹,檔案管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)歸檔,對于有紙質(zhì)圖樣及文件需求的特定環(huán)節(jié),如生產(chǎn)計劃、質(zhì)量檢驗,則通過檔案系統(tǒng)進行申請打印。

經(jīng)過試運行,雙套制的管理模式實現(xiàn)了電子數(shù)據(jù)與紙質(zhì)檔案的平衡過渡。目前,生產(chǎn)工位的網(wǎng)絡(luò)部署已經(jīng)完成,技術(shù)資料電子單一模式下發(fā)已經(jīng)具備條件,企業(yè)內(nèi)統(tǒng)一取消紙質(zhì)圖樣,實現(xiàn)了直正的無紙化生產(chǎn)。

4.2 結(jié)構(gòu)化工藝的建立

傳統(tǒng)的檔案管理中,生產(chǎn)車間依據(jù)生產(chǎn)管理部門編制的《分車間件號冊》到檔案部門領(lǐng)取生產(chǎn)用圖,根據(jù)設(shè)計圖樣編制工藝規(guī)程,指導(dǎo)生產(chǎn)制造。當(dāng)設(shè)計變更時,要通過設(shè)計更改單、編制工藝更改單再將工藝更改傳遞到生產(chǎn)現(xiàn)場。全過程最少兩到三周時間,效率低下且件號漏改、漏管的情況時有發(fā)生,工藝質(zhì)量復(fù)查難度較大。

實現(xiàn)工藝結(jié)構(gòu)化編制是實現(xiàn)制造現(xiàn)場無紙化的重要環(huán)節(jié)。三維數(shù)模建立在BOM結(jié)構(gòu)樹基礎(chǔ)上,生產(chǎn)部門根據(jù)設(shè)計部門的模型形成各自工藝模型和工裝模型,并通過BOM數(shù)據(jù)的修改、調(diào)整實現(xiàn)三維數(shù)模在使用單位的替換,實現(xiàn)設(shè)計變更對工藝變更、生產(chǎn)準(zhǔn)備變更同步傳遞。利用設(shè)計BOM數(shù)據(jù),開展結(jié)構(gòu)化工藝的編制,并通過結(jié)構(gòu)化的開發(fā),實現(xiàn)工藝類型同步、工藝規(guī)程提取、工藝規(guī)程轉(zhuǎn)換、工藝規(guī)程轉(zhuǎn)儲等功能,完成生產(chǎn)系統(tǒng)對工藝規(guī)程的實時調(diào)用,真正實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)。

4.3 利用服務(wù)模式改變

三維數(shù)模的應(yīng)用改變了紙質(zhì)圖樣在使用過程中出現(xiàn)的占有性、壟斷性,且傳統(tǒng)的“入庫查找”這一檔案服務(wù)性工作已經(jīng)被強大的搜索功能替代。根據(jù)最小努力原則,如果用戶取得信息比不取得信息更麻煩的話,該系統(tǒng)就不會被利用,這就說明易用性、便捷性成為用戶選擇信息服務(wù)的重要指標(biāo)。

根據(jù)企業(yè)客戶的工作職能和性質(zhì),分為管理、研發(fā),生產(chǎn)、營銷等客戶類型,其中,研發(fā)、生產(chǎn)客戶的三維數(shù)模需求最為強烈,屬于常用客戶,且客戶的素質(zhì)較高,信息技術(shù)能力較強,對系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)據(jù)查找等功能的掌握有一定水平。

在掌握和了解企業(yè)檔案信息的客戶基本類型和需求層次與特征后,就需要對其服務(wù)模式進行探討。對研發(fā)人員來說,數(shù)據(jù)的使用主要圍繞在實體信息和數(shù)據(jù)整體性上;對生產(chǎn)人員來說,MBD的信息、狀態(tài)、流轉(zhuǎn)過程和貫徹情況都需要關(guān)注。針對這種差異性需求,應(yīng)提供以客戶為中心的集成檢索服務(wù)及信息推送模式,通過集成企業(yè)數(shù)據(jù)中心的檔案檢索平臺,實現(xiàn)檔案信息的輸出與共享。在這種基礎(chǔ)上增加客戶個性化服務(wù)的內(nèi)容,即根據(jù)需求增加特定的檢索或輸出功能,客戶根據(jù)自己的需求,將訪問到的信息進行組織。

在大數(shù)據(jù)時代,優(yōu)秀的信息系統(tǒng)必須樹立起尊重客戶的理念,從信息資源的建設(shè)到信息利用方式的建設(shè),都要以服務(wù)客戶為先,與客戶建立起合作、積極的關(guān)系,激發(fā)人們對館藏檔案的新興趣和對檔案管理工作的新期望,在挖掘檔案新功能、新用途的同時,創(chuàng)新出公眾參與檔案工作的新形式和新體驗,挖掘出檔案的新客戶。

5 結(jié)論

三維數(shù)模技術(shù)的發(fā)展,三維數(shù)據(jù)在生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷應(yīng)用,都給我們的檔案工作帶來了沖擊。靜時常思己不足,大數(shù)據(jù)時代,我們的不足之處比比皆是,三維數(shù)模技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用只是發(fā)展大潮中的一個代表。我們要從實際工作的開展和用戶不斷提高的利用需求入手,常思考,勤悟道,勇于開展新實踐,拓展信息化環(huán)境下的檔案工作發(fā)展空間,促進檔案工作可持續(xù)發(fā)展。