基于數字化工藝的標準化要求貫徹

胡雪梅

（南京晨光集團有限責任公司，南京，210012）

工藝標準化是運用標準化手段對產品制造的工藝過程、操作方法和工藝要求進行統一和簡化。主要工作內容包括統一工藝工作名詞術語、統一工藝文件的格式和管理方法、工藝要素的標準化、工藝規程的典型化等。工藝標準化是規范和簡化工藝設計與管理的基礎性工作，通過工藝標準化可以保障產品設計與工藝設計的協調性，對典型產品可以減少重復性工作量，規范工作程序，提高產品研制過程的工藝設計質量，縮短工藝準備時間，優化工藝裝備配置。目前航天行業內全面貫徹數字化工業體系核心能力建設要求，積極推進數字化體系建設，工藝工作正在經歷數字化工藝工作模式變革，逐步構建數字化工藝技術和管理體系。因此在數字化工藝建設同時貫徹落實標準化工作思路，對促進工藝標準化與工藝工作的充分融合意義重大。

1 工藝標準化現狀分析

工藝文件是指導如何在過程中實現最終產品的各類文件，規定了經濟合理地達到產品質量的要求、方法、手段和測試工具，是保證產品質量的基礎，是指導工人操作和用于生產、工藝管理等的各類技術文件。工藝標準化最重要的作用直接體現在工藝文件的形成過程。從現有問題統計分析，目前工藝標準化存在以下問題：

● 標準化審查遺漏，標準化意見未統一管理及分析；

● 工藝資源各類屬性未按標準填寫；

● 使用過期的工藝技術標準；

● 工藝文件命名及屬性等不標準；

● 工藝內容描述不標準、不規范；

● 類似產品工藝方案或工藝參數不一致；

● 匯總類工藝文件與工藝規程標準不一致。

經分析，造成上述問題的主要原因包括以下幾點：①標準化審查按人工送審方式，依靠人工操作，易產生失誤；②審批意見采用文本記錄，信息離散，收集整理困難；③設計過程中使用的工藝資源、工藝標準、工藝知識等信息采用人工填寫方式，準確性和規范性都不能保證；④未建立典型工藝文件的共享利用，新工藝人員難以繼承成熟的工藝方案和工藝規范。由此可見，人工填寫、人工檢查的方式人為因素占比大，雖有標準規范，但無法保證人人在設計、審批過程中能做到和標準規范一致。

2 數字化模式下工藝標準化設計與管理

數字化工藝設計是以產品數字化研制體系流程為主線，根據設計端基于MBD（Model Based Definition，基于模型的定義）的產品BOM 物料清單數據開展工藝、工裝設計和產品制造、檢驗工作。通過設計與工藝集成、基于MBD 的工藝設計、三維工藝仿真與驗證、工藝與制造集成等技術，構建符合企業實際情況的基于模型和BOM 的數字化工藝設計技術體系，打通設計、工藝、制造環節的業務流和數據流，保證設計、工藝、制造等各業務環節的有效銜接和信息的順暢流轉。數字化工藝平臺實現“產品設計—工藝設計—產品制造”全流程的數字化工藝設計與管理轉型?；谄脚_基礎功能實現主線工藝設計功能、支撐工藝設計功能、輔助工藝設計功能、系統集成功能4 大功能架構。

在數字化工作模式下，工藝設計從傳統二維人工模式向結構化三維工藝設計方式轉變，實現從人工編制手工錄入制圖向人工交互下繼承選用模式轉變，最終實現自動編制智能創成模式。因此數字化模式的轉變也帶來了工藝標準化前置和標準自動貫徹的契機。

3 標準化模式轉變方案

3.1 標準化審查工作流程化

標準化審查由傳統的紙質文件、人工審閱方式，轉變為電子對象或數據的流程審批模式。主要包括：①流程化定義確保標準化檢查完整性：根據工藝對象定義各種審批流程，將工藝審批流程中的標準化審批環節作為必選節點，確保標準化審查不遺漏；②審批意見結構化管理：對審批意見進行分類管理，明確審批意見進行標準化分類；③審批意見閉環機制管理：針對審批意見采用反饋聯鎖機制，確保標準化意見落實到位。標準化審查流程如圖1 所示。

3.2 工藝設計結構化

工藝設計由表格填寫設計方式向結構化工藝設計方式轉變。針對工藝各專業特點進行分類總結，實現在統一編輯器基礎上開展各具特點的工藝專業設計工作，將工藝規程過程分解為模塊化設計過程：工藝流程設計（工序工步）—資源設計（設備、工裝、輔料）—工藝參數設計—工藝內容設計—工藝模型設計。工藝設計流程中的工藝標準化內容很多，包括：典型工藝應用，工序名稱、工藝內容等工藝術語的使用，設備、工裝、物料、參數等工藝要素的確定，工藝標準、建模標準的使用，文件格式的統一等。結合數字化設計模式，將標準化工作要求前置或嵌入工藝設計過程，可以實現工藝標準化要求與工藝設計過程的有機融合和貫徹。主要涉及的標準化貫徹要點如下。

圖1 標準化審查流程及意見閉環

a）基于典型工藝的快速工藝設計。建立典型工藝庫，包括典型工藝路線和典型工藝規程，總結歸納確定相似材料、類似結構和技術要求的產品的最優工藝方案。工藝設計時可直接引用典型工藝、標準工藝創建全新工藝流程及工藝內容，保證工藝設計的合理性和高效性。

b）工藝術語的標準化推送。按標準工序工步名稱規范工序工步名稱，采用工藝術語按工藝專業推送標準化工序內容用詞。

c）基于基礎數據的工藝資源標準化前置。改變手工填寫為資源選用方式，把資源標準化工作前置到基礎資源庫建設中。開展設計資源庫（材料、標準件、外購件等）、工藝資源庫（設備、工裝、儀器儀表等）建設，采用標準資源推送的防差錯技術，確保資源數據標準化；基于設計BOM（EBOM）—工藝BOM（PBOM）和制造BOM（MBOM）—工藝設計，繼承基于資源庫的設計物料，確?；贐OM 的工藝設計與上游設計的一致性和規范性；工藝設計資源采用資源庫推送的結構化設計模式，規范的資源庫數據源確保結構化對象和工藝對象輸出資源數據均符合標準。

d）基于知識庫的工藝參數推送。根據工藝專業特點開展工藝專業參數庫建設；實現不同工序要求下的工藝參數推送機制，保證工藝知識的有效傳承。上述基于結構化設計的標準化要求貫徹示例如圖2 所示。

圖2 標準化要求嵌入結構化工藝設計示例

e）標準有效性自動管理。通過兩種方式推進標準有效性管理。一是針對工藝對象中引用標準有效性采用自動檢查功能，確保標準化文件引用的正確性；二是基于集成模式實現有效標準引用，在“標準網”中開展工藝標準體系專業分類建設、工藝平臺與“標準網”集成。工藝設計可實時查閱現行有效的標準明細及文本，并直接選取標準快速填入工藝文件，確保制定的工藝文件選用準確、現行有效的各層級標準，提高引用標準的準確性和快捷性。

f）檢驗要求結構化。與工藝規程設計整合開展質量（檢驗）規劃設計，如圖3 所示。繼承工藝規程工序、工步信息，根據質量特性分析檢驗特征要求類型、理論要求、上下偏差、嚴酷度系數及檢測方式等，形成結構化的質量特性檢測要求，進行質量數據的標準化管理。

3.3 工藝管理標準化

數字化工藝設計實現了基于文檔向基于對象的工藝設計與管理模式轉變，設計、工藝均采用了面向對象的方式進行，明確各類對象標識、屬性構成及相互關系。因此必須首先實現工藝對象的標準化定義和描述，才能實現對工藝對象的合規性管理，這是數字化工藝設計的基礎要求。主要包括以下內容。

圖3 結構化檢測規劃設計示例

a）基礎數據管理：對產品信息、更改信息、工藝方法、工裝類型、階段標記等大量基礎數據進行維護，這些基礎數據的標準化設置是保證在工藝設計過程中各種工藝對象創建及工藝要素描述的標準化基礎。

b）工藝對象及屬性定義：工藝對象標識采用基于規則的自動化創建方式，工藝屬性采用基于設計EBOM 及基礎資源庫的繼承性或選擇性填充方式，有效實現工藝對象定義和描述的工藝要素的標準化。

c）工藝對象模板化管理：工藝對象類型眾多，一般需完成BOM 類、管理類、路線類、規程類、工裝類、匯總類等工藝對象的模板；匯總類對象實現了基于PBOM 的工藝裝備明細匯總、非標設備匯總、關鍵工序控制匯總、工裝總目錄等匯總類文件，自動合成的快速設計模式保證了對象完整性要求和規范性，避免了手工統計。

4 實施效果

4.1 數字化工藝與標準化要求實現雙推進

數字化工藝平臺的運行實施后，數字化工藝不斷推進業務覆蓋率，實現公司結構件制造、總裝、伺服機構、地面設備所有工藝專業100%覆蓋。基于數字化模式的標準化要求自動貫徹，逐步拓展工藝資源庫和工藝知識庫標準數據源的積累，不斷提升數字化工藝的標準化工作質量，實現工藝設計質量和效率的雙提升。

4.2 制度建設，形成長效管理機制

根據基于數字化工藝設計的標準化要求貫徹情況，完整構建了基于工藝對象的數字化工藝標準體系，包括工藝基礎、工藝設計、工藝管理類標準等方面，見附表。明確了數字化工藝設計與管理的工作流程和各部門工作職能，將標準化要求落實在各項工作流程和規范中，確保數字化工藝全過程的工作規范性。

附表 數字化工藝標準體系表

在數字化工藝轉型過程中，工藝標準化工作基于數字化工藝平臺的規劃和實施同步開展工作。通過工藝資源庫、工藝知識庫等數據源標準化實現工藝標準化要求前置，通過工藝流程和工藝結構化設計系統性規范化方式貫徹工藝標準化要求，基于工藝模板和統一數據源的工藝匯總推動工藝設計的自動化，保證數據的一致性。因此通過數字化工作模式，實現標準化要求嵌入數字化設計與管理全過程，有效提高工藝設計質量和效率，提升公司整體工藝管理能力。