工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型中標(biāo)準(zhǔn)化的作用和意義

楊培榮

摘要：企業(yè)在工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)數(shù)字化工藝平臺(tái)的建設(shè)起到了支撐和推進(jìn)作用。在企業(yè)工藝數(shù)字化建設(shè)中，標(biāo)準(zhǔn)化的參與時(shí)機(jī)、參與度、以及標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)字化的契合度，都將對(duì)企業(yè)工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型能否成功具有重要意義。

關(guān)鍵詞： 工藝數(shù)字化；工藝設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)字化工藝相比較傳統(tǒng)的 CAPP 工藝設(shè)計(jì)及管理模式，無(wú)論是工藝的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)模式、工藝數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式以及工藝編制方式都發(fā)生了巨大的變化。特別是在工藝數(shù)字化平臺(tái)搭建初期，建立一套科學(xué)、規(guī)范、合理的工藝標(biāo)準(zhǔn)體系，是企業(yè)工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型能否成功以及可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)原理

數(shù)字化工藝相比較傳統(tǒng)的卡片式工藝，工藝人員不直接在工藝模板上編制工藝。而是通過(guò)搭建 工藝 BOP（工藝結(jié)構(gòu)清單）結(jié)構(gòu)樹(shù)，將工藝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，然后根據(jù)需要自動(dòng)生成工藝文件，用于指導(dǎo)生產(chǎn)。

數(shù)字化工藝的設(shè)計(jì)流程如圖1所示，其設(shè)計(jì)順序?yàn)椋?SBOM（集成PDM）→創(chuàng)建MBOM（制造BOM）→創(chuàng)建工藝（給工藝關(guān)聯(lián)產(chǎn)線）→創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化工序（給工序分配設(shè)備、工位）→創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化工步（給工步分配工藝資源）。

與此同時(shí)，將工藝模板中的工藝內(nèi)容、工藝參數(shù)進(jìn)行拆分，以屬性的形式分別維護(hù)至工藝、工序、以及工步中；最終搭建構(gòu)成工藝 BOP 結(jié)構(gòu)樹(shù)（見(jiàn)圖2）。

數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化

1. 工藝模板標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)數(shù)字化工藝的設(shè)計(jì)過(guò)程及原理，數(shù)字化工藝通過(guò)搭建工藝 BOP，將各工序維護(hù)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行合編，生成至開(kāi)發(fā)好的工藝模板中。因此，為了使結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)能夠規(guī)范、準(zhǔn)確的體現(xiàn)在模板中，工藝模板的格式大小、排版形式、字體等都需要進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)化定制，才能保證數(shù)字化工藝一次創(chuàng)建成功，才能真正的提高工藝設(shè)計(jì)效率，體現(xiàn)數(shù)字化工藝的高效性。

如果工藝模板填寫內(nèi)容或填寫空間設(shè)計(jì)不合理，將會(huì)導(dǎo)致生成的工藝內(nèi)容不能完整展示，這樣的工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，也不能用于指導(dǎo)生產(chǎn)。有些企業(yè)為了解決此問(wèn)題，在自動(dòng)生成工藝后，要求工藝人員手動(dòng)調(diào)整顯示不完整或不規(guī)范的工藝內(nèi)容，而手動(dòng)調(diào)整的工作需要花費(fèi)工藝人員更多的精力和時(shí)間，并且會(huì)造成字體壓縮，導(dǎo)致工藝文件中字體大小不一，不符合標(biāo)準(zhǔn)化要求。同時(shí)由于數(shù)字化模板中的填寫規(guī)則都是定制開(kāi)發(fā)好的，后續(xù)的任何手動(dòng)調(diào)整，都會(huì)在工藝數(shù)據(jù)重復(fù)刷新后自動(dòng)又恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)。反反復(fù)復(fù)的因?yàn)槟０宓脑O(shè)計(jì)問(wèn)題，而事后調(diào)整耗時(shí)耗力，既不符合數(shù)字化工藝的初衷，也消耗了工藝設(shè)計(jì)人員工作的積極性，導(dǎo)致工藝數(shù)字化工作推進(jìn)困難。

因此，要想工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)成功，一定要在數(shù)字化建設(shè)初期就定制好一套規(guī)范合理的標(biāo)準(zhǔn)化工藝模板。

2. 工藝編碼標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)字化工藝通過(guò)搭建工藝結(jié)構(gòu)樹(shù)，工藝數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)化工序?yàn)閱挝粍?chuàng)建和管理。工藝BOP搭建完成后，工藝人員根據(jù)需要靈活的創(chuàng)建不同的結(jié)構(gòu)化、模塊化工藝。相對(duì)于傳統(tǒng)的卡片式工藝，結(jié)構(gòu)化工藝的類型、組合形式以及工藝數(shù)量上更多元化。如何對(duì)這些結(jié)構(gòu)化工藝進(jìn)行區(qū)分和管理，就需要制定一套科學(xué)合理的數(shù)字化工藝編碼規(guī)則。例如：可以將數(shù)字化工藝分別按加工方法、文件類型進(jìn)行分類，賦予不同文件不同的分類碼以示區(qū)別（如：LC代表產(chǎn)品過(guò)程流程圖、KZ代表控制計(jì)劃等等）；針對(duì)不同的文件類別，比如：工藝規(guī)程類、管理用工藝文件、臨時(shí)工藝文件三類，制定不同的編號(hào)方法。

工藝編碼規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)化制定，一定要結(jié)合企業(yè)工藝管理的實(shí)際需求、充分考慮與數(shù)字化平臺(tái)的契合度、以及數(shù)字化工藝的可持續(xù)發(fā)展需求（具有擴(kuò)展性）進(jìn)行制定。

3. 工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化

工藝流程除了傳統(tǒng)的工藝審簽流程、工藝變更流程、工裝圖樣審簽流程之外，數(shù)字化工藝平臺(tái)還根據(jù)業(yè)務(wù)拓展增加了制造 BOM 創(chuàng)建、工藝過(guò)程件創(chuàng)建、屬性變更、產(chǎn)線變更、以及過(guò)程開(kāi)發(fā)文件的審批流程等等。數(shù)字化工藝平臺(tái)對(duì)上銜接 PDM 平臺(tái)，對(duì)下與 ERP、MES 系統(tǒng)集成，各種工作流程既有內(nèi)部流程，也有與外部環(huán)境之間的數(shù)字化轉(zhuǎn)換或集成流程。為了規(guī)范和提高工藝工作效率，減少因?yàn)榱鞒谭爆?、或流程不暢帶?lái)的設(shè)計(jì)和制造成本，以及確保工藝數(shù)據(jù)和外部系統(tǒng)良好的集成性，需要在數(shù)字化平臺(tái)搭建初期，對(duì)涉及到的所有工藝工作流程進(jìn)行反復(fù)的梳理，最后進(jìn)行刪減、分類，對(duì)整理出的流程進(jìn)行了固化定制，對(duì)流程名稱進(jìn)行規(guī)范，確保數(shù)字化工藝工作開(kāi)展中流程順暢、高效，起到降本增效的效果。

4. 工藝分類庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)中的工藝分類庫(kù)一般包含工藝資源庫(kù)（刀、輔、量、夾等）、工藝知識(shí)庫(kù)（工藝標(biāo)準(zhǔn)、工藝管理、典型工藝等）、工藝支持庫(kù)（產(chǎn)線、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)工序等）。通過(guò)對(duì)工藝分類庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化定制，可以有效的規(guī)范、統(tǒng)一、整合公司的工藝資源和工藝知識(shí)，提高工藝設(shè)計(jì)效率，增加工藝數(shù)據(jù)的重用度。

工藝分類庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化包括：工藝資源的分類、工藝資源的屬性定義（根據(jù)工藝設(shè)計(jì)個(gè)性需要）、工藝資源編號(hào)規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)線、標(biāo)準(zhǔn)工序的規(guī)范建立等。數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)時(shí)，工藝資源都是通過(guò)直接調(diào)取或分配的方式獲得，特別要求資源數(shù)據(jù)的規(guī)范性和統(tǒng)一性。因此，需要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來(lái)保證數(shù)字化工藝平臺(tái)龐大、復(fù)雜的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范性，保證工藝數(shù)據(jù)傳遞和應(yīng)用的準(zhǔn)確性。

5. 工裝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化

工藝裝備是工藝的重要組成部分，特別是隨著三維工藝、以及工藝數(shù)字化仿真技術(shù)的發(fā)展，工裝設(shè)計(jì)數(shù)字化成為工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)。企業(yè)在工裝設(shè)計(jì)數(shù)字化項(xiàng)目初期，就應(yīng)對(duì)工裝設(shè)計(jì)軟件的建模環(huán)境、工程圖模板、工程屬性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定制和開(kāi)發(fā)，確保工裝設(shè)計(jì)從三維建模到二維工程圖關(guān)聯(lián)生成，并將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集成至工藝數(shù)字化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工裝從設(shè)計(jì)、制造到管理整個(gè)數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一關(guān)聯(lián)，保證工藝數(shù)字化項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)進(jìn)度。

標(biāo)準(zhǔn)化在工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的意義

1. 引領(lǐng)和支撐作用

通過(guò)以上關(guān)于數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)中所開(kāi)展的一系列標(biāo)準(zhǔn)化工作論述，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化在數(shù)字化工藝建設(shè)中的支撐和引領(lǐng)作用。如果沒(méi)有這些基礎(chǔ)性以及與工藝數(shù)字化相契合的工藝標(biāo)準(zhǔn)的支持和指導(dǎo)，工藝數(shù)字化項(xiàng)目建設(shè)將因?yàn)闊o(wú)據(jù)可依，而導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)度緩慢、流程混亂，最終結(jié)果不盡人意。

2. 提高企業(yè)工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型成功率

舉兩個(gè)工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

（1）示例1? 某企業(yè)在進(jìn)行數(shù)字化工藝模板定制時(shí)，工藝模板由各專業(yè)工藝技術(shù)人員自行設(shè)計(jì)，由于工藝設(shè)計(jì)人員的局限性，導(dǎo)致工藝模板遲遲不能定稿，嚴(yán)重影響項(xiàng)目開(kāi)發(fā)進(jìn)度；而由于各工藝專業(yè)制定模板時(shí)沒(méi)有互通，導(dǎo)致最終交付的模板類別、格式、內(nèi)容各不相同，給項(xiàng)目開(kāi)發(fā)帶來(lái)困難；模板內(nèi)容的定制沒(méi)有經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化，模板設(shè)計(jì)的格式空間預(yù)留不合理，導(dǎo)致最終生成的工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)化要求。為了符合標(biāo)準(zhǔn)化要求，工藝人員需要對(duì)生成的工藝手動(dòng)調(diào)整，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，導(dǎo)致工藝人員積極性受挫，不愿使用新模板編制工藝。反反復(fù)復(fù)的工作以及問(wèn)題，最終導(dǎo)致工藝數(shù)字化項(xiàng)目因此推進(jìn)緩慢，效果不理想。

（2）示例2? 某企業(yè)的工裝設(shè)計(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型全程由工藝標(biāo)準(zhǔn)化人員參與，不僅整個(gè)設(shè)計(jì)工作都采用了標(biāo)準(zhǔn)化理念，最終的成果也形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行固化，用于指導(dǎo)工裝設(shè)計(jì)人員的規(guī)范性操作。由于模板設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，又有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)，工裝率先成功的實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

以上兩個(gè)實(shí)例充分說(shuō)明了在企業(yè)工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)化參與的指導(dǎo)意義和重要性。在工藝數(shù)字化建設(shè)過(guò)程中，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的參與，沒(méi)有一套有效的標(biāo)準(zhǔn)支持，交付物不規(guī)范，項(xiàng)目進(jìn)展困難，都將會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成本增加、甚至項(xiàng)目失敗。

因此在企業(yè)進(jìn)行工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，一定要遵循標(biāo)準(zhǔn)先行、標(biāo)準(zhǔn)支撐、標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)的作用，才能保證企業(yè)工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成功率。

3. 保證工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型可持續(xù)發(fā)展

企業(yè)工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型和發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。在工藝數(shù)字化的建設(shè)過(guò)程中，隨著信息技術(shù)、智能制造的不斷發(fā)展，還將會(huì)面臨很多新的問(wèn)題，還需要不斷的優(yōu)化和改進(jìn)。如果企業(yè)從一開(kāi)始就采用標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)思路、依靠標(biāo)準(zhǔn)化的流程進(jìn)行工藝數(shù)字化平臺(tái)的搭建，各項(xiàng)工藝流程、工藝工作、工藝數(shù)據(jù)創(chuàng)建和管理的科學(xué)性、系統(tǒng)性、規(guī)范性，將保障工藝工作有序開(kāi)展的同時(shí)，也將具有廣泛的適用性、兼容性及可擴(kuò)展性，能夠支持并滿足企業(yè)工藝數(shù)字化的可持續(xù)發(fā)展需求。

結(jié)語(yǔ)

標(biāo)準(zhǔn)化在工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，通過(guò)定制標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范流程、搭建體系來(lái)科學(xué)的對(duì)工藝數(shù)字化建設(shè)工作進(jìn)行指導(dǎo)和規(guī)范，有利于工藝數(shù)字化項(xiàng)目的推進(jìn)，保證企業(yè)工藝數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成功；企業(yè)在工藝數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程中形成的工藝數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系，也將有效的支持企業(yè)工藝數(shù)字化工作的不斷優(yōu)化和改進(jìn)，以滿足企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。