在上核信息化建設的過程中，已成功利用 CAD/CAE/CAM 等技術實現(xiàn)了核電設備研發(fā)、設計、優(yōu)化分析和制造的數(shù)字化，極大地提高了核島蒸汽發(fā)生器和核島主設備等產(chǎn)品的設計質量和設計速度。但核電設備的加工和制造需多專業(yè)協(xié)作加工，實施的周期較長，屬于典型的離散型制造。因此，其生產(chǎn)過程較復雜、文檔繁多、跟蹤困難、數(shù)據(jù)種類多且使用者多、存儲格式多樣，從而造成數(shù)據(jù)的共享程度低、數(shù)據(jù)傳遞速度慢、業(yè)務數(shù)據(jù)難以集成、數(shù)據(jù)的管理水平低，更嚴重的是將導致設計和制造中的一些失誤，制約企業(yè)進一步縮短產(chǎn)品研發(fā)和制造的周期。為了解決這個問題，上核采用PDM/CAPP 來對產(chǎn)品信息進行有效的組織和管理，以保證產(chǎn)品設計、工藝和生產(chǎn)信息的一致性和同源性，從而為企業(yè)的信息化管理打下堅實的基礎。
一、生產(chǎn)特點及數(shù)據(jù)管理存在的問題
PDM系統(tǒng)的開發(fā)和實施是一個非常復雜的系統(tǒng)過程。必須要考慮到被實施企業(yè)的實際特點，結合該企業(yè)的產(chǎn)品特點、經(jīng)營模式和現(xiàn)有的、可實施的計算機技術，從PDM的基本思想入手，建立企業(yè)PDM系統(tǒng)的基本框架，在此基礎上才能分階段地開展具體實施工作。開目公司通過前期對上核的產(chǎn)品 特點以及開發(fā)、制造流程進行了詳細的調(diào)研和分析，為后續(xù)PDM/CAPP系統(tǒng)的設計奠定了基礎。
1.企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)特點
上核作為國內(nèi)核島主設備和化工設備的主要供應商，相對于其他行業(yè)的產(chǎn)品來說，其產(chǎn)品生產(chǎn)具有以下特點：①生產(chǎn)模式：單件小批量生產(chǎn)。②設備狀況：以數(shù)控設備和加工中心為主，大型設備較多，投資巨大。③設計模式：按照業(yè)主或核電研究院提供的紙質圖樣轉化設計。④工藝模式：以機加工、冷作和焊接工藝為主，多專業(yè)協(xié)作加工流轉型。
2.企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理存在的問題
一個核電設備項目的完整過程包括訂單處理、項目策劃、技術準備、采購、制造和質控等幾個階段，而每個階段都由不同部門的人員進行處理，每個階段都有不同的下級任務，過程中輸入輸出的文檔數(shù)以萬計，不同的輸出文檔有不同的簽署確認流程。但在項目執(zhí)行的過程中卻沒有信息的反饋，導致高管和項目管理員看不到整體直觀的項目進展情況。同時，相關文檔的長期流轉和分散保存，易丟失且不易查詢和借閱，更不利于相互協(xié)作。更嚴重的是，多種因素(如外來設計變更、內(nèi)部生產(chǎn)工藝的變化或材料供應變化等)引起的技術文件變更，由于更新、換發(fā)的不及時，會造成版本管理上的混亂，降低技術文件的有效性和權威性。加之不同技術文件的調(diào)閱權限控制不力，易造成技術密秘泄漏和埋下安全隱患等。如圖 1。
二、項目解決方案
1.網(wǎng)狀多視圖數(shù)據(jù)管理
核電設備數(shù)據(jù)種類多、使用者多且存儲格式多樣，必須對其進行有效的管理，以保證數(shù)據(jù)的完整性、一致性、安全性和快速可用性。PDM通過提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)多視圖功能，為不同崗位上的用戶提供不同角度的數(shù)據(jù)視圖，從而使不同人員對數(shù)據(jù)的使用和查詢能夠各取所需。如圖 2。
在對產(chǎn)品進行多視圖管理的同時，建立各類產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的網(wǎng)狀聯(lián)系，將所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)聯(lián)系為一個整體，在不同對象之間形成一個脈絡清晰的關系網(wǎng)，從而能夠方便地從一個對象順藤摸瓜找到與它相關的其他對象。如圖 3。
2.自動化流程管理
由于核電設備自身所具有的質量要求高、制造周期長、過程復雜和配套鏈長等特點，造成文檔繁多，跟蹤困難，管理難度大，過程遵從性和研發(fā)效率存在矛盾等問題。針對企業(yè)業(yè)務流程存在的問題，項目組提出流程管理自動化的解決方案，在按質量保證體系和用戶要求管理研發(fā)過程的同時，滿足進度要求：①設置項目管理規(guī)范，自動分解項目任務;②設置過程文檔模板，自動創(chuàng)建符合規(guī)范的輸出文件;③設置圖文檔簽審流程規(guī)范，文檔自動流轉，電子簽名;④自動通知任務執(zhí)行，自動報告任務超期;⑤對階段任務的完成自動進行文檔完整性和狀態(tài)正確性檢查。如圖4。
3.數(shù)字化工藝與制造
工藝數(shù)據(jù)是制定車間作業(yè)計劃、加工裝配的關鍵數(shù)據(jù)，而工藝方案的優(yōu)劣只有在制造中才能得到真實反映，且車間制造的反饋數(shù)據(jù)是進行工藝優(yōu)化的重要依據(jù)。
在上核原有的設計制造模式中，工藝規(guī)劃和制造相脫離，兩者以串行方式進行，實際制造情況與工藝方案存在較大的偏差。通過實施PDM，將產(chǎn)品的設計和工藝信息無障礙、無衰減地發(fā)布并傳遞到制造部門，將工藝與制造相融合，真正地實現(xiàn)數(shù)字化工藝與制造。
4.全范圍數(shù)據(jù)安全保障
核電設備關系到重大人身和社會安全，因此對其數(shù)據(jù)管理的長期安全性、歷史可追溯性和保密性都有很高的要求。
PDM基于角色與用戶自定義權限的授權，通過全面而細致的靜態(tài)權限和動態(tài)權限分類安全機制，保證數(shù)據(jù)不被非法訪問和破壞。動態(tài)權限可隨著工作流程的流轉自動授予和收回，在保證數(shù)據(jù)安全的同時，也極大地減輕了授權管理的工作量。
5.標準化工藝設計
由于核電站的特殊安全性和可靠性的要求，核電設備普遍具有高標準、高性能和高可靠性的要求，具有多種強制性的行業(yè)標準，因此需要建立基于行業(yè)標準的設計過程管理。據(jù)此，在PDM/CAPP系統(tǒng)中實現(xiàn)工藝信息模型標準化、工藝文件標準化、工藝流程標準化、數(shù)據(jù)來源標準化、數(shù)據(jù)內(nèi)容標準化、輸入輸出標準化及工藝流程標準化等。同時，PDM/CAPP系統(tǒng)還應擁有強大的統(tǒng)計匯總和報表定制功能。
三、實施效果
1.實現(xiàn)核電設備企業(yè)工藝制造一體化
核電設備企業(yè)以前的工藝設計都是以二維工程圖為基礎進行的，CAPP也主要采用基于二維的工藝規(guī)劃模式。實施PDM/CAPP后，企業(yè)突破傳統(tǒng)的工藝設計模式，進行三維產(chǎn)品模型環(huán)境下的工藝設計。通過面向制造的工藝規(guī)劃和工藝信息在制造現(xiàn)場的集成應用，實現(xiàn)工藝設計與制造的一體化， 提高數(shù)控設備的利用率，解決了困擾企業(yè)的高端數(shù)控設備利用率低的問題。
2.全方位數(shù)據(jù)安全策略，保證數(shù)據(jù)的歷史可追溯性
在上核PDM/CAPP項目中，從最底層的數(shù)據(jù)庫信息存儲到數(shù)據(jù)庫訪問的開發(fā)工具和環(huán)境，以及應用組件、信息系統(tǒng)等每一個層次都設置安全措施，并將數(shù)據(jù)安全管理與項目管理相互配合，強調(diào)項目數(shù)據(jù)關聯(lián)性追溯，實現(xiàn)了基于項目的數(shù)據(jù)安全管理，構筑全范圍的強大的安全屏障，保證核電設備幾十年歷史數(shù)據(jù)的可追溯性。
3.建立起適合核電設備企業(yè)信息化的總體解決方案
上核PDM/CAPP信息化支撐平臺的實施，提出了適合支撐核電設備行業(yè)“數(shù)字化工藝與制造”的信息化平臺解決方案和實施方法，主要包括核電設備企業(yè)的業(yè)務模型、產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型、工藝知識庫和標準庫，以及完整的實施過程規(guī)范等，成為核電設備企業(yè)信息化的整體解決方案樣本。
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