孔維榮，蔡育冰，于雅軍

(中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266011)

0 引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)不斷深度融合，制造企業(yè)紛紛由傳統(tǒng)型制造向數(shù)字化、智能化制造發(fā)展，制造型企業(yè)進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代。與此同時(shí)，隨著CAD/CAM技術(shù)的推廣與應(yīng)用，國內(nèi)大多數(shù)制造企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字化，計(jì)算機(jī)出圖率達(dá)到了100%[1]，但如何將與生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)以電子數(shù)據(jù)的形式準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)放至生產(chǎn)現(xiàn)場,實(shí)現(xiàn)車間無紙化生產(chǎn)，以及通知的流轉(zhuǎn)跟蹤和歷史查詢成為制造型企業(yè)數(shù)字化、智能化制造亟需解決的問題。

目前關(guān)于制造企業(yè)圖檔管理研究多集中于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management，PDM)的二次開發(fā)應(yīng)用或PDM與其他系統(tǒng)的集成。PDM是一門以軟件為基礎(chǔ)，管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息(包括電子文檔、數(shù)字化文件、數(shù)據(jù)庫記錄等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程(包括工作流程和更改流程)的技術(shù)[2]。蔡芳等[3-5]研究了PDM與檔案管理系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)了圖檔的自動歸檔。王偉等[6-9]針對制造業(yè)PDM系統(tǒng)中圖文檔數(shù)據(jù)外發(fā)方式、訪問控制需求，研究出一種適用于PDM系統(tǒng)的圖文檔外發(fā)機(jī)制。

本文基于某高鐵制造企業(yè)現(xiàn)有圖文檔發(fā)放流程、PDM系統(tǒng)應(yīng)用及未來數(shù)字化工廠建設(shè)對電子數(shù)據(jù)的發(fā)放需求，分析了基于PDM的圖文檔發(fā)布系統(tǒng)的體系架構(gòu)、功能模塊，并就系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)施成果進(jìn)行了闡述。

1 需求分析

目前，該企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)以企業(yè)級PDM系統(tǒng)為核心，集成AutoCAD、CATIA等設(shè)計(jì)工具，完成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、質(zhì)量策劃一體化應(yīng)用。但隨著公司數(shù)字化工廠建設(shè)的不斷推進(jìn)，如何將這些技術(shù)圖文檔以電子數(shù)據(jù)的形式發(fā)放至生產(chǎn)現(xiàn)場、供應(yīng)商、外協(xié)廠家，以提高工作效率和準(zhǔn)確性，成為企業(yè)亟待解決的問題。

圖文檔發(fā)布系統(tǒng)就是向公司各部門、供應(yīng)商、外協(xié)廠家發(fā)放電子產(chǎn)品圖紙、設(shè)計(jì)技術(shù)文件、工藝文件、工藝文檔等，管理生產(chǎn)業(yè)務(wù)技術(shù)通知的發(fā)放、執(zhí)行、檢查等閉環(huán)管理的系統(tǒng)。通過圖文檔發(fā)布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

(1)將PDM產(chǎn)品研發(fā)過程中的非結(jié)構(gòu)化圖檔發(fā)布到圖文檔系統(tǒng)，并通過圖文檔系統(tǒng)為生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供所需的技術(shù)文件。

(2)實(shí)現(xiàn)研發(fā)過程與圖檔現(xiàn)場的應(yīng)用隔離，保障研發(fā)過程原始數(shù)據(jù)的安全性。

(3)實(shí)現(xiàn)全公司一套圖檔，保證數(shù)據(jù)源頭唯一。

(4)以電子圖檔為準(zhǔn)，用電子圖檔取代紙質(zhì)圖檔，在生產(chǎn)現(xiàn)場逐步取消紙質(zhì)藍(lán)圖、工藝卡片、作業(yè)指導(dǎo)書、技術(shù)通知等。

2 基于PDM的電子技術(shù)圖文檔發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

圖文檔發(fā)布系統(tǒng)架構(gòu)分為3層，如圖1所示，系統(tǒng)通過WebService服務(wù)實(shí)現(xiàn)與PDM等系統(tǒng)集成，通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)與用戶數(shù)據(jù)交互功能。系統(tǒng)內(nèi)部主要組成包括Oracle、FileNet和WebLogic，其中，Oracle用于存儲結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，F(xiàn)ileNet用于存儲產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙、工藝卡片、質(zhì)檢文件、變更通知等文件，WebLogic用于提供Web服務(wù)。

圖1 圖文檔發(fā)布系統(tǒng)架構(gòu)

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

基于PDM的圖文檔發(fā)布系統(tǒng)是企業(yè)信息集成技術(shù)的應(yīng)用，系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖2所示，系統(tǒng)主要功能包括基本份圖檔管理、圖檔發(fā)放管理、通知閉環(huán)管理、數(shù)據(jù)瀏覽與應(yīng)用以及系統(tǒng)后臺管理。

圖2 圖文檔發(fā)布系統(tǒng)功能框架

(1)基本份圖檔管理。作為企業(yè)級圖文檔發(fā)布系統(tǒng)，通過與PDM系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)文檔、工藝文檔、質(zhì)量文檔、通知的同步，所有從PDM同步傳入圖文檔發(fā)布系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都會在一個統(tǒng)一的文檔庫中進(jìn)行歸檔，根據(jù)文檔的不同類型與屬性，按照一定的規(guī)則創(chuàng)建相應(yīng)的項(xiàng)目文檔庫結(jié)構(gòu)，這是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)其他功能的基礎(chǔ)。

(2)圖檔發(fā)放管理。以通知單為單位進(jìn)行文檔發(fā)放、接收與轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的電子化文檔管理，取消通知單與文檔發(fā)放的手工下發(fā)過程，保留資料員文檔電子簽收功能。資料員代表部門簽收后可以按需轉(zhuǎn)發(fā)一個或者多個通知接受者，接受者接受通知后可以繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)給多個接受人。

(3)通知閉環(huán)管理。通知閉環(huán)管理過程主要包括通知簽收、任務(wù)分解、執(zhí)行反饋、執(zhí)行匯總、通知關(guān)閉，該過程確保了通知執(zhí)行的完整性、準(zhǔn)確性。

(4)數(shù)據(jù)瀏覽與應(yīng)用。數(shù)據(jù)瀏覽與應(yīng)用主要包括檢索與查詢、圖文檔在線瀏覽、文檔打印管理、下游生產(chǎn)系統(tǒng)的集成。

(5)系統(tǒng)后臺管理。系統(tǒng)后臺管理主要包括全局變更通知管理、公司管理、組織架構(gòu)管理、權(quán)限管理、PDM數(shù)據(jù)導(dǎo)出監(jiān)控、系統(tǒng)監(jiān)控管理、常用配置管理等。

3 系統(tǒng)實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)

3.1 PDM數(shù)據(jù)集成同步

與PDM數(shù)據(jù)集成同步是圖文檔發(fā)布系統(tǒng)的前提，圖文檔發(fā)布系統(tǒng)與PDM數(shù)據(jù)同步主要過程：工程師在PDM中完成文檔提交后在PDM中發(fā)起電子簽審流程，系統(tǒng)自動進(jìn)行完整性檢查，保證數(shù)據(jù)的正確性；通過PDM審批流程后，將產(chǎn)生后臺導(dǎo)出任務(wù)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)將會導(dǎo)入FileNet中管理，文檔發(fā)布系統(tǒng)自動進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，反饋導(dǎo)入結(jié)果。

為提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠性，根據(jù)校驗(yàn)的規(guī)則，PDM在流程發(fā)起時(shí)進(jìn)行檢查，通過則允許發(fā)起流程，不通過則不允許發(fā)起流程。同時(shí)，圖文檔系統(tǒng)在接收數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)通過檢查規(guī)則進(jìn)行確認(rèn)，通過則創(chuàng)建數(shù)據(jù)，不通過則報(bào)錯。

3.2 圖文檔發(fā)放管理

所有從PDM同步傳入圖文檔發(fā)布系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都會在一個統(tǒng)一的文檔庫中進(jìn)行歸檔，根據(jù)文檔的不同類型與屬性，按照一定的規(guī)則創(chuàng)建相應(yīng)的項(xiàng)目文檔庫結(jié)構(gòu)。以圖紙歸檔為例，系統(tǒng)會根據(jù)項(xiàng)目編號、圖紙類型等，按照一定的規(guī)則創(chuàng)建相應(yīng)的項(xiàng)目文檔庫結(jié)構(gòu)，并創(chuàng)建所傳遞對象保存在相應(yīng)文檔結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行自動歸檔。

所有文檔對象的版本會對應(yīng)PDM中文檔的對應(yīng)版本。當(dāng)最新版本在PDM中發(fā)布并同步到文檔系統(tǒng)中后，在文檔庫中會自動展示最新版本，而歷史版本將會隱藏。如果要查看歷史版本，可以通過文檔庫節(jié)點(diǎn)配置開關(guān)展示所有歷史版本，也可以通過查詢條件查找特點(diǎn)版本文檔。

3.3 變更通知閉環(huán)管理

PDM將工藝通知等下達(dá)至圖文檔發(fā)布系統(tǒng)后，通知閉環(huán)過程主要分為通知簽收、任務(wù)分解、執(zhí)行反饋、執(zhí)行匯總、通知關(guān)閉5步，其中任務(wù)分解是指系統(tǒng)后臺將通知單按照WBS元素與班組拆分任務(wù)。變更通知閉環(huán)管理任務(wù)分解流程如圖3所示，按變更項(xiàng)類型確定是否分解通知任務(wù)和后續(xù)是否執(zhí)行確認(rèn)、執(zhí)行關(guān)閉。

圖3 變更通知閉環(huán)管理任務(wù)分解流程

4 實(shí)施與應(yīng)用效果

按照“先試點(diǎn)，再推廣”的實(shí)施策略，2017年4月圖文檔發(fā)布系統(tǒng)在公司濟(jì)南R1線項(xiàng)目首先上線運(yùn)行且運(yùn)行情況良好，后續(xù)經(jīng)過大規(guī)模推廣應(yīng)用，先后有標(biāo)準(zhǔn)動車組、廣深港城際動車組等累計(jì)30余個項(xiàng)目的圖文檔發(fā)布納入系統(tǒng)管理。圖文檔發(fā)布系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)緊密集成，實(shí)現(xiàn)了快速將產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)文檔、工藝卡片、變更通知等發(fā)布到各部門生產(chǎn)現(xiàn)場，支持現(xiàn)場的生產(chǎn)制造，提高了變更通知的分發(fā)效率和分發(fā)通知的準(zhǔn)確性。生產(chǎn)現(xiàn)場班組自動接收通知，節(jié)約了大量的通知復(fù)印、人工發(fā)放的費(fèi)用。通過系統(tǒng)在線查看基本份圖紙、文檔、工藝文件，節(jié)約了大量維護(hù)圖紙的人工成本。通過圖文檔發(fā)布系統(tǒng)的實(shí)施，公司逐步取消了生產(chǎn)現(xiàn)場紙質(zhì)工藝文件，系統(tǒng)自動向班組推送施工的電子工藝文件，為后續(xù)數(shù)字化工廠的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

高鐵制造因其特有的戰(zhàn)略意義，以及高成本、嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)的特征，對其制造過程的完善和優(yōu)化尤為重要。本文針對某高鐵制造企業(yè)未來數(shù)字化工廠建設(shè)對電子數(shù)據(jù)的發(fā)放需求，介紹了以PDM為基礎(chǔ)的電子技術(shù)圖文檔發(fā)布系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，重點(diǎn)闡述了圖文檔發(fā)布系統(tǒng)的系統(tǒng)框架、系統(tǒng)實(shí)施關(guān)鍵點(diǎn)以及系統(tǒng)上線應(yīng)用效果。