航天科技集團公司作為中國的國防科技戰(zhàn)略重要組成部分，主要是圍繞彈、箭、星、船、站開展研制，是國有特大型高科技企業(yè)。在近年來其研制任務(wù)不斷加重，研制周期不斷縮減的情況下，航天信息化戰(zhàn)線的隊伍也在工程信息化領(lǐng)域內(nèi)不斷地探索產(chǎn)品研制工具和管理模式，為提升航天產(chǎn)品研制的效率和質(zhì)量提供支撐。

    航天信息化建設(shè)從上世紀(jì)八十年代以來一直在滾動地發(fā)展，從最初的基于小型機的數(shù)學(xué)計算到九十年代基于設(shè)計工具的應(yīng)用，從2000年前后開始使用PDM（AVIDM）、CAPP等管理工具，航天一直在堅持自主的PLM產(chǎn)品研制，航天信息化建設(shè)也隨著企業(yè)信息化管理的大潮在不斷地完善自己的體系。到今天，集團公司下屬企業(yè)基本都應(yīng)用了PDM、MES等工具來管理其數(shù)據(jù)，也普遍實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間的文件級數(shù)據(jù)協(xié)同。

    在新的一輪信息化建設(shè)中，航天企業(yè)的應(yīng)用主要有以下幾個特點：

    1.從管理文件數(shù)據(jù)到管理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變

    航天型號研制對一次性成功有非常高的要求，從而對產(chǎn)品研制的質(zhì)量需要嚴(yán)格把關(guān)，在研制過程中要經(jīng)過重重驗證，對研制流程有一整套規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾磙k法。承載該管理辦法的在現(xiàn)階段來看，主要還是一系列的文檔要求，數(shù)據(jù)猶如放在一個黑盒里面，數(shù)據(jù)在研制各階段的相關(guān)性只能通過文檔本身來建立，需要人工方式去對應(yīng)，這些文檔要求雖能夠保證產(chǎn)品研制的質(zhì)量，但在當(dāng)前研制周期極短的情況下，需要大量的人力、財力去保證。

    如何將數(shù)據(jù)離散化，變成具有脈絡(luò)的一個個可管理的更細粒度的數(shù)據(jù)單元，管理細粒度的數(shù)據(jù)是航天企業(yè)當(dāng)前急需建立的管理新模式，這里面不但有信息化手段的要求，也有管理模式的轉(zhuǎn)變要求。例如：如何將一個技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)需求對應(yīng)到一個設(shè)計方案中設(shè)計要求，又如何通過工程設(shè)計具體參數(shù)來支持設(shè)計方案，后續(xù)的工藝設(shè)計中又如何來保證工程設(shè)計參數(shù)的有效性從而最終保證技術(shù)指標(biāo)等。這不僅僅是三維數(shù)字化的問題，三維數(shù)字化主要還是解決幾何結(jié)構(gòu)問題，其他包括電氣、軟件等其他非幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計的也有類似需求。這都要求在管理數(shù)據(jù)的過程中要識別出企業(yè)要管理的對象，這些對象不再是一個三維模型，也不能僅僅是一個二進制文件，需要我們識別出更小的單元，具體到模型的一個特征參數(shù)，一個電氣接線的參數(shù)要求，這些才是我們最終要管理的對象，通過企業(yè)PDM/PLM的建模能力，建立這些參數(shù)對象與三維數(shù)字模型和電原理圖文件等對象的關(guān)系。只有通過這種更細粒度的數(shù)據(jù)管理才能方便地被信息系統(tǒng)識別，從而在后續(xù)的分析、利用上做到快速有效。

    2.在研制管理模式上向新模式探索

    航天科技集團公司是一個多級管理體系，集團、院（總體）、院（專業(yè)）、所（廠）按照不同的分工開展工作，一般情況下，設(shè)計與制造不在一個單位內(nèi)完成，通常情況下都是設(shè)計單位完成設(shè)計后交付工廠制造，完成部組件制造后再在總裝單位進行裝配、試驗，最終交付給用戶。這種情況就造成了類似軟件瀑布式的研發(fā)模式，上下游之間的工作銜接階段明顯，存在明顯的交付過程，協(xié)同工作在組織上相關(guān)困難，從而研制周期被拉長。在當(dāng)前研制周期要求短的情況下，如何提高研制效率是航天集團及各院所重點探索的課題。在運載火箭技術(shù)研究院開展的基于IPD模式的探索就是打破企業(yè)組織限制，將其下屬多個所廠的設(shè)計、工藝等人員組成IPT團隊，開展型號研制工作，在團隊協(xié)同和PMI和MBD方面取得了一定的實踐經(jīng)驗和效果。

    上述主要是在管理模式上和管理手段的探索，航天企業(yè)的另一個新模式探索是從信息化手段支持研制管理到支持產(chǎn)品研制創(chuàng)新。航天科技集團除國防任務(wù)以外，還有大量的對外合作的產(chǎn)品，包括衛(wèi)星應(yīng)用設(shè)備及產(chǎn)品、信息技術(shù)產(chǎn)品、新能源與新材料產(chǎn)品、航天特種技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品、特種車輛及汽車零部件、空間生物產(chǎn)品等。這些產(chǎn)品面向航天外的用戶，有些還是面向大眾消費市場的，如何創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)來滿足用戶的多樣化需求，如何在團隊規(guī)�？焖贁U大和新人較多的情況下，在研制隊伍中快速傳播設(shè)計經(jīng)驗，是航天產(chǎn)品研制的一個重要問題，由此航天將在現(xiàn)有的PLM系統(tǒng)建設(shè)基礎(chǔ)上開展知識工程建設(shè)，通過固化、挖掘、提煉、推送的方式讓設(shè)計師隊伍快速獲取掌握設(shè)計規(guī)律，激發(fā)創(chuàng)新靈感。通過研制模式的不斷探索優(yōu)化，解除無效勞動，縮短研制周期是下階段的建設(shè)重點之一。

    3.結(jié)構(gòu)的全過程全三維統(tǒng)一表達

    過去航天的設(shè)計單位使用設(shè)計工具完成火箭或衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)設(shè)計后，生成二維工程圖下發(fā)到制造廠，制造廠再將二維圖還原為三維模型，由此再開展工藝、加工仿真設(shè)計，這個過程中產(chǎn)生了兩個低效節(jié)點，一個是生成二維圖這個過程中存在數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，另一個是將二維圖還原為三維模型存在著數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)換本身來講一方面存在丟失信息的可能性，另一方面還存在重復(fù)生成模型的低效過程。

    當(dāng)前航天企業(yè)意識到研制過程中設(shè)計、仿真、工藝、制造、裝配、檢驗等過程采用統(tǒng)一模型的重要性，采用統(tǒng)一的模型不但可以杜絕模型信息丟失的問題，也便于在上游發(fā)生數(shù)據(jù)更改后驅(qū)動下游快速的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的調(diào)整。集團公司下屬主要院所都在開展單一數(shù)據(jù)源為基礎(chǔ)的全過程全三維建設(shè)，這個周期會很長，涉及到原有研制模式的轉(zhuǎn)變，特別是各單位之間的三維數(shù)據(jù)交換有效性和知識產(chǎn)權(quán)的界定，如何從機制上保證各方利益是該模式推行的關(guān)鍵。

    4.從企業(yè)內(nèi)協(xié)同到跨單位跨地域協(xié)同

    航天企業(yè)集團、院（總體）、院（專業(yè)）、所（廠）組織的模式?jīng)Q定了大協(xié)作的工作模式，總體院與專業(yè)院之間，設(shè)計與制造之間都存在著協(xié)作，但協(xié)作并不等于協(xié)同，尤其是單位之間的協(xié)同難以實現(xiàn)。在航天總體分系統(tǒng)自頂向下各自開展設(shè)計工作的環(huán)境下，設(shè)計制造分離的環(huán)境下，總體與分系統(tǒng)、單機設(shè)計單位，不同專業(yè)之間、設(shè)計與制造之間存在大量的以設(shè)計工藝會簽、設(shè)計數(shù)據(jù)分發(fā)和共享的協(xié)同需求。過去在一個單位內(nèi)的協(xié)同通過會議、電話、視頻等方式開展，單位間的數(shù)據(jù)交換通過機要通道實現(xiàn)跨單位的文件傳遞，單位間協(xié)作以會簽、會議評審的模式開展。

    在經(jīng)過多年的信息化建設(shè)后，各航天單位各自部署PDM系統(tǒng)（神舟軟件公司的AVIDM）的模式下，通過PDM的工作流、內(nèi)部數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)單位內(nèi)部的協(xié)同，這種協(xié)同主要是小組級、部門級的協(xié)同，能夠提升設(shè)計、制造、裝配各環(huán)節(jié)內(nèi)的效率。近年來隨著神舟軟件公司的AVIDM在航天的應(yīng)用推廣，在協(xié)同方式上逐步建立了跨系統(tǒng)（AVIDM）的基于流程的協(xié)同模式，在協(xié)同內(nèi)容上主要是設(shè)計工藝文件為主會簽、分發(fā)、共享及匯總。下一步將逐步建立以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心的多元數(shù)據(jù)協(xié)同。

    5.重心由設(shè)計過程向制造過程轉(zhuǎn)變

    航天的單件小批生產(chǎn)模式和過去任務(wù)量不大的情況下，主要解決設(shè)計能力問題，在企業(yè)工程信息化建設(shè)過程中首先在設(shè)計端開展了PDM應(yīng)用—AVIDM工程建設(shè)。隨著型號研制任務(wù)的日益繁重，制造、裝配逐漸成為了瓶頸，在衛(wèi)星的研制周期中，制造和總裝占據(jù)了60%以上的時間，如何縮短制造裝配周期從而提高研制效率是擺在航天單位面前的重要課題，如何通過信息化的手段減少和替代實物的制造、試驗，如何合理安排生產(chǎn)計劃來提升制造裝配效率，如何通過過程控制保證產(chǎn)品質(zhì)量是當(dāng)前航天工程信息化建設(shè)的重點。

展望

    航天科技集團公司在型號研制的信息化建設(shè)過程中，以PLM為牽引走出了以自主可控、對外合作的道路，從工程設(shè)計逐步向兩端延伸，覆蓋從需求、方案到后端制造維護全過程管理，并隨著工程信息化行業(yè)技術(shù)的進步和發(fā)展，不斷探索和總結(jié)符合自身的研制模式，基于其專業(yè)公司—北京神舟軟件公司自主研發(fā)PLM產(chǎn)品，堅持做到有特點、有效果符合實際的道路。

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本文標(biāo)題：2014產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化征文：航天的PLM應(yīng)用發(fā)展與展望

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