航天產品研制生產過程中，產品工藝裝備（簡稱工裝）的設計與制造占有很大的比重，每型號所涉及工藝裝備的種類和數量都很大。雖然工裝設備只是最終產品的輔助設備，但從其設計、加工過程來看，它與產品有很大相似之處。在大型的企事業單位幾乎都實施或正在實施產品數據管理（PDM），我們可以借鑒產品數據管理的經驗和現有功能，實現對工裝研發數據的管理。中國航天科工飛航技術研究院在90年代中期就開始了和710所（神舟軟件公司前身）合作，在下屬多家研究所和工廠以課題形式開始了AVIDM系統的研究和實施工作，并于2005年在全院正式推廣運行。

    工藝裝備是產品制造過程中不可缺少的物質保證，從工裝的用途上看整個產品的生產過程離不開工裝。工藝裝備的設計和制造是生產技術準備工作中工作量最大、周期最長的階段。據相關資料統計，在中小批量生產中專用工裝的設計和制造工作占到工藝準備工作量的50％，大批量生產中甚至占到80％以上，而且工藝裝備的費用平均占產品成本的10～15％以上。因此，工裝的設計、制造、使用和管理對于保證產品質量、縮短研制周期意義重大。

    由于工裝的重要性，制造企業都非常重視工裝設計、制造技術和工裝控制管理，工裝設計、制造的好壞對型號產品研制的質量、進度和費用起非常大的作用。在航天制造企業中，對工裝的設計、制造、質量控制、管理等工作幾乎涉及到了所有分廠及處室。因此，建立一套科學有效的工裝管理系統對降低成本、提高質量、縮短研制和生產周期、寶貴經驗積累有著重大的意義。

    在我廠，隨著信息化技術的發展和AVIDM的產品結構管理等技術的應用，為企業目前存在的工裝產品數據管理、流程審簽、設計任務計劃管理、電子信息共享和設計、制造并行問題提供了有效的解決途徑，在多年的各信息化系統實施過程中，我們積累了許多成功的經驗，培養了一批優秀的技術人員。因此以企業的工藝裝備為對象，開展基于AVIDM系統的工裝數據管理是切實可行的。（一）技術可行：當前的AVIDM系統技術成熟、功能切實可行，并且在一些航天院、所有成功實施的經驗；（二）管理可行：由于工裝的設計、制造幾乎完全封閉于制造單位內完成，企業對工裝管理有完全的控制權，這必將為系統實施過程中部門間協調，規章制度的制定、執行提供方便；（三）環境可行：當前航天單位的計算機網絡建設幾乎都已完成；（四）人員配備可行：擁有一批從事信息化和工裝管理、設計、制造的隊伍。

    建立工裝設計數據管理系統需要實現的功能

    第一，基于AVIDM的產品結構方式實現工裝數據管理。以產品結構為基礎將文檔與之關聯，形成一個完整的產品結構樹，集中對產品零部件及其描述文檔進行操作和維護。這樣，既便于用戶使用操作，又有利于數據的完整表達和維護，同時方便地為各個部門提供各種BOM視圖。

    在實現工裝結構化管理前首先要確定合理的數據粒度，保證產品數據的安全性、正確性和一致性。提供客戶化配置管理的功能，能把定義最終工裝的所有工程數據和圖文檔聯系起來，實現數據的組織、管理與控制，并根據一定的規則和條件，向用戶或應用系統提供相關結構的不同視圖和描述。實現以下基本功能：BOM表的創建和修改、BOM表的版本控制、BOM表的多視圖管理、結構層次管理、文檔的查詢、版本控制、支持“零件或子部件被哪些部件采用”和“部件采用了哪些零件或子部件”的查詢以及系列化結構視圖管理。

    第二，三維CAD軟件與AVIDM系統的集成。工裝結構樹的建立是工裝數據管理基礎工作，它的正確性與合理性也是以后所有工作開展的必要保證條件，而結構樹的生成主要來源于產品零、部組件的三維模型結構關系。所以，三維CAD軟件與AVIDM系統的集成工作的好壞直接影響到整個系統的使用效果。AVIDM軟件實現了與主流CAD集成，使得設計數據可以快速納入到系統中來。

    第三，其它功能。（一）工裝設計任務計劃管理，包括：任務計劃的編制、派發及細化、任務的實時跟蹤監控、任務的匯總分析等。（二）工作流管理，包括：工作流定義、流程控制、察看流程和流程中數據對象的狀態、支持二維電子圖紙及三維模型的審簽。（三）與3D模型瀏覽工具集成：通過集成Jvue、PLM-Vis等工具，提供瀏覽異構CAD數據，支持基于3D模型的可視化協同。（四）權限管理：包括系統功能權限管理和產品對象數據權限管理。

    工裝全生命周期管理的實現

    以某企業工裝設計、制造、管理為例，探索對于工裝全生命周期的管理辦法。工裝的技術要求和需要達到的目的由工藝設計人員提出，工裝設計人員按照工藝人員的要求和產品技術圖紙，結合生產現場的狀況進行設計。

    以工裝申請為起點，當任務確認后，設計員進行工裝設計并根據最終的三維模型在工裝管理系統中生成結構樹，在此基礎上開展其它設計任務、進度跟蹤、文檔管理、變更管理、流程管理、隸屬產品管理、使用情況統計等設計工作，設計完成后，由生產部門派發任務給工裝制造部門開始生產，制造部門工藝員實時更新系統中的制造信息表以便對制造狀態進行跟蹤和出現的問題及時解決，制造完成后由相關部門和人員確認，登記入庫并交付申請單位使用，此時由MRPII系統接管工裝實物信息管理。MRPII中工裝管理包括六項功能：用戶及權限管理、基礎代碼維護、工裝任務管理、工裝臺帳管理、工裝定檢管理、工裝報廢管理。

工裝設計流程示意圖

    產品全生命周期管理過程中各系統間的集成分析

    為了提供信息共享，系統間信息的一致性，系統間主要通過BOM表進行接口連接，系統接口的難點主要是與外部系統間的接口設計，而AVIDM系統與CAD、CAM、CAPP、MRPⅡ的協同工作對于企業的科研生產順暢進行有舉足輕重的作用。根據四者之間關系和我廠的具體情況：（一）CAM和AVIDM：由于二者主要是刀位文件、NC代碼等文檔信息，采用應用封裝基本可滿足需求；（二）CAPP和AVIDM：二者除了有文檔交流外，CAPP還需從AVIDM系統中獲取設備資源信息、原材料信息等，故采用接口交換比較合適；（三）CAD和AVIDM：由于零部件描述屬性、BOM表等重要產品信息需要從CAD中通過接口交換導入AVIDM系統，二者之間集成爭取盡可能的緊密。（四）MRPⅡ與AVIDM系統集成，本質是實現設計、工藝與企業管理、生產、質檢、財務的部門之間的集成，是產品信息于經營管理信息的集成，為了保證其數據的一致性，同樣也需要緊密集成。

    企業信息化建設及PDM系統的實施是一個復雜的過程，需要企業決策人員、信息化工程人員、業務人員以及信息系統提供商多方協作完成。產品結構化管理是PDM系統中最重要、最復雜的功能之一，該功能的完善程度是衡量PDM產品水平的主要指標。AVIDM系統的產品結構管理功能切實可用，能夠較緊密地與CAD軟件集成。應用AVIDM產品結構管理技術實現工裝設計數據的管理，并在此基礎上通過與其它管理系統及軟件的集成，實現了對工裝研發乃至實體數據的全生命周期管理。