湯中恒 李建華 馮春霞 毛堅英 魏冬邦

（中國航天科技集團(tuán)九院七〇四所， 北京， 100076）

工藝標(biāo)準(zhǔn)化是規(guī)范和簡化工藝設(shè)計與管理的基礎(chǔ)性工作， 通過工藝標(biāo)準(zhǔn)化可以保障產(chǎn)品設(shè)計與工藝設(shè)計的協(xié)調(diào)性。 對于典型產(chǎn)品來說， 可以減少重復(fù)性工作量， 規(guī)范工作程序， 提高產(chǎn)品研制過程的工藝設(shè)計質(zhì)量， 縮短工藝準(zhǔn)備時間， 優(yōu)化工藝裝備配置。

航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 是航天企業(yè)組織科研生產(chǎn)的基本技術(shù)管理制度， 是技術(shù)管理的重要支撐標(biāo)準(zhǔn)之一， 規(guī)范了航天產(chǎn)品研制的工作程序， 提高了研制過程的工藝設(shè)計質(zhì)量[1]。

近年來， 以結(jié)構(gòu)化工藝為核心的數(shù)字化工藝的迅猛發(fā)展， 將制造過程中所需的人、 機(jī)、 料、 法、環(huán)等要素， 以樹狀結(jié)構(gòu)的方式組織起來， 可對工序進(jìn)行串行、 并行、 多路徑等流程規(guī)劃， 體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化、 協(xié)同化工藝設(shè)計理念， 大幅提高了航天產(chǎn)品生產(chǎn)過程中設(shè)計和制造的管理水平。 數(shù)字化工藝文件脫離了卡片模板的限制， 而是以顆?；?、 模塊化、精準(zhǔn)化且能被計算機(jī)直接解構(gòu)的工藝數(shù)據(jù)， 直接用來指導(dǎo)工人操作和組織生產(chǎn)。 面對全新的航天生產(chǎn)組織模式和工藝文件形式， 需要對現(xiàn)行航天工藝文件管理標(biāo)準(zhǔn)再次開展適用性研究。

1 概述

1.1 數(shù)字化工藝設(shè)計的特點

a） 工藝數(shù)據(jù)顆粒化。工藝數(shù)據(jù)顆?；菍崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)化工藝的基礎(chǔ)， 將指導(dǎo)工藝生產(chǎn)的工藝數(shù)據(jù)分解成顆粒單元。 工藝數(shù)據(jù)的顆粒度由系統(tǒng)能解析的最小數(shù)據(jù)單元決定， 包括以下3 類： ①屬性： 用于描述被管理對象的集合， 可以直接被系統(tǒng)精準(zhǔn)解析。 ②對象： 指對象數(shù)據(jù)庫中管理中的模型、 圖紙、 工藝、 設(shè)備、 刀具、 物料等， 可以精準(zhǔn)地被數(shù)字化平臺解析。 ③數(shù)據(jù)集： 指在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化工藝內(nèi)存放工藝需求數(shù)據(jù)文件的集合， 需借助第三方平臺進(jìn)行查看。

b） 工藝流程模塊化。數(shù)字化工藝將工藝數(shù)據(jù)顆粒單元以固化的流程進(jìn)行組織， 最終將所有工藝數(shù)據(jù)顆粒單元以樹狀結(jié)構(gòu)的方式組織起來，其主要流程包括： 工藝路線編制， 材料定額編制， 創(chuàng)建專業(yè)工藝， 創(chuàng)建工序， 創(chuàng)建工步。 在組織工藝數(shù)據(jù)顆粒單元時， 可以多人同時參與設(shè)計活動， 從而大幅提高數(shù)字化工藝的編制效率。

c） 工藝數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化。工藝數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化通過工藝數(shù)據(jù)以規(guī)定的規(guī)則存儲和傳遞， 實現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的復(fù)用性和可傳遞性。 工藝數(shù)據(jù)接口不僅包括數(shù)字化平臺與工藝顆粒單元知識庫之間的接口， 還包括與上下游軟件之間的接口， 如ERP 系統(tǒng)、 MES 系統(tǒng)。 根據(jù)數(shù)字化平臺的解析規(guī)則制定工藝知識單元存儲方式， 實現(xiàn)系統(tǒng)與工藝顆粒單元知識庫之間接口的標(biāo)準(zhǔn)化； 根據(jù)上下游數(shù)據(jù)需求及數(shù)據(jù)類型， 建立標(biāo)準(zhǔn)化的軟件接口協(xié)議， 從而最大限度地提高工藝數(shù)據(jù)在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)利用率。

1.2 工藝文件管理標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化適用性分析方法

在數(shù)字化工藝條件下， 航天產(chǎn)品科研生產(chǎn)模式和工藝文件形式有了顛覆性的改變， 需要對現(xiàn)行航天工藝文件管理標(biāo)準(zhǔn)開展科學(xué)全面系統(tǒng)的適用性研究。 既要繼承現(xiàn)行管理標(biāo)準(zhǔn)的成熟經(jīng)驗，又要考慮到數(shù)字化工藝的特點。 目前， 各單位使用的數(shù)字化系統(tǒng)風(fēng)格各異， 結(jié)合具體數(shù)字化系統(tǒng)提出要求難以脫離主觀因素； 按 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 系列標(biāo)準(zhǔn)逐條提出數(shù)字化管理要求， 難以充分融入數(shù)字化工藝設(shè)計的特點。

《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 系列標(biāo)準(zhǔn)作為在航天單位得到廣泛貫徹實施的工藝文件管理制度， 經(jīng)過實踐的長期檢驗， 其管理邏輯是成熟有效的。 以 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 系列標(biāo)準(zhǔn)的管理邏輯為基礎(chǔ)， 提出數(shù)字化工藝文件管理要求， 不僅沒有脫離現(xiàn)行管理標(biāo)準(zhǔn)的成熟經(jīng)驗， 又考慮到了數(shù)字化工藝的特點。 工藝文件管理標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化適用性分析方法架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 工藝文件管理標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化適用性分析方法架構(gòu)圖

為直觀形象地表達(dá)抽象的管理邏輯， 將 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 系列標(biāo)準(zhǔn)的管理邏輯解構(gòu)成細(xì)化的管理要素。 管理要素是從 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 系列標(biāo)準(zhǔn)中抽象出的管理對象和管理維度， 直觀反映了具體條款規(guī)定的內(nèi)容和提出要求的角度。 管理要素在管理邏輯和標(biāo)準(zhǔn)條款之間承擔(dān)著承上啟下的作用， 管理邏輯由所有管理要素構(gòu)成， 標(biāo)準(zhǔn)條款是管理要素的具體要求。 通過逐條款提煉管理要素保證管理要素的全面系統(tǒng)性， 從而保證管理邏輯的全面和系統(tǒng)性。

在提煉 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 系列標(biāo)準(zhǔn)管理要素的基礎(chǔ)上， 按管理要素重組所有的標(biāo)準(zhǔn)條款， 開展以管理要素為主線的適用性分析方法。 結(jié)合數(shù)字化工藝和傳統(tǒng)工藝的區(qū)別， 依次對每個管理要素下的所有標(biāo)準(zhǔn)條款開展適用性分析， 保留所有適用的標(biāo)準(zhǔn)條款， 結(jié)合數(shù)字化工藝設(shè)計的特點， 針對不適用的條款和適用但需補(bǔ)充的條款， 提出數(shù)字化工藝文件標(biāo)準(zhǔn)修訂建議， 為形成數(shù)字化工藝文件管理標(biāo)準(zhǔn)草案提供基礎(chǔ)。

2 工藝文件管理要素梳理

管理要素是細(xì)化的管理邏輯， 由于 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 管理類系列標(biāo)準(zhǔn)和編制類系列標(biāo)準(zhǔn)管理邏輯差異性大， 將管理要素細(xì)分成管理要求類管理要素和編制規(guī)則類管理要素。

2.1 管理要求類管理要素提煉方法

《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 管理類系列標(biāo)準(zhǔn)包括工藝文件的一般性要求、 完整性、 簽署、 更改、 編號等， 保證了工藝文件的完整性、齊套性、 協(xié)調(diào)性。 具體標(biāo)準(zhǔn)需進(jìn)一步對標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容和事項進(jìn)行討論和明確。

具體條款圍繞管理對象和管理維度制定管理要求， 管理對象是標(biāo)準(zhǔn)提煉出的內(nèi)容， 管理維度是管理對象涉及的維度。 以管理對象和管理維度組合的方式提煉管理要求類管理要素， 既脫離了具體要求， 又能保證管理內(nèi)容的全面性。 逐條對條款內(nèi)容逆向解構(gòu)， 按 “管理對象” + “的” +“管理維度” 的方式命名管理要素。 如 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度 第6 部分： 工藝文件更改規(guī)定》 的條款4.2： “設(shè)計文件更改引起的工藝文件更改， 應(yīng)以產(chǎn)品設(shè)計文件更改單為依據(jù)?！痹摋l款屬于原則性要求， 對應(yīng)的管理對象為工藝文件更改， 涉及的管理維度是依據(jù)， 最終提煉出的管理要素為工藝文件更改的依據(jù)。

2.2 編制規(guī)則類管理要素提煉方法

《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 編制類系列標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了各專業(yè)工藝卡片細(xì)化量化的工藝數(shù)據(jù)和卡片格式， 數(shù)字化工藝編制將離散在傳統(tǒng)卡片式工藝文件中的工藝數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)化的形式組織起來，在編制內(nèi)容維度上具備一致性， 因此， 按編制內(nèi)容進(jìn)行提煉， 編制規(guī)則類管理要素具備數(shù)字化條件下的適用性。

2.3 工藝文件管理要素匯總

對 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 系列標(biāo)準(zhǔn)的33 個組成部分進(jìn)行逐條款的分析， 共梳理了標(biāo)準(zhǔn)條款265 項， 工藝卡片的欄位和填寫內(nèi)容1571 項。 重組所有標(biāo)準(zhǔn)條款， 以管理要素為主線進(jìn)行匯總整理， 對相同的管理要素進(jìn)行合并，最終梳理出管理要素142 項。 管理要素匯總表示意見表1。

表1 管理要素匯總表示意

3 數(shù)字化條件下的適用性分析

3.1 管理要求類管理要素對應(yīng)條款的適用性

根據(jù)數(shù)字化工藝的特點， 對管理要素下所有標(biāo)準(zhǔn)條款進(jìn)行數(shù)字化適用性分析。 以管理要素簽署者的技術(shù)責(zé)任為例， 結(jié)合數(shù)字化工藝設(shè)計的特點， 說明管理要求類管理要素對應(yīng)條款的適用性分析過程， 形成簽署者的技術(shù)責(zé)任所屬條款的適用性分析表， 見表2。

表2 簽署者的技術(shù)責(zé)任所屬條款適用性分析表 （部分）

3.2 編制規(guī)則類管理要素對應(yīng)條款的適用性

傳統(tǒng)工藝設(shè)計模式下， 所有指導(dǎo)實際加工生產(chǎn)的工藝數(shù)據(jù)以工藝卡片的形式組織起來， 而在數(shù)字化條件下， 工藝人員將工藝數(shù)據(jù)顆粒單元按模塊化的編制流程組織起來， 最終形成樹狀工藝結(jié)構(gòu)樹。

編制規(guī)則類管理要素是以編制內(nèi)容的角度提煉出的， 數(shù)字化工藝設(shè)計同樣需要編制相應(yīng)工藝內(nèi)容， 用來指導(dǎo)實際生產(chǎn)加工。 因此， 從編制內(nèi)容的角度進(jìn)行分析， 編制規(guī)則類管理要素所屬條款是適用的。

編制規(guī)則的差異性體現(xiàn)在工藝數(shù)據(jù)的組織方式， 相較于傳統(tǒng)工藝設(shè)計， 數(shù)字化工藝數(shù)據(jù)以屬性、 對象、 數(shù)據(jù)集的組織架構(gòu)進(jìn)行組織管理， 因此， 從組織架構(gòu)的角度進(jìn)行分析， 編制規(guī)則類管理要素所屬條款都是不適用的。

4 數(shù)字化條件下工藝文件管理制度建議

4.1 管理要求類管理制度建設(shè)

隨著數(shù)字化工藝文件編制模式的轉(zhuǎn)變， 數(shù)字化工藝文件不僅包括樹狀結(jié)構(gòu)， 還包括工藝數(shù)據(jù)顆粒單元， 面對工藝文件的架構(gòu)化和工藝數(shù)據(jù)的顆粒化， 需要細(xì)致化的工藝文件管理模式。

a） 工藝文件管理層次

管理層次要和顆?；に嚁?shù)據(jù)的工藝流程相匹配， 依據(jù)管理要求類管理要素， 提出顆粒單元的管理辦法。 如工藝文件更改的實施管理條款中對更改方式進(jìn)行了規(guī)定， 包括劃改、 刮改等， 數(shù)字化工藝文件的更改應(yīng)圍繞工藝數(shù)據(jù)顆粒單元展開， 如對象的更改方式為重新到對象數(shù)據(jù)庫中選取。

b） 工藝文件管理范疇

數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化拓寬了工藝文件的管理范疇， 需要建立工藝數(shù)據(jù)庫和接口協(xié)議相關(guān)管理細(xì)則。 數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)化依賴于標(biāo)準(zhǔn)化的工藝數(shù)據(jù)庫和接口協(xié)議， 依據(jù)工藝數(shù)據(jù)庫的種類建立規(guī)范化的工藝數(shù)據(jù)存儲和引用方式。 接口協(xié)議包括對外輸出數(shù)據(jù)的規(guī)則和工藝卡片模板庫， 根據(jù)上下游軟件數(shù)據(jù)交互方式， 建立系統(tǒng)對外輸出數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)制， 根據(jù)科研生產(chǎn)管理實際需求， 建立系統(tǒng)對外輸出工藝卡片模板庫。

c） 工藝文件管理職責(zé)

數(shù)字化系統(tǒng)在繼承傳統(tǒng)工藝文件管理標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上， 借助系統(tǒng)功能分擔(dān)了工藝人員的部分管理職責(zé)， 需要重新對數(shù)字化工藝文件管理職責(zé)進(jìn)行界定。 如管理要素簽署者的技術(shù)責(zé)任， 對于部分以前需要簽署者進(jìn)行檢查操作的技術(shù)責(zé)任， 信息化系統(tǒng)可以通過軟件的開發(fā)實現(xiàn)自動校驗。

4.2 編制規(guī)則類管理制度建議

數(shù)字化工藝文件編制規(guī)則不再局限于最后呈現(xiàn)的樹狀結(jié)構(gòu)的管理， 還包括對編制過程的管理。

a） 顆粒單元編制規(guī)則

首先明確顆粒單元的屬性特點， 如數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)類型， 對象數(shù)據(jù)庫的種類等， 還需明確具體細(xì)化量化的工藝參數(shù)所對應(yīng)的顆粒單元類型。

b） 模塊化工藝編制規(guī)則

通過明確流程中所需編制的顆粒單元， 實現(xiàn)模塊化的工藝編制模式， 如在編制工序?qū)傩詴r，要明確工序?qū)傩缘姆N類， 包括工序名稱、 工序特性、 協(xié)作單位等。 數(shù)字化工藝數(shù)據(jù)編制方法更加多樣化， 需要進(jìn)一步明確， 編制方法包括繼承自其他數(shù)據(jù)源、 系統(tǒng)根據(jù)規(guī)則自動生成、 選取自數(shù)據(jù)庫， 工藝人員手動填寫等。

5 結(jié)語

通過工藝文件管理要素梳理， 全面分析了《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》 系列標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化條件下的適用性， 提出了數(shù)字化工藝文件管理制度建議， 為以后的標(biāo)準(zhǔn)制定和換版修訂提供了參考。 通過開展現(xiàn)有航天產(chǎn)品工藝文件管理標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化適用性研究， 保證數(shù)字化工藝文件的完整、 正確、 統(tǒng)一、 協(xié)調(diào)。 通過數(shù)字化航天產(chǎn)品工藝文件管理標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)工藝設(shè)計信息化系統(tǒng)的開發(fā)與建設(shè)， 系統(tǒng)優(yōu)化工藝設(shè)計工作流程， 全面規(guī)范工藝文件的編制及管理， 全方位提升航天產(chǎn)品質(zhì)量。