基于MBD的三维数模在档案管理中的应用

徐 曼

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 黑龙江哈尔滨 150066

1 概述

随着数字化设计与制造技术在航空制造业的广泛应用,特别是三维MBD技术的日益普及,新品研制模式正在发生根本性变化,传统的以数字量为主、模拟量为辅的协调工作法开始被全数字量传递的协调工作法代替。

MBD(Model Based Definition)即基于模型的工程定义,是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体。MBD的主导思想不只是简单地将二维图纸的信息反映到三维数据中,而是充分利用三维模型所具备的表现力,探索便于用户理解且更具效率的设计信息表达方式,它用集成的三维数模完整地表达了产品定义信息的方法,具体规定了三维数模中产品定义、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。MBD改变了传统用三维数模描述几何外形信息,而用二维工程图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的分步产品数字化定义方法。

在航空领域的新机研制过程中,基于MBD的产品数据管理系统集成技术的应用,能够有效地缩短产品研制周期,进步产品质量和生产效率,真正实现无二维图纸、无纸质工作指令的三维数字化集成制造。基于MBD的三维数模以其强大的优势在航空领域得到了日益广泛的应用。

2 基于MBD的三维数模对档案工作的影响

在MBD制造模式下,产品工艺数据、检验检测数据的形式与类型发生了很大的变化,采用MBD技术后,设计部门不再向制造部门发放二维工程图纸,工艺和检验依据基于MBD的三维产品设计数模、三维工艺模型,建立自己的工作模型。设计模型的版本变化将直接引发工艺、检验数模的变化,因此,需要以零部件为对象,建立产品设计数据、工艺数据和检验数据与BOM(Bill of Material,物料清单)结构树的关联关系,一起纳进PDM(Product Data Management)系统进行管理。

在笔者企业中,目前在生产领域已经实现了三维数模的传递与分发,并联动工艺、检验形成完整的BOM结构树,MBD的三维数模已经对现场的生产方式产生根本性改变,对现行的档案管理方法及模式都提出了挑战。

2.1 管理对象的改变对传统工作模式的冲击

基于MBD的三维数模作为生产制造过程中的唯一依据,改变了传统以工程图纸为主,以三维实体模型数模为辅的制造方法。但是资料管理和现场生产制造过程中,人们习惯于依赖传统的二维纸质图样,在某型号的三维数模的应用初始阶段,档案数据管理仅限于档案目录信息的管理。三维数模的应用使现行管理手段出现无法触及的区域,甚至出现了短期的管理空白阶段。后经探讨,档案部门决定仍在档案管理系统中进行数据目录信息的管理与下发,技术人员收到“目录信息”通知后,另行通过PDM系统查看图样。这样的做法实际上是传统管理方法的沿用,并没有因三维数模的应用改变管理模式,在实际管理过程中,发生了许多问题,包括以下几方面:

2.1.1 信息传递滞后

传统管理模式下,档案人员第一时间将生产图样下发至使用单位。而实施MBD后,档案人员只管理目录信息,缺少针对MBD的三维数据的下发与管理,生产单位要根据需要主动到系统中进行查找才能得到图样信息,从被动到主动的过程中,工作习惯的改变也影响了信息的传递效率,设计数据传递不畅使技术人员使用滞后的情况时有发生。

2.1.2 件号分工问题

传统管理方式中,生产车间依据制造管理部门编制的《件号分工册》到档案部门将分工内的图样进行申请、领取。采用三维数模进行生产后,档案部门无法提供传统的纸质图样,造成生产车间用图的信息没有反馈到档案部门,最直接的影响就是导致该图样后续更改的漏发。为避免这种情况,档案部门不得不采用口头通知、邮件提醒等方法来提醒生产车间将信息进行反馈,这种方式存在较大的质量隐患。

2.2 生产协同过程中标准的缺失造成的管理难点

航空企业的产品设计与制造分离的特点,使厂所间的数据交换较为频繁,各厂所数据管理技术标准、信息技术基础、工作特点及习惯甚至标准贯彻的程度,无一不对数据的交换及使用产生重要影响。

笔者企业在与协同单位进行部分产品的MBD数据传递、交换过程中,更改标准、更改形式方面的差异会对笔者企业的工艺审查和生产质量审核过程造成较大的困难。笔者企业的管理方式必须做出专门的调整,或者进行进一步的系统开发以适应生产需要。如在某型号数据发放过程中,对方设计部门BOM结构树的延迟发放,三维数模未与BOM结构树建立起关联关系,使先行发放的设计数据必须手工分组、分类,信息化的优势完全没有得到体现,这是标准缺失造成的弊端。

属性信息填写情况。属性信息是三维数模信息的基本表达,属性信息应有明确标准规定填写方式和填写要求。但在实际过程中,标准的执行缺少严格的管理,属性信息经常缺少或填写不规范。如在“密级”一栏,因初期管理无强制要求,经常发生漏填,导致档案员无从判定图样的密级,极易引起管理混乱。

3 针对三维数模进行的档案管理模式调整

3.1 电子分发与复查系统的建立

三维数模的大量产生与传统管理手段的缺失使得专门应对数模的发分系统势在必行。“PDM分发与复查系统”基本思路是解决三维数模的分发与使用管理,在实施中进一步推广到PDM系统中的全部设计数据,实现系统数据从系统导入、档案员转发、资料员接收、使用单位任务转发与贯彻等数据流转全过程的可跟踪管理,将利用的模式从最初的信息被动搜索,实现由档案员主动推送,提高数据的传递效率,解决传统管理中图样分发不及时、更改执行滞后等情况,提高图样接收的有效跟踪、贯彻情况汇总等。具体业务流程如图1如所示。

图1 PDM分发与复查系统业务流程

系统的优势。系统实现了协同数据导入、任务创建、任务转发、任务贯彻、任务复查等,实现了数据属性信息和管理信息的自动获取。在接收任务后,相关人员可以对任务进行贯彻、复查,并可按各种条件进行查询汇总并输出报表,方便工艺人员及质量部门进行质量监督、图样贯彻跟踪。

3.2 档案信息集成的逐步实现

二维纸质图样的取消使得依靠信息系统成为生产的唯一手段,这势必对档案数据系统的使用产生更多、更高的要求,档案系统的管理优势与PDM系统的数据优势要充分发挥,企业档案信息集成就势在必行。

档案资源的集成要保证数据库的可扩展性和可持续性,形成但并不止于数据的互通有无。通过PDM系统、档案管理系统与企业门户系统之间的接口建立,实现异构数据的转换与交流,将PDM系统与档案管理系统互联互通、信息共享。将PDM系统中的数据集、数据的管理信息如分发记录等通过档案管理系统进行转换、整合,将技术资料从产生到使用直至作废全过程的各类相关信息进行集成、统一,实现系统的优势整合和各类数据的集中共享。

PDM系统归档流程如图2所示:

图2 PDM系统归档流程

3.3 数据交换的规范与沟通

信息集成建立在共同的资源需求基础上,生产协同信息集成与交换还要依靠企业互信与忠诚,依靠企业的共同组织文化,更要依靠稳定、可靠的制度来保证。

在MBD数据管理过程中,笔者公司与协同单位引入项目管理模式,项目建议阶段首先形成正式的发展规划,明确项目进展的节点和任务。在正式数据接收之前,进行相关标准的研讨、修改与宣贯,就双方分歧事项进行充分的沟通、分析解决,建立档案信息的合作机制和利益协调机制。这就是制度先行、流程保障,通过合作互利,实现共建共享。

4 引发的管理变革

三维数模的应用对档案管理产生了较大的冲击,新旧管理模式不断磨合,新的问题和新的举措层出不穷。随着工厂信息化进程的推进,无论是生产模式还是档案管理方法都在不断螺旋式上升。

4.1 从三维数模到二维图样的统一管理

三维数模的成功管理模式进一步拓展至二维图样,借助于PDM分发系统、档案管理系统,实现全部数据的电子管理。电子发放的优势在于高效、共享度高,便于档案信息的查询利用,同时使得工艺、质量复查的效率及完整性大为提高。

由于三维数模与二维图样在管理及使用上的差异,企业在实施初期采取了双套制管理模式,即电子、纸质数据均作为有效生产依据,电子数据在PDM系统内进行转发、贯彻,档案管理系统进行数据归档,对于有纸质图样及文件需求的特定环节,如生产计划、质量检验,则通过档案系统进行申请打印。

经过试运行,双套制的管理模式实现了电子数据与纸质档案的平衡过渡。目前,生产工位的网络部署已经完成,技术资料电子单一模式下发已经具备条件,企业内统一取消纸质图样,实现了直正的无纸化生产。

4.2 结构化工艺的建立

传统的档案管理中,生产车间依据生产管理部门编制的《分车间件号册》到档案部门领取生产用图,根据设计图样编制工艺规程,指导生产制造。当设计变更时,要通过设计更改单、编制工艺更改单再将工艺更改传递到生产现场。全过程最少两到三周时间,效率低下且件号漏改、漏管的情况时有发生,工艺质量复查难度较大。

实现工艺结构化编制是实现制造现场无纸化的重要环节。三维数模建立在BOM结构树基础上,生产部门根据设计部门的模型形成各自工艺模型和工装模型,并通过BOM数据的修改、调整实现三维数模在使用单位的替换,实现设计变更对工艺变更、生产准备变更同步传递。利用设计BOM数据,开展结构化工艺的编制,并通过结构化的开发,实现工艺类型同步、工艺规程提取、工艺规程转换、工艺规程转储等功能,完成生产系统对工艺规程的实时调用,真正实现无纸化生产。

4.3 利用服务模式改变

三维数模的应用改变了纸质图样在使用过程中出现的占有性、垄断性,且传统的“入库查找”这一档案服务性工作已经被强大的搜索功能替代。根据最小努力原则,如果用户取得信息比不取得信息更麻烦的话,该系统就不会被利用,这就说明易用性、便捷性成为用户选择信息服务的重要指标。

根据企业客户的工作职能和性质,分为管理、研发,生产、营销等客户类型,其中,研发、生产客户的三维数模需求最为强烈,属于常用客户,且客户的素质较高,信息技术能力较强,对系统应用、数据查找等功能的掌握有一定水平。

在掌握和了解企业档案信息的客户基本类型和需求层次与特征后,就需要对其服务模式进行探讨。对研发人员来说,数据的使用主要围绕在实体信息和数据整体性上;对生产人员来说,MBD的信息、状态、流转过程和贯彻情况都需要关注。针对这种差异性需求,应提供以客户为中心的集成检索服务及信息推送模式,通过集成企业数据中心的档案检索平台,实现档案信息的输出与共享。在这种基础上增加客户个性化服务的内容,即根据需求增加特定的检索或输出功能,客户根据自己的需求,将访问到的信息进行组织。

在大数据时代,优秀的信息系统必须树立起尊重客户的理念,从信息资源的建设到信息利用方式的建设,都要以服务客户为先,与客户建立起合作、积极的关系,激发人们对馆藏档案的新兴趣和对档案管理工作的新期望,在挖掘档案新功能、新用途的同时,创新出公众参与档案工作的新形式和新体验,挖掘出档案的新客户。

5 结论

三维数模技术的发展,三维数据在生产领域的不断应用,都给我们的档案工作带来了冲击。静时常思己不足,大数据时代,我们的不足之处比比皆是,三维数模技术在生产领域的应用只是发展大潮中的一个代表。我们要从实际工作的开展和用户不断提高的利用需求入手,常思考,勤悟道,勇于开展新实践,拓展信息化环境下的档案工作发展空间,促进档案工作可持续发展。