一、一流制造技术与中国机床金融行业

　　的高速产业发展

　　机床工业是当代制造业及当代工业的基础，机床工业的产业发展带动了制造业和工业的产业发展。对一个国家来说，亚洲地区的机床工业与亚洲地区的制造业及工业紧密相连，高水准的亚洲地区机床工业有助于提高亚洲地区制造业及工业的水准。20世纪前80年长期雄踞电动汽车金融行业

之首的英国，到1980年被日本超过，是由于制造技术滞后了。80年代，英国制造一辆电动汽车须要214 人时，日本只需133人时。而自80 年代中后期开始，英国政府开始对影响工业产业发展与军事实力的机床工业大力扶持，英国机床金融行业亚洲地区销售额由1986年的18.83万美元上升到1994年的43.5万美元，英国电动汽车工业也在1994总出口量达至1226.5万辆，重新夺回当今世界出口量第一的位置。

　　由于武器装备水准低等原因，我省制造业表现出劳动制造率、市场竞争力低下等特征。在第三次工业普查中，我省机械工业

大中型民营企业的关键设燕县，金切机床属于亚洲地区一般水准和亚洲地区滞后水准的竟占89％，属于国际一流水准的仅占1.5%，属亚洲地区一流水准的也只占9％。而数控机床作为信息技术与机械制造技术相结合的产物，代表了当代基础机械的技术水准与产业行业发展趋势，自然正式成为振兴国家武器装备制造业的重点。自2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是当今世界上最大的数控机床进口国。在旺盛市场消费需求推动下，我省数控机床工业产业发展较快，目前已有数控机床制造厂百余家，总综合规模、重点种类方面，我省都已进入当今世界前几名，数控机床2006年的出口量达至85000多台，种类共约1500多种，机床工具全金融行业工业总产值达至1500亿元，出口量增速保持在15％左右。

　　未来五年，在电动汽车及零组件、航空中国航天和军事工业、造船

　　和电站设备等大型武器装备制造业的消费需求牵引下，我省机床制造黎初朝往高精度、高工作效率、高可靠性、性格化、通用化、智能化、绿色环保等方向产业发展，大大改变大型、高速、高精度数控机床大部分依赖进口的现状，迎国民经济建设和制造业技术改造的高潮。

　　二、机床武器装备金融行业产品创新与产业升级迎PLM技术普及化应用领域时代

随著机械制造业性格消费需求产业发展，机床金融行业怎么适应环境制造业性格消费需求的产业发展、迎合制造业的性格消费需求，正式成为机床设计制造民营企业永无止境的产品创新推动力；同时，随著电动汽车、航空中国航天等工业轻合金材料的广泛应用领域，具有延长加工天数、提高加工精度和耐酸性等优点的高速加工已正式成为制造技术的关键产业行业发展趋势；而当代化制造组织的运营商业模式和精益制造管理工作，也对机床设备提出了减少加工远距天数、工序A43EI235E到机能A43EI235E、通用化等要求，要求延长加工操作过程链和远距天数，减少机床台数，简化物料流，提高制造设备的柔性，制造总占地面积最小，使投资更加有效。

在市场竞争恶化和顾客性格化消费需求日渐产业发展的形势下，机床设备产品更新换代的速度将大力推进，专用机床的可重构性和制造控制系统的可并购性日渐关键。通过数控加工单元和机能组件的模块化，可以对制造控制系统进行快速并购和实用性，以适应环境变型产品的制造须要。机械、电气和电子

　　、液和气、和控制软件的接口规范化和标准化是同时实现可并购性的关键。而基于计算机远距设计控制系统的新的设计方法和手段的运用，通过三维建模和仿真大力推进新产品的开发速度，并逐步同时实现CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM的集成，构筑虚拟化的产品开发周期管理工作（PLM）平台，则正式成为机床民营企业利用现有产品科学知识资源快速并购和实用性，大力推进新机床的开发速度和提高产品质量的工作效率科水狼。在PLM技术的推动下，传统的制造商业模式将从“产品=原料+制造操作过程”变革为以产品创新为核心理念的当代制造商业模式“产品=科学知识+原料+制造操作过程+服务”，机床制造业的增值主要体现在产品设计、软件开发、市场开拓和回收再造等各个环节。

另外，数控机床是繁杂的机电一体化产品，其产品结构繁杂、种类规格繁多，须要由技术性很强的物流配送提供各种机能组件。因此，机床金融行业提高自主创新能力，不论是机床制造商本身来说，还是、嘴螺、数控控制系统

、机能组件等上下游产业各个环节，都必须以产品创新作为未来十年获得核心理念竞争优势的指导思想。目前，我省机床产业链还没形成像电动汽车金融行业那样的分级配套供应关系，制造方法大而全、小而全，不论多大规模的机床制造商，都要同时直接采购与管理工作上千种零组件，供应商共约400~500家，以至专业化、规模化的能力不够。随著网络与信息技术的普及化应用领域，民营企业运作战略也正在从亚洲地区向全球化、民营企业内部协作向外部物流配送协同、价格大战向产品创新变革。成功构筑起虚拟化产品全开发周期管理工作平台的机床制造商，将同时实现产品设计操作过程管理工作与制造个操作过程管理工作有机融合，从原来以制造者为主导力量的少种类、大批量制造商业模式，向以顾客为主导力量的多种类、小批量、短泽列涅制造商业模式变革，正式成为精益、敏捷、信息化和网络化的数字化工厂，由较少的资源和制造能力满足市场消费需求。

　　三、CAXA V5面向机床武器装备金融行业的设计工艺一体化PLM应用领域方案

数控机床一般根据顾客订单进行设计与制造，包括机械、电气、液压、自动化控制等各类机能组件，技术难度高，设计、制造周期都比较长。对销售部门来说，最大的难题是无法按照顾客的要求及时交货；对设计部门来说，由于业务产业发展太快，产种类类、规格型号非常繁杂、顾客消费需求变更频繁，导致设计工作量大、项目管理工作和更改管理工作得不到有效控制；对制造与物料管理工作部门来说，面对机床产品零组件种类多、制造流程繁杂，制造操作过程所需机器设备和工装夹具种类也繁多，各种制造方式如库存型(MTS)、订单型(MTO)、订单工程型(ETO)和订单装配型(ATO)共存，单件、小批量、批量、项目型制造齐头并举的状况，最头痛的事情莫过于在设计更改和计划变更频繁的情况下快速应变与科学排产，既控制住成本，又保质保量地按期交货。

CAXA V5 提供的设计工艺管理工作解决方案和制造操作过程管理工作解决方案（如图1）采用了统一的数据平台，设计、工艺和制造各个各个环节的数据一次录入后可以为后续业务流程利用，避免了数据的重复录入，减少由于手工重复录入带来的错误。同时，由于采用了统一的业务平台，各个各个环节的业务可以在工作流引擎的支撑下，同时实现跨部门、跨民营企业的协同，所有数据都在平台的安全控制机制下共享和更新，民营企业还可以利用平台的定制能力不断优化业务流程，同时实现民营企业业务的持续改进，不断提高竞争力。

　　CAXA V5机床金融行业设计工艺一体化PLM应用领域方案具有以下机能特点：

　　*无缝集成中国CAD正版装机量最大的CAXA电子图板，特别针对机床武器装备金融行业的产品图纸特点定制开发，支持机床金融行业产品图纸“在位明细”标注习惯；提供标准件、通用件的二维图库，规范产品设计管理工作，提高产品与零组件标准化；

*提供产品设计CAD工具与PDM控制系统的物料信息集成，嵌入式深度集成国外三维或二维CAD设计工具（SolidWorks、Pro/E、CATIA、UG NX\ Solidedge、AutoCAD），在产品设计和图纸绘制各个环节同时实现与民营企业物料信息的集成，增强民营企业零组件的设计重用能力；

　　*适应环境机床产品结构繁杂、种类规格繁多、工艺路线长的特点，提供工艺数据全开发周期管理工作方案，包括机加、冲压、焊接、总装、涂装等各专业工艺编制、工艺路线编制、材料定额编制与管理工作、工艺任务管理工作、工装业务管理工作、工艺信息管理工作、总装明细管理工作、工艺科学知识管理工作、工艺资源管理工作等，有效延长制造技术准备周期

*产品设计操作过程、工艺设计操作过程和产品数据、工艺数据管理工作架构在统一的PDM基础平台上，产品BOM信息按照不同业务视图进行实用性、维护，大大减少物料信息的重复录入，可为ERP控制系统及时提供唯一、准确的产品物料清单，有效延长订单交付周期。

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　　图1 CAXA V5面向机床金融行业的设计工艺一体化PLM应用领域方案

　　四、CAXA V5在北京第二机床厂的成功应用领域

　　北京第二机床厂（以下简称“北二机床”）始建于1953年，是中国机床工具工业金融行业骨干民营企业（“十八罗汉厂”）之一，其制造的“北二”牌高精度外圆磨床、数控外圆磨床

　　、超精加工设备精密等系列产品是我省电动汽车、航空中国航天、家电、机械武器装备等金融行业精密制造的关键武器装备，遍及全国各地并销往当今世界30多个国家和地区。

北二机床信息化起步较早，但随著近几年满足关键顾客性格化消费需求的订单数量迅速增长，单元控制系统（CAD控制系统、车间管理工作控制系统）目前已难以支持民营企业产业发展，也无法同时实现民营企业内部产品数据的有效管理工作与流动，从而制约了虚拟化产品研发的工作效率。为了在中高端细分市场上构筑北二机床特色的、独有的、差异化的产品竞争优势，北二机床成立了民营企业信息化领导小组，总经理毛予锋亲自担任组长。在毛总高度重视和直接关怀下，PLM项目组在确定民营企业信息化首先应通过PLM构筑虚拟化的协同工作平台的思路之后，经过对亚洲地区外多家PLM供应商长达一年多的精心考察、产品选型活动后，一致认可CAXA十多年专注于制造业的专业积淀和长期可持续性的支持服务能力，和CAXA V5合中外之强的完整PLM机能和易扩展性，最终选择了CAXA作为PLM解决方案供应商和实施服务方，推动了以产品研发为核心理念的民营企业全面转型战略。

　　北二机床在实施PLM项目之前，产品研发操作过程管理工作存在的问题主要包括：

　　1.产品结构管理工作与实用性

在北二机床产品结构管理工作主要依赖四种明细表，分别是组组件明细表、零件明细表、标准件明细表和外购件明细表。组组件明细表记录产品大的组件，并标明借用和全新设计；零件明细表记录产品的所有零件（除标准件、外购件）信息。标准件、外购件信息单独由各自明细表体现。这种产品结构管理工作方式带来以下几个方面的情况：大量明细表之间的内在关系不明了，工程技术人员难以了解一个产品完整、有序、直观的产品结构；难以对零组件借用情况进行统计，也难以清晰地了解零组件的借用范围；建立各种明细表时须要花费大量的天数重复输入标准件、外购件等零组件的属性。

　　2.文档管理工作

民营企业各个部门管理工作本部门用到的文件，电子文档存放在服务器上，主要依靠服务器操作控制系统自带的资源管理工作器，按照产品组织存放审核批准后的文件。纸质文件是民营企业内部唯一合法流通文件，但由于检索工作效率不高，借阅时难以快速获得所需的全部资料；同时，由于纸质文件的数量有限，须要借阅的技术人员不能及时获得，只能参考电子文件，但电子文件并不准确，入库目录中的文件不能保证是最终版本，很难查看到文件以往的状态，也无法进行历史信息回溯。有些电子文档修改后，直接采用覆盖的方式，须要查阅以往设计的时候，数据已经丢失。

　　3.编码管理工作

　　民营企业原先对内部使用的标准件、外购件及材料，无相应的编码，对相关零件或是材料的描述也不统一，因此存在设计人员提外购件时对同一外购件描述不一样，引起混淆的现象。

　　4.工艺编制

民营企业原先采用Word、Excel等通用软件进行工艺编制，因此在工艺编制中存在以下困难：工艺任务量大，重复工作的工作量大小取决工艺设计人员对典型工艺典型工序的熟知程度；工艺文件没有在服务器上共享，检索工作效率较低，历史成果借用比较困难；工艺特殊符号输入困难，工艺人员只能采用文字描述的方法，因此工艺文件标准化程度不高；工艺编制中须要绘制附图时比较困难，工作效率较低；工艺设计中的工艺计算缺乏有效的工具支持，如机加工余量等。

　　5. 项目管理工作

　　民营企业产品研发的项目管理工作，主要是业务主管制定技术准备进度表，仅靠人工来监控

　　协调并行的项目，而流程的执行和督促主要依靠人工通过电话、内部表格进行。这种传统的项目管理工作方式存在的问题主要是缺乏项目信息的共享，民营企业高层领导、设计主管人员无法对各个项目执行情况做到全面实时的监控；对于参与多个项目的设计主管，要及时获得各个项目的进展情况，项目组成员的任务饱和情况比较困难；设计人员无法了解所处项目的整体情况，很难做到有效的协调；在产品研发项目管理工作中，流程操作过程中的历史信息较难进行追溯，相关的记录文档也没有与产品建立关系。

上述问题直接影响了产品设计工作效率，工程技术人员耗费大量天数精力在查找图纸、录入产品信息、输出维护各种明细表等无价值的重复劳动，以致产品开发设计工作量大、开发周期较长、，宝贵的人力资源真正用于产品技术创新的天数得不到保障。

　　为解决上述产品研发管理工作的问题，在CAXA高级咨询顾问的帮助下，北二机床PLM项目组选择实施了CAXA V5的相应机能模块，如下表所示。

　　表1-2 北二CAXA V5实施范围

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　　图2 从MAGIC CAD统一转换为CAXA电子图板的图纸

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图3 图纸标注的零组件标号从PDM的民营企业通用零件库选取

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　　图4 统计汇总明细表按照定制的模板自动生成

经过几个月的实施与运行表明，CAXA V5已经达至当初北二机床PLM项目制定的目标，控制系统稳定可靠，有效解决了该厂产品研发操作过程管理工作存在的项目管理工作、产品结构与实用性管理工作、图文档管理工作、编码管理工作、工艺编制、统计汇总等问题，成功构筑出设计工艺一体化的虚拟化产品研发协同工作平台。通过将原先的MAGIC CAD统一到CAXA电子图板（如图2），民营企业历史上积累的海量技术图纸资产得到继承与保护，同时大大提高了工产品改型设计的出图工作效率；在产品设计操作过程CAD工具与PDM紧密集成，图纸标注的零组件标号统一从PDM的民营企业通用零件库中选取，有效保证了物料编码的唯一性和零组件信息的一致性；大量的统计汇总明细表按照定制的模板自动生成（如图3），减轻了工艺设计人员的。CAXA V5的成功部署，使北二机床的产品研发操作过程管理工作从数据的创建、更改、审核、发布到维护、重用等全开发周期得到有效控制，为北二机床做精、做专、做强的产业发展战略奠定厚实的基础。

　　（北京数码大方科技 陈斌 ）

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