引言：航空發(fā)動機之所以是“皇冠上的鉆石”，本質是因為它集合了技術極限、材料極限、工程極限和戰(zhàn)略極限。全球能獨立研發(fā)先進航空發(fā)動機的國家僅有美國、俄羅斯、英國、法國、中國5個，能同時覆蓋軍用、民用發(fā)動機的國家僅美國、英國、中國3個。它不僅是航空工業(yè)的核心，更是一個國家工業(yè)實力、科技水平、經濟實力和國防實力的綜合名片。
航空發(fā)動機的制造如同鉆石般歷經千錘百煉方能成型，是設計落地的終極工程，圍繞高精度成型、超精密加工、特種連接、精密裝配、嚴苛檢測五大核心環(huán)節(jié)，既要實現(xiàn)設計圖紙的微米級還原，又要保障極端工況下的長壽命與可靠性，對制造工藝、裝備和過程控制的要求達到工業(yè)領域頂級水平。
●核心部件精密成型技術：奠定先天精度基礎，成型技術直接決定部件的材料致密度、晶粒結構和基礎尺寸精度，是制造的第一道門檻
●超精密加工技術：實現(xiàn)微米級精度還原，核心部件的加工精度直接影響氣動效率，需突破難加工材料的切削、磨削極限
●特種連接技術：保障結構完整性與密封性，航空發(fā)動機部件多為分體成型、整體工作，連接技術需實現(xiàn)高強度、高密封、低變形
●精密裝配與間隙控制技術：實現(xiàn)整機協(xié)同性能，裝配精度直接影響發(fā)動機的氣動效率、振動水平和壽命，核心是微米級定位和精準間隙控制
●嚴苛檢測與質量控制技術：守住可靠性底線，發(fā)動機部件需在高溫、高壓、高頻振動環(huán)境下工作數(shù)萬小時，檢測技術需實現(xiàn)全尺寸、全缺陷、全壽命覆蓋
因此，航空發(fā)動機制造對工藝設計的多目標平衡（工藝策劃、多方案）、多專業(yè)環(huán)境適配（多專業(yè)工藝設計）、全過程數(shù)據一致性（結構化數(shù)據傳遞與關聯(lián)）、全過程狀態(tài)可控（多形態(tài)有效性控制）等提出了嚴苛要求，工藝設計不僅要實現(xiàn)圖紙到產品的精準轉化，還要解決材料難加工、結構復雜、工況苛刻、批量穩(wěn)定等多重矛盾，是整個制造環(huán)節(jié)的核心瓶頸。
1、客戶背景 中國航發(fā)某航空發(fā)動機有限責任公司（以下簡稱“航發(fā)某公司”）是我國航空發(fā)動機領域的核心骨干企業(yè)，在國防航空和民用動力裝備領域有著舉足輕重的地位，該公司是國內領先的航空發(fā)動機制造企業(yè)，工藝技術水平處于國內航空發(fā)動機制造領域的頂尖梯隊，部分核心工藝達到國際先進水平，不僅打破了多項國外技術封鎖，還構建了完善的自主工藝體系，有力支撐了我國航空發(fā)動機與燃氣輪機的自主研制。
2、客戶痛點 航發(fā)某公司的生產研制是典型的廠所分離模式，從上游主機研發(fā)單位接收設計數(shù)據，并開展工藝策劃、任務分工、多專業(yè)工藝詳細設計、發(fā)布應用等全過程，圍繞工藝體系全領域，涵蓋了工藝規(guī)劃、設計、管理等全維度工作。
●在工藝規(guī)劃環(huán)節(jié)
■基于原系統(tǒng)對接上游設計單位，采用工作流驅動數(shù)據的傳遞與接收，但對三維設計模型尚未輕量化處理，未對模型中的PMI等屬性信息進行提取，造成后續(xù)利用三維模型開展三維工藝設計的便利性不足；
■在多級分工策劃過程中，基于工藝流水的輔工藝設計任務未完全納入工藝計劃準備的管理過程，致使無法對工藝任務計劃完全按節(jié)點進行狀態(tài)監(jiān)控，在線管理存在真空區(qū)域。
●在工藝協(xié)同環(huán)節(jié)
■主輔工藝間的協(xié)作通過初始編制的工藝規(guī)程的預簽審模式展開，其他分廠/工段輔工藝人員通過會簽獲取工藝編制需求，任務接收后人工終止簽審流程，時常出現(xiàn)流程未被及時終止，造成工藝文件誤定版而發(fā)起不必要的工藝更改，增加了人員工作量；
■通過預簽審的協(xié)作方式，毛坯工藝、主工藝與輔工藝規(guī)程間相對獨立，無法直接關聯(lián)，缺乏生成整本化工藝的技術基礎。
●在工藝設計環(huán)節(jié)
■所有專業(yè)都使用相同的工藝編輯器，隨著數(shù)據量增大，系統(tǒng)加載、反應速度慢，常發(fā)生異常退出，嚴重影響工藝編制效率；且缺乏面向不同專業(yè)工藝設計的特色應用，無法很好滿足工藝設計的多種應用性需求；
■編制內容時，對于機加等特殊符號需要通過特殊字符轉化，無法直觀顯示，影響用戶的編制體驗與效率；
■工序內容編制時，無法在線直觀瀏覽工序簡圖及模型，工序內容與工序簡圖的尺寸標注間缺少聯(lián)動，對于復雜零件的工序內容編制存在極大挑戰(zhàn)，編制工作量巨大且易出錯；
■為了滿足標準化管理需要，編制工序內容時需過多關注內容排版，且需要根據工藝報表生成格式調整內容排版，無形中極大增加了工藝設計人員的工作量；
■檢驗數(shù)據通過線下檢驗卡片的形式記錄，造成工藝與檢驗業(yè)務之間存在多處斷點，數(shù)據準確性不高；
■通過在工步的文字描述建立工序與數(shù)控工步卡間的關聯(lián)，工序與相應的數(shù)控工步卡之間缺乏直接聯(lián)系，易造成版本文件不匹配，導致加工錯誤；
■缺乏工序級的工時定額管理，無法為后端生產排程提供標準工時依據，易造成排程不合理引發(fā)生產瓶頸；
■工序模板的屬性及界面排版規(guī)范性不高，且對部分關鍵屬性值未進行相應約束，絕大部分依靠手工填寫，導致工藝內容規(guī)范性低且易出錯。
●在工藝發(fā)布環(huán)節(jié)
■通過PDM系統(tǒng)的簽審流程完成工藝規(guī)程的審批，并以整份卡片形式下發(fā)至生產，操作者需要瀏覽整份工藝文件查找其需要執(zhí)行的工序內容，費時費力；
■系統(tǒng)中相同零組件不同分廠的工藝文件間缺少直接關聯(lián)，各分廠工藝文件相對獨立，無法按數(shù)據邏輯生成全本化工藝；
■在簽審過程中，無法差異化展示前后不同版本的內容，任何微小的改動都需要瀏覽查看全部工藝規(guī)程內容，使得簽審過程的文件內容校核工作量巨大；
■工藝報表生成時缺乏智能化、人性化的排版規(guī)則約束，發(fā)布格式常出現(xiàn)差錯，需要人工反復返回編制界面依靠經驗調整內容后，再次生成工藝報表后查看，極大影響工藝編制效率與應用體驗。
●在工藝變更環(huán)節(jié)
■臨時偏離（包括超越、臨時卡片等）作為標準工藝的臨時分支，使用OFFICE或卡片編制，且僅作為文件管理。未進行結構化，管理顆粒度較粗，與正式工藝管理相對脫節(jié)，極大增加了管理難度；
■臨時偏離文件采用臺份、批次、數(shù)量、時間(/周期)等多種有效性，在工藝研制階段會產生大量臨時偏離文件，且有效性管理不清晰，車間操作者需從大量的臨時文件中，通過人工判斷識別當前需要執(zhí)行的臨時文件，極容易出錯且執(zhí)行效率低。
●在資源應用環(huán)節(jié)：
■雖已構建了分類管理的工藝資源庫，但缺乏規(guī)范、準確的管理，無法完全通過屬性值查詢獲取相關資源，相當程度上降低了工藝設計效率；
■缺乏制造資源數(shù)據組織關聯(lián)模型，工序、工種、工位等未建立綁定關聯(lián)，依靠人員經驗進行匹配選用，對于新手容易導致資源選用錯誤；
■相關工藝知識庫尚不完善，檢驗策略庫、標準用語庫、工藝參數(shù)庫、知識規(guī)則庫尚未形成規(guī)?；芾砼c應用，工藝知識難以持續(xù)積累沉淀，導致寶貴的經驗知識難以復用，難以從全局上提升工藝設計的先進性；
■未建立工藝與參考標準間的直接關聯(lián)，無法對參考標準的使用情況進行分析，且無法及時獲取參考標準的更新。
3、合作契機 原系統(tǒng)通過多年的優(yōu)化改造與應用推廣，雖然滿足了工藝規(guī)劃、設計、管理的基本需要，但未能實現(xiàn)工藝任務的全面在線化、工藝設計的高度專業(yè)化、工藝變更的連續(xù)化、工藝數(shù)據的深度結構化、工藝資源知識的沉淀與應用、三維設計模型的傳遞與應用等不足。時常造成設計可行、工藝難落地的矛盾，為下游生產制造帶來諸如要求不一致、數(shù)據不準確等較多問題，導致工藝迭代緩慢且狀態(tài)管理混亂。
國睿信維基于全自主的REACH.MPM（睿知集成化三維工藝系統(tǒng)）平臺在工藝平臺的架構設計、工藝數(shù)據治理與深度結構化、三維模型在工藝端的應用、多專業(yè)工藝協(xié)同設計等領域擁有成熟技術與標桿案例，尤其在工藝設計平臺的完全自主化、復雜裝備工藝數(shù)據深度結構化、多專業(yè)工藝協(xié)同設計等方面的能力，與航發(fā)某公司的核心需求高度契合。
基于此，雙方聚焦工藝設計平臺建設開展了深度合作，核心圍繞五大方向落地：
1)基礎平臺建設
以國睿信維公司完全自主可控且擁有著作權的REACH.MPM（睿知集成化三維工藝系統(tǒng)）為基礎環(huán)境，為航發(fā)某公司打造一套原型系統(tǒng)。通過原型系統(tǒng)建設符合航發(fā)某公司業(yè)務需要的工藝設計環(huán)境。例如微服務架構、多專業(yè)工藝設計APP、模型輕量化可視轉換、流程模板構建、三員管理等基本需求。
2)功能模塊重構
基于原型系統(tǒng)提供的基本能力，結合航發(fā)某公司的數(shù)字化工藝設計需要，打造機加工藝設計、熱處理工藝設計、鍛造工藝設計、鑄造工藝設計、鈑焊工藝設計、彈簧工藝設計、表面處理工藝設計、無損檢測工藝設計、橡膠工藝設計、裝配工藝設計等十余個功能模塊重構，以及實現(xiàn)工程數(shù)據庫功能模塊重構。
3)業(yè)務模塊擴展
結合航發(fā)某公司的工藝業(yè)務發(fā)展需要，打破傳統(tǒng)的基于專業(yè)工藝規(guī)程應用模式，構建以零部件為數(shù)據組織模型的全本化工藝規(guī)程管理模塊；突破以往結構化、半結構化、非結構化結合的工藝設計模式，打造以工序為顆粒度的全結構化工藝數(shù)據管理；并且打造以工序為基本模塊的模塊化工藝設計模式，提高工藝設計與管理的顆粒度；同時融入新構型管理模式下的有效性管理模式，在兼顧歷史型號技術狀態(tài)管理下的多有效性管理。
4)歷史數(shù)據遷移
通過科學有效的數(shù)據遷移方法，制定嚴謹?shù)臄?shù)據遷移策略，實現(xiàn)原PDM系統(tǒng)中結構化工藝數(shù)據向工藝設計平臺的平滑遷移，通過多輪次的歷史數(shù)據遷移演練，保證歷史數(shù)據遷移前后的完整性、正確性以及可用性。
5)系統(tǒng)集成
利用工藝設計平臺的開放性集成接口，打造與PDM系統(tǒng)等雙向集成。實現(xiàn)以工藝規(guī)程為核心的PDM系統(tǒng)等集成，達成設計數(shù)據讀取、工藝數(shù)據歸集、生產現(xiàn)場無紙化應用的需求目標。
4、方案思路 基于國睿信維的REACH.MPM（睿知集成化三維工藝系統(tǒng)）平臺，以現(xiàn)有功能重構為基礎，以三維化、專業(yè)化、結構化、全本化、精確化為五大核心，構建立足當下、面向未來的新模式工藝設計平臺，保障航發(fā)某公司工藝設計快速、準確、穩(wěn)定開展。
1)打造以角色為中心的導航式應用：以用戶體驗為中心，整合系統(tǒng)功能，面向角色提供高效、易用、好用的一站式應用，提高各層級用戶對系統(tǒng)的黏著度。
2)建立數(shù)據流在多個系統(tǒng)間的有效貫穿：利用結構化工藝數(shù)據的流動性，實現(xiàn)工藝數(shù)據流的按需流動，滿足不同業(yè)務域對工藝數(shù)據的使用需求。
3)實現(xiàn)工序級協(xié)同編制新模式：立足于實際業(yè)務需求，通過對工藝設計平臺的適應性改造，構建完全貼合航發(fā)某公司的工序級協(xié)同業(yè)務模式。
4)構建面向不同專業(yè)工藝設計APP：建立全結構化的工藝設計，細化工藝數(shù)據的管理顆粒度，通過構建面向多專業(yè)的APP、三維模型的嵌入展示能力、檢驗值的自動提取能力，提供符合需要的最佳應用界面，全面提升工藝編制的效率。
5)建立共享共用的制造資源數(shù)據庫：通過對設備、工裝、儀器儀表、刀具/量具/工具/模具等制造資源，工藝術語、檢驗策略、工藝模板等知識資源進行統(tǒng)一分類建庫，為各專業(yè)工藝設計提供及時、準確、全面的制造資源數(shù)據輸入。
6)打造多類型多格式的簽審發(fā)布：基于系統(tǒng)內嵌的工藝發(fā)布引擎，對工序內容進行重新組織，生成一本化工藝，通過建立多類型的標準發(fā)布模板，提升工藝文件發(fā)布的規(guī)范化與標準化。
7)實現(xiàn)基于工序的多有效性管控：建立工序級的版本管理機制，提升技術狀態(tài)管控精細度，通過對工序設置臺份、批次、數(shù)量、時間、周期多種有效性，將臨時工藝融合進整本工藝文件中，并可通過有效性狀態(tài)實現(xiàn)工序版本的篩選與精準推送。
5、應用場景 工藝設計平臺為十余個工藝專業(yè)用戶打造了一個完整且全面的工藝設計環(huán)境，通過流程任務串聯(lián)各個專業(yè)的工藝設計過程，并對工藝設計成果進行全面管理，覆蓋了核心的型號工藝設計業(yè)務過程。
1)數(shù)據源接入：利用工藝設計平臺提供的廣泛集成能力，在工藝設計平臺中部署數(shù)據接收與可視化轉換服務。構建與上游系統(tǒng)的深度集成，實現(xiàn)以流程驅動的數(shù)據源接入能力，建設與設計數(shù)據、任務、變更等的及時發(fā)布與設計模型的輕量化轉化，實現(xiàn)跨系統(tǒng)的數(shù)據傳遞與使用。
2)工藝策劃（工序級協(xié)同）：主工藝負責人可對整體工藝加工路線進行策劃，對于需要其他分廠輔助編制的工序可發(fā)起合編業(yè)務流程，生成相應的子任務分發(fā)給相關輔制分廠，工藝負責人完成合編工藝提交簽審后，根據任務及工藝對象間的內在關聯(lián)，合編工藝自動關聯(lián)到整體工藝樹上，為生成全本化工藝奠定基礎。
3)工藝詳細設計：以“人機料法環(huán)測”要素為標準工藝模型，提煉各專業(yè)工藝設計中的數(shù)據組成要素，對各專業(yè)工藝設計進行標準化、規(guī)范化定義與管理。基于機加、鈑焊、鑄造、鍛造等十余個專業(yè)工藝設計業(yè)務的獨特性，打造面向多專業(yè)的各類專用工藝設計APP，覆蓋不同專業(yè)設計過程中涉及到的數(shù)據、參數(shù)等要素。
4)制造資源數(shù)據庫：構建統(tǒng)一的制造資源庫與知識庫，集中開展各類資源的組織/入庫/維護等的有序管理；可定義制造資源之間、制造知識之間的強制規(guī)范與約束關系，以及資源與知識之間的規(guī)范與約束關系；對典型工藝和工藝模板、工藝常用語、行業(yè)標準、檢驗方法、檢驗策略等工藝知識進行統(tǒng)一管理；對原有系統(tǒng)工程數(shù)據庫等進行數(shù)據梳理，并導入工藝設計平臺，支持工藝設計過程中的實時調用。
5)工藝簽審與發(fā)布：將結構化工藝數(shù)據按照模板樣式進行抽取與組織，生成多種發(fā)布形式，通過統(tǒng)一、規(guī)范的流程進行審簽與發(fā)布，為后端業(yè)務系統(tǒng)提供數(shù)據支撐，同時可輸出各類工藝報表；提供對主輔工藝之間的連接與順序重組功能，可方便生成全本化工藝，并與后端系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據順暢傳遞。
6)工藝更改管理：以工序為管理單元，建立版本管理邏輯，支持在工藝更改過程中多狀態(tài)管理要求，并提供覆蓋臨時工藝更改及正式工藝更改的的管理模式；建立有效性管理機制，構建不同模式不同階段的有效性類型定義，為有效性計算及管理的合理性提供基礎；支持在工序上記錄有效性并關聯(lián)相應的更改依據，細化有效性管理的顆粒度，實現(xiàn)基于有效性的工序篩選和推送。
6、典型成效 航發(fā)某公司的工藝設計平臺融合了工藝體系建設成果，解決了工業(yè)軟件“卡脖子問題”難題，建設實施了基于REACH.MPM（睿知集成化三維工藝系統(tǒng)）的國產化工藝設計平臺。通過搭建工藝設計平臺，重構了10+專業(yè)化的工藝設計模塊，并開發(fā)了工藝全本化、工序結構化、模塊化管理及有效性管理等模塊，遷移了原系統(tǒng)中結構化工藝數(shù)據，實現(xiàn)了基于工藝設計平臺的工藝規(guī)程編制、有效性管控與數(shù)據集成管理。
工藝設計平臺除了構建工藝專業(yè)化、結構化、精細化等基礎能力外，還建設了5個“一鍵”能力。全面保障了工藝設計平臺的上線應用，推動了航發(fā)某公司工藝體系落地實施與無紙化業(yè)務的順利開展。
●一鍵管理：在工藝規(guī)程深度結構化的基礎上，構建自動化的工藝統(tǒng)計目錄能力，實現(xiàn)各類工藝報表的一鍵生成，把工藝員從大量的報表工作中解放出來；
●一鍵推送：結合工藝設計的業(yè)務需要，平臺整合周邊各系統(tǒng)資源，建立自適應的一鍵推送能力，解決工藝設計過程中的數(shù)據、知識參考需要；
●一鍵合成：根據現(xiàn)場生產任務，結合平臺的一本化、多有效性等技術，觸發(fā)工藝文件后臺一鍵組合應用，解決當前大量超越、卡片疊加使用的復雜情況；
●一鍵鎖定：基于平臺的單一數(shù)據源環(huán)境，可按需發(fā)布至下游系統(tǒng)，并根據更改建立自動一鍵鎖定能力，實現(xiàn)現(xiàn)場實物制造的技術狀態(tài)管控；
●一鍵調用：當需要調用其他系統(tǒng)應用時，無需頻繁登錄、切換，具備無感知一鍵調用的能力，降低工藝員跨平臺跨系統(tǒng)的頻繁切換。
7、產品支撐 國睿信維REACH.MPM（睿知集成化三維工藝系統(tǒng)）經過十余年發(fā)展，通過對多專業(yè)工藝設計能力的支持以及對工藝數(shù)據全生命周期管理能力，全面打通設計到制造的數(shù)字鏈路，為航發(fā)某公司工藝設計平臺國產化提供了全方位支撐：
■打通設計到制造的數(shù)據鏈路，構建跨業(yè)務域的數(shù)據傳遞與演變，實現(xiàn)數(shù)字準確傳遞無斷點；
■基于任務流程驅動的全過程工藝業(yè)務應用，構筑從工藝規(guī)劃應用、工藝活動的協(xié)同開展，直至下游數(shù)據發(fā)放使用，實現(xiàn)綜合效率的提升；
通過多專業(yè)覆蓋的結構化工藝設計，滿足各專業(yè)工藝工程師設計需要，實現(xiàn)三維/二維兼容、多形式發(fā)布的個性化應用。
