1 引言

在当今市场环境下，企业创新发展的速度越来越快，业务模式逐渐向多级化、集团化方向发展，对信息化系统的要求越来越高，需适应产品层级多样、管理组织复杂的环境。本文对电子信息行业中集元器件、组件产品研制于一体的企业信息化实践以及标准化在实施中的应用进行了论述，为电子信息企业的信息化建设提供思路和参考。

2 需求分析

目前，企业线缆以及组件产品的工艺设计依据产品标准(或产品规范)或技术规格书进行编制，工艺数据采用计算器或Excel进行手动计算，然后再将计算结果输入Word文件中，编制完成后上传产品数据管理(Product Lifecycle Management，PLM)系统进行审批发放。该传统方式对于元器件级系列化产品而言，工作量大，且效率低、易出错。同时，参数设计标准不统一，造成产品工艺设计标准化程度低，不同设计人员编制的工艺文件存在一定偏差；对于组件产品成套编制工艺文件，工艺可读性差，对操作工要求高，工艺参数标准化程度低，不同工艺人员编制的工艺文件存在偏差。车间操作工在查阅工艺文件时，需要在PLM系统中的成套工艺文件中查阅与生产产品规格相关的工艺参数，组件工艺需要在整本工艺文件的工艺要求、工艺附图和工艺附表中来回查看，效率低，且出错风险较大。

产品材料清单(Bill of Material，BOM)在PLM系统中按产品编码手动逐个搭建，首先需要编制设计BOM，将产品材料逐个在PLM系统中进行搜索并录入，通过线下计算，确定单位用量并录入PLM系统，形成设计BOM并进行审批；然后在PLM系统中创建工艺BOM，工艺BOM结构直接继承设计BOM结构，录入工艺规程和检验规程编号，并添加工艺路线，还需将工序所需耗料、单位用量、损耗率等同时录入；最后提交审批后将产品工艺BOM传入ERP系统进行产品生产制造，全部为简单重复性工作，工作量巨大，手动录入易出错，物料用量有误差不统一。如涉及工艺参数或原材料更改，产品BOM无法实现批量更改，逐个产品更改带来巨大工作量，且无法保证更改的全面性，存在因系列产品中个别规格漏改造成同系列产品结构或原材料不统一的风险。

因此，急需推动标准化在线束企业信息化实践中应用。本文在分析线束产品特点的基础上，提出了解决思路，并详细介绍方案实施流程。

3 线束产品特点分析与解决思路

线束产品一般包括线缆产品和线缆组件。其中，线缆产品为基本元器件，由导体、绝缘层、屏蔽层和护套层组成；线缆组件由线缆、连接器和套管等组成。线缆产品品种(型号)、规格多，由不同材料、不同规格导体、不同颜色绝缘护套和不同结构产品排列组合为成千上万个规格；线缆组件由不同规格线缆、连接器、长度、标识等形成各种不同用途的组件产品。

3.1 线缆产品特点分析及解决思路

线缆产品研制核心在于材料选择和工艺设计，重点在于工艺设计标准化、数据化，工艺BOM(PBOM)合理分层，需要解决工艺文件与BOM关联、数据一致性问题。因此，需要考虑其标准化、数据化、自动化三者之间的逻辑关系去解决相关问题。标准化问题：成品、半成品结构和工艺参数未固化，工艺设计计算过程不统一，不能实现产品“三化”设计；产品工艺与PBOM未关联，工艺与PBOM数据间一致性不易保证；受限于效率无法做到PBOM的合理分层，以及工艺与PBOM一一对应。数据化问题：Word版成套工艺文件无法满足后续生产、检验、数据自动采集与对比的要求，也不能满足未来MES系统精准管理和控制的需求。自动化问题：系列产品需实现单规格工艺、半成品编码、PBOM(工序耗料、工艺路线)批量计算和处理，解决工艺和PBOM编制、变更效率问题。

3.2 组件产品特点分析及解决思路

组件产品高度定制化，重点在于解决设计文件齐套、设计文件和工艺文件分离、设计文件与EBOM(产品设计BOM)、工艺文件与PBOM关联等问题。因此，需要考虑设计工艺问题、数据问题、规范问题的逻辑关系去解决问题。设计工艺问题：多年工作经验形成弱设计过程，重工艺设计，设计和工艺无明显的界定；设计图纸缺失，EBOM手动搭建，工艺文件中含设计文件的要求(材料汇总表、接线表、图纸)，变更时文件之间的一致性不易保证。数据问题：Word版成套工艺文件无法满足后续生产单根管理的要求；EBOM、PBOM组成完全相同，受限于后端生产领料没有做到单根EBOM、PBOM管理，也不能满足未来MES系统管理和控制的需求。规范问题：工序颗粒度细化程度不够，如连接器装配作为关键工序，只用一个工序表达，不利于生产及控制；受限于装配工艺过程卡格式，不易完整表达某工序的内容，不便于生产查看。

综上所述，本文提出通过统一规则和行业软件工具规范产品设计和工艺过程的解决方案。首先，根据产品特点选用行业软件工具，健全完善规则，达到设计、工艺规范化的目的，最终保证设计、工艺数据一致性和效率提升。然后，设计数据管理规范，可将正确、有效、完整的数据提供给PLM系统和ERP系统，包括完整的产品结构、产品模型文件和产品模型参数属性等信息。

4 方案实施

根据上述对线束产品特点的分析以及对问题的解决思路，本节重点介绍线缆产品及组件产品工艺设计工具选型、工艺参数化、工艺标准化的具体实施流程。

4.1 线缆产品实施

线缆产品工艺设计软件选型主要在线缆行业专业软件中进行选择，主要根据工艺管理智能化和电子化实现方式、工艺文件和工艺BOM一体化实现、系列工艺根据核心算法自动生成、工时计算自动化以及复杂工艺特殊实现等方面综合评估进行选定。

线缆产品工艺设计实施中，首先确定系统集成方案，包括产品编码、原材料编码在PLM系统中申请新增或停用并同步到CAPP系统和ERP系统；半成品编码在CAPP系统BOM生成过程中产生，BOM首先发送至PLM系统，然后经PLM系统发送至ERP系统；其他基础编码包括工序编码、工作中心、物料分类初始化后直接使用，后期新增或修改由多系统同步维护。

其次，完成标准工序的定义、工作中心及设备定义、原材料编码及分类定义、核心算法定义等。最后，通过数据定义和核心算法实现系列化产品工艺批量派生(即自动化工艺编制)。线缆产品系列工艺编制流程第一步在PLM系统新增产品编码，生成物料清单，同步在CAPP系统创建该型号对应的产品工艺类型；第二步通过预定义的核心算法、工序基础定义实现产品工艺设计，并进行线缆产品系列工艺编制，具体流程如图1所示。图2所示为对某型号线缆产品工艺编制过程中，在导体工序的工艺参数栏中的填写示例；第三步系列工艺自动生成后提交审批并输出，如图3所示，具体包括规格、外径、重量、工艺编码、产品编码型号等信息。

图1 线缆产品系列工艺编制流程图

图2 某型号线缆产品系列工艺编制参数填写示例

图3 线缆产品系列工艺输出示例

线缆产品CAPP软件选型与上线项目主要解决了成品、半成品工艺参数标准化，按产品型号(系列)建立和固化了工艺核心算法；系列工艺和PBOM根据核心算法自动派生，PBOM合理分层，工艺与PBOM关联，单个规格一一对应，提高数据一致性，支撑MES系统实施；系列工艺和PBOM变更通过核心算法快速增版，极大减少工作量，提高BOM维护的及时性。

4.2 组件类产品实施

组件类产品工艺设计软件选型在行业装配工艺软件中进行选择，主要在工艺资源库管理、工艺文件和工艺BOM一体化实现、工时计算以及工艺标准化等方面综合评估进行选型。

组件类产品工艺设计实施中，首先确定系统集成方案。PLM集成内容包括新增零部件物料信息、EBOM(产品设计BOM)，数据正式发布时，调用接口程序，CAPP系统同步PLM系统中的物料和设计BOM，接口采用WebAPI方式实现，由CAPP软件方提供WebAPI，PLM发布到CAPP；ERP集成内容包括工艺BOM(PBOM)的结构明细、工艺路线，工艺BOM发布基于结构树，调用Webservice将工艺BOM以及结构树上各部件的工艺路线和工序耗料信息传给ERP，组件产品工艺路线输出时要分多个组件产品物料编码，分别将工艺路线输出给ERP。第一步，在CAPP系统中将PLM系统传递的EBOM通过增加辅材和虚拟节点生成PBOM，如图4所示；

图 4  组件产品工艺 BOM

图 5  装配工艺过程卡

第二步，在PBOM根节点下通过调用工艺编制工具编制装配工艺过程卡(工艺路线)及装配工序卡，如图5、图6所示。装配工艺过程卡中包括检查、下料、剥线、焊接、冷硫化、穿套管、焊接、连接器装配和初检等工序，装配工序卡对下料工序进行了说明，包括标识套管下料及打印要求、检验项目等；第三步，通过CAPP材料汇总功能自动汇总形成《材料及辅助材料汇总表》，如图7所示，《材料及辅助材料汇总表》定义为工艺规程对象的附属描述对象，并与PBOM、工艺过程同步提交审批。

图6 装配工序卡片

图7 材料及辅助材料汇总表

5 结语

本文从工艺信息化系统的选型、设计实施、系统配置、上线使用等方面展开了论述，就当前企业信息化、数字化和智能化应用中标准化支撑作用提出了改善措施。企业通过信息系统建设与上线，解决了产品工艺参数标准化问题，提高了数据一致性，极大地减少了工艺文件和PBOM编制的工作量，为MES系统提供了工艺数据支撑。同时，理清了企业研发设计、工艺设计各类板块人员的工作界面，实现了研发设计、工艺设计角色分离，解决了工艺借用和复用问题，制定了数据创建规范和系统应用规范，规范了产品实现过程。该方案为集团化企业信息化系统建设提供了思路和建议。

原文刊载于《信息技术与标准化》2023年第6期  原文标题《线束企业生产标准化信息系统建设和实施》 作者：中国电子技术标准化研究院 丁然 & 南京全信传输科技股份有限公司 丁亚军 刘锦涛