无纸化系统

  1背景  

  近几年来以航空航天、国防电子、轨道交通等行业为代表的先进制造企业，已经率先开始从传统制造向数字化制造模式的转型。数字化制造的实现不仅是后端ERP、MES等制造信息化系统的建设，或者智能产线、物联网等硬件设备的升级改造，还将涉及如何将数字化研制模式贯彻至从研发到工艺、制造、售后服务等产品全生命周期的各个业务环节。  

  随着MBD概念及相关技术的引入，国内数字化转型先驱企业已经在十二五期间开展基于MBD技术的数字化研制模式的试点验证，部分企业已经成功在设计环节实现全三维结构数字样机的构建，在工艺环节实现基于全三维模型的三维结构化工艺设计与应用，而在制造环节如何充分利用全三维结构数字样机成为企业面临的全新问题与挑战。

▲数字化研制模式驱动车间无纸化制造的转型  

  挑战1：全三维数字样机在制造现场的查看应用  

  有别于传统纸质技术文件分发至车间以指导生产制造的传统模式，全三维模型无法打印为纸质文件下发，在制造现场必须通过电子化手段进行查看。  

  挑战2：纸质设计文件下发至制造现场效率低、成本高  

  设计文件和工艺文件纸质打印、人工分发的传统模式效率低下，同时纸质文件的晒图打印、登记发放、跟踪、回收及销毁环节存在较高的管理成本。  

  挑战3：产品变更技术状态难以及时通知到制造现场  

  产品大量频繁的设计变更/工艺变更需要较长的签审周期，变更状态及变更发布的文件难以在制造现场实时查看。 

  挑战4：制造端信息化系统应用复杂  

  制造现场的生产、质量人员在不同的工作场景下需要使用不同的信息化系统功能（PLM、ERP、MES、QMS等），导致现场作业人员工作效率相对低下，同时也增加了企业制造管理系统培训的工作量。

  国睿信维基于对智能制造需求的理解，深刻认识到实现智能制造不仅仅在于产线设备的硬件升级，更要依赖信息流在制造业务各环节的完整、连续、有效传递，而实现各制造作业环节现场的无纸化和信息化是最基础、最关键的要素之一。  

  因此，国睿信维结合多年的信息化建设实践，打造了面向数字化制造的无纸化系统解决方案，作为车间作业支援环境的组成之一，在航空航天、国防电子、轨道交通等不同行业的近20家典型企业客户完成建设落地，取得了良好的应用效果和效益。

  2无纸化系统核心能力与价值  

  无纸化系统通常作为制造执行管理系统的有效补充，基于车间无纸化终端硬件部署，旨在为车间作业人员提供面向无纸化制造的集成化工作桌面环境。

▲无纸化系统集成架构

  无纸化系统由服务端、客户端及企业内部网络组成，其中服务端主要实现与各信息化系统的信息集成交互与技术文件获取中转，客户端主要实现技术文件的查询与展示，客户端部署硬件可以支持PC或PAD。  

▲无纸化系统组成  

  无纸化系统通过以下核心能力解决企业推进数字化制造过程中面临的问题：

  · 技术文件无纸化查看：基于企业PDM/MPM等既有的产品数据管理系统作为生产检验过程所需技术文件的数据来源。在无纸化系统客户端可以通过多种方式集成查询获取所需的各类技术文件（设计文件、技术标准、工艺文件、检验文件等），并在内嵌的可视化浏览器中进行浏览，从而实现车间现场技术文件的电子化查看。  

  核心价值：提高技术文件下发效率和准确性，减少管理成本。

▲三维可视化模型查看

  · 技术文件变更状态实时查看：支持通过与PDM/MPM系统集成，实时获取技术文件的最新发布版本及变更状态。 

  核心价值：实现技术文件变更状态实时通知、变更及时发布，避免生产错误。  

  · 支持不同格式的技术文件浏览：无纸化系统客户端内嵌可视化浏览器，支持企业多种格式技术文件的查看，包括DWG、三维轻量化模型、PDF、图片等。支持对显示的二维文件进行缩放、移动等操作，支持对三维轻量化模型的多视图查看、旋转、剖切、测量等操作。  

  核心价值：车间无纸化终端无需部署不同的文件查看软件，降低业务应用与运维复杂度。  

  · 与制造管理系统集成应用：无纸化系统支持与企业既有的MES系统进行紧密集成，例如通过与MES系统集成可在派工任务中直接启动无纸化客户端，或通过派工单条形码扫描，获取MES系统的作业任务信息，并自动展示对应的技术文件。  

  核心价值：将产品生产检验过程中多个系统功能整合至统一的工作台面，提升车间作业人员的业务应用操作效率。

  3无纸化系统应用拓展  

  无纸化系统不仅可以作为车间技术资料查看的工具，还可以通过与其他信息化系统进行深度整合实现业务能力的拓展延伸。例如在中车某企业的无纸化系统建设应用中，通过与结构化工艺系统、ERP等系统的紧密集成实现以下能力：  

  · 试制交底及验证管理：产品试制工艺交底时，工艺工程师在车间现场可基于无纸化系统直接查询结构化工艺系统中的工艺交底文件，指导试制人员进行生产制造。试制人员可通过无纸化系统产品将试制过程记录文件直接集成提交至结构化工艺系统，并自动通知到对应的工艺工程师，以优化完善工艺设计文件。  

  核心价值：实现产品试制验证过程的规范化、电子化管理。

  · 现场问题闭环管理：现场问题闭环管理主要实现对产品制造过程问题和外购件/外协件检验问题的录入、反馈、闭环等全业务过程的管理。无纸化系统为制造问题和检验问题提供了统一的录入、提报及查询界面，包括支持基于PAD的产品实物问题拍照记录。通过与PDM/MPM系统集成，制造现场问题可集中提交反馈至对应的产品工艺工程师进行统一处理。对于设计技术文件、工艺技术文件问题分别通过PDM/MPM系统的设计变更和工艺变更流程完成闭环，并由现场人员进行实物验证，完成最终问题闭环确认。  

  核心价值：现场问题闭环管理有效解决了企业目前现场问题纸质记录、遗漏闭环、难以有效追溯的问题。

▲现场问题记录与追溯

  · 物料入库检验管理：通过无纸化系统与ERP系统物料入库检验模块的深度集成，检验人员通过检验批条形码扫描自动从ERP系统获取物料检验信息，并在无纸化系统中查看检验文件，完成该批物料各检验项点的电子化记录，实物检验结果数据提交至ERP系统统一存储。同时，无纸化系统通过对检验项点及抽样方案等基础数据的结构化管理，实现检验项点的快速自动生成。  

  核心价值：实现检验技术文件查看与检验结果录入的一体化整合，并通过检验结果的自动化合格判定，极大提高了物料入库检验效率。

▲外协物料入库检验记录

  4总结 

  在企业从传统生产制造模式向数字化、智能化转型过程中，无纸化系统将成为企业智能化制造系统不可或缺的组成部分之一。它不仅是实现车间技术资料无纸化的效率工具，还能够通过深度集成整合成为车间作业一体化、集成化的工作桌面环境，为企业智能制造的实现发挥更大效能。