引言：航空发动机之所以是“皇冠上的钻石”，本质是因为它集合了技术极限、材料极限、工程极限和战略极限。全球能独立研发先进航空发动机的国家仅有美国、俄罗斯、英国、法国、中国5个，能同时覆盖军用、民用发动机的国家仅美国、英国、中国3个。它不仅是航空工业的核心，更是一个国家工业实力、科技水平、经济实力和国防实力的综合名片。
航空发动机的制造如同钻石般历经千锤百炼方能成型，是设计落地的终极工程，围绕高精度成型、超精密加工、特种连接、精密装配、严苛检测五大核心环节，既要实现设计图纸的微米级还原，又要保障极端工况下的长寿命与可靠性，对制造工艺、装备和过程控制的要求达到工业领域顶级水平。
●核心部件精密成型技术：奠定先天精度基础，成型技术直接决定部件的材料致密度、晶粒结构和基础尺寸精度，是制造的第一道门槛
●超精密加工技术：实现微米级精度还原，核心部件的加工精度直接影响气动效率，需突破难加工材料的切削、磨削极限
●特种连接技术：保障结构完整性与密封性，航空发动机部件多为分体成型、整体工作，连接技术需实现高强度、高密封、低变形
●精密装配与间隙控制技术：实现整机协同性能，装配精度直接影响发动机的气动效率、振动水平和寿命，核心是微米级定位和精准间隙控制
●严苛检测与质量控制技术：守住可靠性底线，发动机部件需在高温、高压、高频振动环境下工作数万小时，检测技术需实现全尺寸、全缺陷、全寿命覆盖
因此，航空发动机制造对工艺设计的多目标平衡（工艺策划、多方案）、多专业环境适配（多专业工艺设计）、全过程数据一致性（结构化数据传递与关联）、全过程状态可控（多形态有效性控制）等提出了严苛要求，工艺设计不仅要实现图纸到产品的精准转化，还要解决材料难加工、结构复杂、工况苛刻、批量稳定等多重矛盾，是整个制造环节的核心瓶颈。
1、客户背景
中国航发某航空发动机有限责任公司（以下简称“航发某公司”）是我国航空发动机领域的核心骨干企业，在国防航空和民用动力装备领域有着举足轻重的地位，该公司是国内领先的航空发动机制造企业，工艺技术水平处于国内航空发动机制造领域的顶尖梯队，部分核心工艺达到国际先进水平，不仅打破了多项国外技术封锁，还构建了完善的自主工艺体系，有力支撑了我国航空发动机与燃气轮机的自主研制。
2、客户痛点
航发某公司的生产研制是典型的厂所分离模式，从上游主机研发单位接收设计数据，并开展工艺策划、任务分工、多专业工艺详细设计、发布应用等全过程，围绕工艺体系全领域，涵盖了工艺规划、设计、管理等全维度工作。
●在工艺规划环节
■基于原系统对接上游设计单位，采用工作流驱动数据的传递与接收，但对三维设计模型尚未轻量化处理，未对模型中的PMI等属性信息进行提取，造成后续利用三维模型开展三维工艺设计的便利性不足；
■在多级分工策划过程中，基于工艺流水的辅工艺设计任务未完全纳入工艺计划准备的管理过程，致使无法对工艺任务计划完全按节点进行状态监控，在线管理存在真空区域。
●在工艺协同环节
■主辅工艺间的协作通过初始编制的工艺规程的预签审模式展开，其他分厂/工段辅工艺人员通过会签获取工艺编制需求，任务接收后人工终止签审流程，时常出现流程未被及时终止，造成工艺文件误定版而发起不必要的工艺更改，增加了人员工作量；
■通过预签审的协作方式，毛坯工艺、主工艺与辅工艺规程间相对独立，无法直接关联，缺乏生成整本化工艺的技术基础。
●在工艺设计环节
■所有专业都使用相同的工艺编辑器，随着数据量增大，系统加载、反应速度慢，常发生异常退出，严重影响工艺编制效率；且缺乏面向不同专业工艺设计的特色应用，无法很好满足工艺设计的多种应用性需求；
■编制内容时，对于机加等特殊符号需要通过特殊字符转化，无法直观显示，影响用户的编制体验与效率；
■工序内容编制时，无法在线直观浏览工序简图及模型，工序内容与工序简图的尺寸标注间缺少联动，对于复杂零件的工序内容编制存在极大挑战，编制工作量巨大且易出错；
■为了满足标准化管理需要，编制工序内容时需过多关注内容排版，且需要根据工艺报表生成格式调整内容排版，无形中极大增加了工艺设计人员的工作量；
■检验数据通过线下检验卡片的形式记录，造成工艺与检验业务之间存在多处断点，数据准确性不高；
■通过在工步的文字描述建立工序与数控工步卡间的关联，工序与相应的数控工步卡之间缺乏直接联系，易造成版本文件不匹配，导致加工错误；
■缺乏工序级的工时定额管理，无法为后端生产排程提供标准工时依据，易造成排程不合理引发生产瓶颈；
■工序模板的属性及界面排版规范性不高，且对部分关键属性值未进行相应约束，绝大部分依靠手工填写，导致工艺内容规范性低且易出错。
●在工艺发布环节
■通过PDM系统的签审流程完成工艺规程的审批，并以整份卡片形式下发至生产，操作者需要浏览整份工艺文件查找其需要执行的工序内容，费时费力；
■系统中相同零组件不同分厂的工艺文件间缺少直接关联，各分厂工艺文件相对独立，无法按数据逻辑生成全本化工艺；
■在签审过程中，无法差异化展示前后不同版本的内容，任何微小的改动都需要浏览查看全部工艺规程内容，使得签审过程的文件内容校核工作量巨大；
■工艺报表生成时缺乏智能化、人性化的排版规则约束，发布格式常出现差错，需要人工反复返回编制界面依靠经验调整内容后，再次生成工艺报表后查看，极大影响工艺编制效率与应用体验。
●在工艺变更环节
■临时偏离（包括超越、临时卡片等）作为标准工艺的临时分支，使用OFFICE或卡片编制，且仅作为文件管理。未进行结构化，管理颗粒度较粗，与正式工艺管理相对脱节，极大增加了管理难度；
■临时偏离文件采用台份、批次、数量、时间(/周期)等多种有效性，在工艺研制阶段会产生大量临时偏离文件，且有效性管理不清晰，车间操作者需从大量的临时文件中，通过人工判断识别当前需要执行的临时文件，极容易出错且执行效率低。
●在资源应用环节：
■虽已构建了分类管理的工艺资源库，但缺乏规范、准确的管理，无法完全通过属性值查询获取相关资源，相当程度上降低了工艺设计效率；
■缺乏制造资源数据组织关联模型，工序、工种、工位等未建立绑定关联，依靠人员经验进行匹配选用，对于新手容易导致资源选用错误；
■相关工艺知识库尚不完善，检验策略库、标准用语库、工艺参数库、知识规则库尚未形成规模化管理与应用，工艺知识难以持续积累沉淀，导致宝贵的经验知识难以复用，难以从全局上提升工艺设计的先进性；
■未建立工艺与参考标准间的直接关联，无法对参考标准的使用情况进行分析，且无法及时获取参考标准的更新。
3、合作契机
原系统通过多年的优化改造与应用推广，虽然满足了工艺规划、设计、管理的基本需要，但未能实现工艺任务的全面在线化、工艺设计的高度专业化、工艺变更的连续化、工艺数据的深度结构化、工艺资源知识的沉淀与应用、三维设计模型的传递与应用等不足。时常造成设计可行、工艺难落地的矛盾，为下游生产制造带来诸如要求不一致、数据不准确等较多问题，导致工艺迭代缓慢且状态管理混乱。
国睿信维基于全自主的REACH.MPM（睿知集成化三维工艺系统）平台在工艺平台的架构设计、工艺数据治理与深度结构化、三维模型在工艺端的应用、多专业工艺协同设计等领域拥有成熟技术与标杆案例，尤其在工艺设计平台的完全自主化、复杂装备工艺数据深度结构化、多专业工艺协同设计等方面的能力，与航发某公司的核心需求高度契合。
基于此，双方聚焦工艺设计平台建设开展了深度合作，核心围绕五大方向落地：
1)基础平台建设
以国睿信维公司完全自主可控且拥有著作权的REACH.MPM（睿知集成化三维工艺系统）为基础环境，为航发某公司打造一套原型系统。通过原型系统建设符合航发某公司业务需要的工艺设计环境。例如微服务架构、多专业工艺设计APP、模型轻量化可视转换、流程模板构建、三员管理等基本需求。
2)功能模块重构
基于原型系统提供的基本能力，结合航发某公司的数字化工艺设计需要，打造机加工艺设计、热处理工艺设计、锻造工艺设计、铸造工艺设计、钣焊工艺设计、弹簧工艺设计、表面处理工艺设计、无损检测工艺设计、橡胶工艺设计、装配工艺设计等十余个功能模块重构，以及实现工程数据库功能模块重构。
3)业务模块扩展
结合航发某公司的工艺业务发展需要，打破传统的基于专业工艺规程应用模式，构建以零部件为数据组织模型的全本化工艺规程管理模块；突破以往结构化、半结构化、非结构化结合的工艺设计模式，打造以工序为颗粒度的全结构化工艺数据管理；并且打造以工序为基本模块的模块化工艺设计模式，提高工艺设计与管理的颗粒度；同时融入新构型管理模式下的有效性管理模式，在兼顾历史型号技术状态管理下的多有效性管理。
4)历史数据迁移
通过科学有效的数据迁移方法，制定严谨的数据迁移策略，实现原PDM系统中结构化工艺数据向工艺设计平台的平滑迁移，通过多轮次的历史数据迁移演练，保证历史数据迁移前后的完整性、正确性以及可用性。
5)系统集成
利用工艺设计平台的开放性集成接口，打造与PDM系统等双向集成。实现以工艺规程为核心的PDM系统等集成，达成设计数据读取、工艺数据归集、生产现场无纸化应用的需求目标。
4、方案思路
基于国睿信维的REACH.MPM（睿知集成化三维工艺系统）平台，以现有功能重构为基础，以三维化、专业化、结构化、全本化、精确化为五大核心，构建立足当下、面向未来的新模式工艺设计平台，保障航发某公司工艺设计快速、准确、稳定开展。
1)打造以角色为中心的导航式应用：以用户体验为中心，整合系统功能，面向角色提供高效、易用、好用的一站式应用，提高各层级用户对系统的黏着度。
2)建立数据流在多个系统间的有效贯穿：利用结构化工艺数据的流动性，实现工艺数据流的按需流动，满足不同业务域对工艺数据的使用需求。
3)实现工序级协同编制新模式：立足于实际业务需求，通过对工艺设计平台的适应性改造，构建完全贴合航发某公司的工序级协同业务模式。
4)构建面向不同专业工艺设计APP：建立全结构化的工艺设计，细化工艺数据的管理颗粒度，通过构建面向多专业的APP、三维模型的嵌入展示能力、检验值的自动提取能力，提供符合需要的最佳应用界面，全面提升工艺编制的效率。
5)建立共享共用的制造资源数据库：通过对设备、工装、仪器仪表、刀具/量具/工具/模具等制造资源，工艺术语、检验策略、工艺模板等知识资源进行统一分类建库，为各专业工艺设计提供及时、准确、全面的制造资源数据输入。
6)打造多类型多格式的签审发布：基于系统内嵌的工艺发布引擎，对工序内容进行重新组织，生成一本化工艺，通过建立多类型的标准发布模板，提升工艺文件发布的规范化与标准化。
7)实现基于工序的多有效性管控：建立工序级的版本管理机制，提升技术状态管控精细度，通过对工序设置台份、批次、数量、时间、周期多种有效性，将临时工艺融合进整本工艺文件中，并可通过有效性状态实现工序版本的筛选与精准推送。
5、应用场景
工艺设计平台为十余个工艺专业用户打造了一个完整且全面的工艺设计环境，通过流程任务串联各个专业的工艺设计过程，并对工艺设计成果进行全面管理，覆盖了核心的型号工艺设计业务过程。
1)数据源接入：利用工艺设计平台提供的广泛集成能力，在工艺设计平台中部署数据接收与可视化转换服务。构建与上游系统的深度集成，实现以流程驱动的数据源接入能力，建设与设计数据、任务、变更等的及时发布与设计模型的轻量化转化，实现跨系统的数据传递与使用。
2)工艺策划（工序级协同）：主工艺负责人可对整体工艺加工路线进行策划，对于需要其他分厂辅助编制的工序可发起合编业务流程，生成相应的子任务分发给相关辅制分厂，工艺负责人完成合编工艺提交签审后，根据任务及工艺对象间的内在关联，合编工艺自动关联到整体工艺树上，为生成全本化工艺奠定基础。
3)工艺详细设计：以“人机料法环测”要素为标准工艺模型，提炼各专业工艺设计中的数据组成要素，对各专业工艺设计进行标准化、规范化定义与管理。基于机加、钣焊、铸造、锻造等十余个专业工艺设计业务的独特性，打造面向多专业的各类专用工艺设计APP，覆盖不同专业设计过程中涉及到的数据、参数等要素。
4)制造资源数据库：构建统一的制造资源库与知识库，集中开展各类资源的组织/入库/维护等的有序管理；可定义制造资源之间、制造知识之间的强制规范与约束关系，以及资源与知识之间的规范与约束关系；对典型工艺和工艺模板、工艺常用语、行业标准、检验方法、检验策略等工艺知识进行统一管理；对原有系统工程数据库等进行数据梳理，并导入工艺设计平台，支持工艺设计过程中的实时调用。
5)工艺签审与发布：将结构化工艺数据按照模板样式进行抽取与组织，生成多种发布形式，通过统一、规范的流程进行审签与发布，为后端业务系统提供数据支撑，同时可输出各类工艺报表；提供对主辅工艺之间的连接与顺序重组功能，可方便生成全本化工艺，并与后端系统实现数据顺畅传递。
6)工艺更改管理：以工序为管理单元，建立版本管理逻辑，支持在工艺更改过程中多状态管理要求，并提供覆盖临时工艺更改及正式工艺更改的的管理模式；建立有效性管理机制，构建不同模式不同阶段的有效性类型定义，为有效性计算及管理的合理性提供基础；支持在工序上记录有效性并关联相应的更改依据，细化有效性管理的颗粒度，实现基于有效性的工序筛选和推送。
6、典型成效
航发某公司的工艺设计平台融合了工艺体系建设成果，解决了工业软件“卡脖子问题”难题，建设实施了基于REACH.MPM（睿知集成化三维工艺系统）的国产化工艺设计平台。通过搭建工艺设计平台，重构了10+专业化的工艺设计模块，并开发了工艺全本化、工序结构化、模块化管理及有效性管理等模块，迁移了原系统中结构化工艺数据，实现了基于工艺设计平台的工艺规程编制、有效性管控与数据集成管理。
工艺设计平台除了构建工艺专业化、结构化、精细化等基础能力外，还建设了5个“一键”能力。全面保障了工艺设计平台的上线应用，推动了航发某公司工艺体系落地实施与无纸化业务的顺利开展。
●一键管理：在工艺规程深度结构化的基础上，构建自动化的工艺统计目录能力，实现各类工艺报表的一键生成，把工艺员从大量的报表工作中解放出来；
●一键推送：结合工艺设计的业务需要，平台整合周边各系统资源，建立自适应的一键推送能力，解决工艺设计过程中的数据、知识参考需要；
●一键合成：根据现场生产任务，结合平台的一本化、多有效性等技术，触发工艺文件后台一键组合应用，解决当前大量超越、卡片叠加使用的复杂情况；
●一键锁定：基于平台的单一数据源环境，可按需发布至下游系统，并根据更改建立自动一键锁定能力，实现现场实物制造的技术状态管控；
●一键调用：当需要调用其他系统应用时，无需频繁登录、切换，具备无感知一键调用的能力，降低工艺员跨平台跨系统的频繁切换。
7、产品支撑
国睿信维REACH.MPM（睿知集成化三维工艺系统）经过十余年发展，通过对多专业工艺设计能力的支持以及对工艺数据全生命周期管理能力，全面打通设计到制造的数字链路，为航发某公司工艺设计平台国产化提供了全方位支撑：
■打通设计到制造的数据链路，构建跨业务域的数据传递与演变，实现数字准确传递无断点；
■基于任务流程驱动的全过程工艺业务应用，构筑从工艺规划应用、工艺活动的协同开展，直至下游数据发放使用，实现综合效率的提升；
通过多专业覆盖的结构化工艺设计，满足各专业工艺工程师设计需要，实现三维/二维兼容、多形式发布的个性化应用。
