设计人员亟盼走出图纸堆 南京天文仪器研制中心曾参加过恒星观测仪、太阳观测仪、人造卫星观测仪、天体测量仪、射电天文仪和太阳多通道望远镜、太阳磁场望远镜、太阳精细结构望远镜等多项国家重点项目研制，获得国家、中科院（省）级科研成果奖33项。2000年，中国科学院全国376个部属院所集体转制。改制后，在原有基础上成立的南京中科天文仪器有限公司（简称天仪公司）开始从单纯的项目研制向科研项目承接和科普类天文望远镜、天幕、圆顶、天象仪及其他产品多元化研制生产并举方向发展。 直接面向市场的感受与以前大不相同，南京中科天文仪器有限公司副总经理兼党委书记乔原生深有体会地说：“虽然同样是科研项目，过去是按国家计划研制，现在直接面向用户，既要与对手竞争，又要满足用户提出的指标要求，项目承接难度比原来大得多。科普类望远镜要满足不同消费者的口味，产品花色品种翻新快，还要考虑价格因素，面临的竞争压力就更大。” 望远镜是光机电一体化高科技产品，品种种类繁多，有反射式、折射式、地平式，还有赤道式、水平式，一般一个产品的全套设计图纸有几百张。科研部门使用的天象仪结构复杂，图纸多达1000多张，光是打印就要三天。同类型望远镜在结构上有相同之处，为借鉴以往的科研成果，设计人员经常需要在成堆的图纸中翻找比对。产品更新换代速度加快，多品种、小批量生产，图纸越积越多，手工查找不便，也容易丢失，造成技术流失。 于是，采用先进管理手段，提高生产和设计效率的问题被提到议事日程上来。南京理工大学CIMS专家服务队对天仪厂“诊断”后，给出一份从PDM（产品数据管理）到CAPP（计算机辅助工艺）、CAM（计算机辅助设计），再到ERP（企业资源计划管理），五年投资540万元，全面实施企业信息化的“药方”。 早在公司成立之初就在做信息化准备的公司领导决心对症下药，对企业动一动大手术。实施信息化的第一步是采用三维CAD及CAE软件，实现三维建模和有限元分析，并通过实施南京新模式软件集成有限公司（简称新模式）开发的PDM，对产品实现系统化管理。
按需设计才能用得更好
在天仪公司领导支持下，去年年底，新模式实施人员在广泛调研基础上，经过对CAD、CAE及PDM各子系统需求、性能和功能模块设计、实施的限制条件分析，制定了设计系统的建设方案。 天仪CAD/CAPP/CAM/CAE产品设计制造管理系统由CAX和PDM两大技术构成，CAX技术的应用实施目的是通过改善设计手段，提高产品综合设计能力，满足天文望远镜及相关产品的市场需求；PDM实施目的是对天仪产品设计系统进行有效管理，对整个产品开发过程进行管理监控，为后续产品生产与运作提供必要的设计数据。新模式PDM已成功在荣事达电器、艾欧·史密斯热水器等500多家企业应用，在实际应用中积累了丰富的经验，软件版本几经修改已日臻完善。 作为老牌科研机构，天仪公司有自己一整套完整的设计流程和方法。今年3月，PDM开始实施时，软件安装后即投入正常运行。天仪公司在设计管理上有一些独到之处。天仪公司结构设计师张军平举例说：“我们的设计人员身兼多职，有的既会结构设计，又懂机械设计；有的既能承担光学部分设计，又是机械设计的一把好手。一人担当多个角色，对设计集光机电一体化的望远镜十分有利。双方不断沟通后，新模式了解了我们的需求，通过在PDM中增加角色分配，让系统管理员为设计人员规定角色和设立权限，解决了这个问题。这类按实际需求对软件进行细节性修改的地方有不少，直到7月份系统才实施完成。”
该推的采取强制措施也要推 PDM所管理的数据需要在统一模板下调配使用。由于每个设计人员原来使用的CAD软件不一，标贴栏、明细栏又多按自己的习惯设置，开始使用PDM统一模板时，大家操作起来很不习惯，难免有些抵触情绪。 经过培训，天仪公司领导认识到，PDM管理的是产品整个生命周期内由CAD、CAE、CAPP、CAM产生的全部数据。它除了要管好设计图纸、技术文档、工艺文档等，还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历史、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的管理。将原来的人工管理方式转变为PDM的计算机管理模式，既要兼顾原有的管理习惯，又要考虑信息集成的要求。在对整个设计环节管理过程中，PDM所涉及到的部门不光是设计、工艺、制造部门，还有经营和服务等部门。乔原生说：“要成功应用信息化，对该推行的先进管理思想，即便是采取强制性措施也要推。” 天文望远镜设计中，光学、机械、电控三个部分既相互作用又互相关联。光学结构设计不单要满足光学性能的需求，设计完成后交给机械部分，还要保证机械设计能够实现。如果机械结构上无法达到要求，还需对光学结构再进行调整。光学、机械、电控部分设计完成，试装配时如果出现安装上的问题，或在调试时技术指标达不到要求，还需要来来回回地让相关人员反复修改。 过去，任务下达后，设计人员之间的联络是通过流转单联系的。由于每个人实际执行情况在流转单上反映不出来，设计人员相互推诿的问题很突出，常常会因上一道任务处理不及时，影响下面的工作，甚至延误整个项目进度。 PDM运行后，数据库中保存的1000多张产品结构图，按产品分类，查找调用起来十分便利。零部件查找选用方便快捷，多使用标准件、通用件也能节省成本与原材料。更重要的是，所有工作都在网上流转，每项工作都会留下工作记录，对提高设计管理水平很有益。天仪公司结构设计师张军平举例说：“我们几位设计师有时同时在网上讨论图纸修改问题，修改部分用不同颜色标注出来，谁做的修改，改在哪个部位一目了然。日常的图纸修改也同样在网上进行。上一个设计修改完，经审核传给下一个设计，一环套一环。从项目开始到结束，每一项工作是谁做的、怎么做的、什么时间完成的、做了多少，清清楚楚。不仅考评有据可依，也有效地调动了大家的工作积极性。 有件事令天仪公司领导和员工印象深刻。项目刚开始实施时，公司刚巧接到南京紫金山天文台为“神州五号”人造卫星上天准备的两台碎片望远镜的研制任务。当时时间紧、任务重，偏偏又赶上实施PDM 项目，能否按时完成任务，大家心里都捏着一把汗。谁料到，尽管刚上PDM，大家的操作还不十分熟练，但进度却比以往快了许多。完成一套碎片望远镜设计只用了三个月，比原来相同产品设计速度快了1～2倍。这使天仪公司领导对下一阶段信息化工作充满信心。
专家点评 该案例将传统高精度、高复杂度的设备设计和现代化的计算机辅助技术紧密结合，使数字化威力得到充分体现。缩短了设计周期，提高了设计准确率，为增强改制后企业的市场竞争力发挥了巨大作用。应用本系统后的第一个产品开发实例证明了这一点。本案例的另一启示是，企业的数字化、信息化离不开领导的推进和技术依托单位的成功实施。
技术文档
CPDM产品数据管理体系 CPDM系统分为三个层次：功能层、接口层和应用层。各层以构件形式集成，运行在统一的组件平台上，各功能组件通过接口定义语言（IDL）提供对应用功能的描述。 功能层包括PDM功能组件的实现、应用组件的封装以及基于Web的协同设计组件实现，为产品数据管理和产品设计过程管理提供集成的支撑平台。接口层重点在于提供针对三维CAD的集成和转换接口，并同时提供面向企业管理的各种集成框架。应用层中包含与产品全生命周期管理相关的各类应用系统。这些系统通过各自的接口与PDM进行数据交换。
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