工藝數字化轉型中標準化的作用和意義

楊培榮

摘要：企業在工藝數字化轉型過程中，標準化對數字化工藝平臺的建設起到了支撐和推進作用。在企業工藝數字化建設中，標準化的參與時機、參與度、以及標準化與數字化的契合度，都將對企業工藝數字化轉型能否成功具有重要意義。

關鍵詞： 工藝數字化；工藝設計；標準化

數字化工藝相比較傳統的 CAPP 工藝設計及管理模式，無論是工藝的設計理念、設計模式、工藝數據存儲形式以及工藝編制方式都發生了巨大的變化。特別是在工藝數字化平臺搭建初期，建立一套科學、規范、合理的工藝標準體系，是企業工藝數字化轉型能否成功以及可持續發展的關鍵。

數字化工藝設計原理

數字化工藝相比較傳統的卡片式工藝，工藝人員不直接在工藝模板上編制工藝。而是通過搭建 工藝 BOP（工藝結構清單）結構樹，將工藝數據結構化存儲，然后根據需要自動生成工藝文件，用于指導生產。

數字化工藝的設計流程如圖1所示，其設計順序為： SBOM（集成PDM）→創建MBOM（制造BOM）→創建工藝（給工藝關聯產線）→創建標準化工序（給工序分配設備、工位）→創建標準化工步（給工步分配工藝資源）。

與此同時，將工藝模板中的工藝內容、工藝參數進行拆分，以屬性的形式分別維護至工藝、工序、以及工步中；最終搭建構成工藝 BOP 結構樹（見圖2）。

數字化工藝設計中的標準化

1. 工藝模板標準化

根據數字化工藝的設計過程及原理，數字化工藝通過搭建工藝 BOP，將各工序維護的結構數據進行合編，生成至開發好的工藝模板中。因此，為了使結構化的數據能夠規范、準確的體現在模板中，工藝模板的格式大小、排版形式、字體等都需要進行詳細的標準化定制，才能保證數字化工藝一次創建成功，才能真正的提高工藝設計效率，體現數字化工藝的高效性。

如果工藝模板填寫內容或填寫空間設計不合理，將會導致生成的工藝內容不能完整展示，這樣的工藝不符合標準要求，也不能用于指導生產。有些企業為了解決此問題，在自動生成工藝后，要求工藝人員手動調整顯示不完整或不規范的工藝內容，而手動調整的工作需要花費工藝人員更多的精力和時間，并且會造成字體壓縮，導致工藝文件中字體大小不一，不符合標準化要求。同時由于數字化模板中的填寫規則都是定制開發好的，后續的任何手動調整，都會在工藝數據重復刷新后自動又恢復原來的狀態。反反復復的因為模板的設計問題，而事后調整耗時耗力，既不符合數字化工藝的初衷，也消耗了工藝設計人員工作的積極性，導致工藝數字化工作推進困難。

因此，要想工藝數字化設計成功，一定要在數字化建設初期就定制好一套規范合理的標準化工藝模板。

2. 工藝編碼標準化

數字化工藝通過搭建工藝結構樹，工藝數據以標準化工序為單位創建和管理。工藝BOP搭建完成后，工藝人員根據需要靈活的創建不同的結構化、模塊化工藝。相對于傳統的卡片式工藝，結構化工藝的類型、組合形式以及工藝數量上更多元化。如何對這些結構化工藝進行區分和管理，就需要制定一套科學合理的數字化工藝編碼規則。例如：可以將數字化工藝分別按加工方法、文件類型進行分類，賦予不同文件不同的分類碼以示區別（如：LC代表產品過程流程圖、KZ代表控制計劃等等）；針對不同的文件類別，比如：工藝規程類、管理用工藝文件、臨時工藝文件三類，制定不同的編號方法。

工藝編碼規則的標準化制定，一定要結合企業工藝管理的實際需求、充分考慮與數字化平臺的契合度、以及數字化工藝的可持續發展需求（具有擴展性）進行制定。

3. 工藝流程標準化

工藝流程除了傳統的工藝審簽流程、工藝變更流程、工裝圖樣審簽流程之外，數字化工藝平臺還根據業務拓展增加了制造 BOM 創建、工藝過程件創建、屬性變更、產線變更、以及過程開發文件的審批流程等等。數字化工藝平臺對上銜接 PDM 平臺，對下與 ERP、MES 系統集成，各種工作流程既有內部流程，也有與外部環境之間的數字化轉換或集成流程。為了規范和提高工藝工作效率，減少因為流程繁瑣、或流程不暢帶來的設計和制造成本，以及確保工藝數據和外部系統良好的集成性，需要在數字化平臺搭建初期，對涉及到的所有工藝工作流程進行反復的梳理，最后進行刪減、分類，對整理出的流程進行了固化定制，對流程名稱進行規范，確保數字化工藝工作開展中流程順暢、高效，起到降本增效的效果。

4. 工藝分類庫標準化

數字化工藝設計中的工藝分類庫一般包含工藝資源庫（刀、輔、量、夾等）、工藝知識庫（工藝標準、工藝管理、典型工藝等）、工藝支持庫（產線、設備、標準工序等）。通過對工藝分類庫的標準化定制，可以有效的規范、統一、整合公司的工藝資源和工藝知識，提高工藝設計效率，增加工藝數據的重用度。

工藝分類庫的標準化包括：工藝資源的分類、工藝資源的屬性定義（根據工藝設計個性需要）、工藝資源編號規則、標準產線、標準工序的規范建立等。數字化工藝設計時，工藝資源都是通過直接調取或分配的方式獲得，特別要求資源數據的規范性和統一性。因此，需要制定相應的標準規范來保證數字化工藝平臺龐大、復雜的工藝數據庫的規范性，保證工藝數據傳遞和應用的準確性。

5. 工裝設計標準化

工藝裝備是工藝的重要組成部分，特別是隨著三維工藝、以及工藝數字化仿真技術的發展，工裝設計數字化成為工藝數字化轉型的重要環節。企業在工裝設計數字化項目初期，就應對工裝設計軟件的建模環境、工程圖模板、工程屬性進行標準化定制和開發，確保工裝設計從三維建模到二維工程圖關聯生成，并將設計數據集成至工藝數字化平臺，實現工裝從設計、制造到管理整個數據源的統一關聯，保證工藝數字化項目的開發進度。

標準化在工藝數字化轉型中的意義

1. 引領和支撐作用

通過以上關于數字化工藝設計中所開展的一系列標準化工作論述，充分體現了標準化在數字化工藝建設中的支撐和引領作用。如果沒有這些基礎性以及與工藝數字化相契合的工藝標準的支持和指導，工藝數字化項目建設將因為無據可依，而導致項目進度緩慢、流程混亂，最終結果不盡人意。

2. 提高企業工藝數字化轉型成功率

舉兩個工藝數字化轉型中的實例進行說明。

（1）示例1? 某企業在進行數字化工藝模板定制時，工藝模板由各專業工藝技術人員自行設計，由于工藝設計人員的局限性，導致工藝模板遲遲不能定稿，嚴重影響項目開發進度；而由于各工藝專業制定模板時沒有互通，導致最終交付的模板類別、格式、內容各不相同，給項目開發帶來困難；模板內容的定制沒有經過標準化，模板設計的格式空間預留不合理，導致最終生成的工藝不符合標準化要求。為了符合標準化要求，工藝人員需要對生成的工藝手動調整，費時費力，導致工藝人員積極性受挫，不愿使用新模板編制工藝。反反復復的工作以及問題，最終導致工藝數字化項目因此推進緩慢，效果不理想。

（2）示例2? 某企業的工裝設計數字化轉型全程由工藝標準化人員參與，不僅整個設計工作都采用了標準化理念，最終的成果也形成標準規范進行固化，用于指導工裝設計人員的規范性操作。由于模板設計符合標準要求，又有企業標準指導，工裝率先成功的實現了數字化轉型。

以上兩個實例充分說明了在企業工藝數字化轉型過程中標準化參與的指導意義和重要性。在工藝數字化建設過程中，沒有標準化的參與，沒有一套有效的標準支持，交付物不規范，項目進展困難，都將會導致項目開發成本增加、甚至項目失敗。

因此在企業進行工藝數字化轉型的過程中，一定要遵循標準先行、標準支撐、標準引領的作用，才能保證企業工藝數字化轉型的成功率。

3. 保證工藝數字化轉型可持續發展

企業工藝數字化轉型和發展是一個長期的過程。在工藝數字化的建設過程中，隨著信息技術、智能制造的不斷發展，還將會面臨很多新的問題，還需要不斷的優化和改進。如果企業從一開始就采用標準化的建設思路、依靠標準化的流程進行工藝數字化平臺的搭建，各項工藝流程、工藝工作、工藝數據創建和管理的科學性、系統性、規范性，將保障工藝工作有序開展的同時，也將具有廣泛的適用性、兼容性及可擴展性，能夠支持并滿足企業工藝數字化的可持續發展需求。

結語

標準化在工藝數字化轉型中，通過定制標準、規范流程、搭建體系來科學的對工藝數字化建設工作進行指導和規范，有利于工藝數字化項目的推進，保證企業工藝數字化轉型的成功；企業在工藝數字化建設進程中形成的工藝數字化標準體系，也將有效的支持企業工藝數字化工作的不斷優化和改進，以滿足企業的可持續發展需求。