智能制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型研發(fā)項目建設(shè)方案

數(shù)字化研發(fā)項目方案

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

目錄

一、項目背景和目標(biāo)...................................................................1

二、業(yè)務(wù)現(xiàn)狀.........................................................................4

1.總體應(yīng)用現(xiàn)狀..................................................................4

2.各模塊業(yè)務(wù)問題................................................................4

2.1設(shè)計........................................................................4

2.2仿真........................................................................6

2.3制造........................................................................6

2.4服務(wù)........................................................................7

2.5管理........................................................................8

三、業(yè)務(wù)需求及預(yù)期效果...............................................................9

1.總體業(yè)務(wù)需求.................................................................9

2.各模塊業(yè)務(wù)需求...............................................................11

2.1設(shè)計.......................................................................11

2.2仿真.......................................................................15

2.3制造.......................................................................17

2.4服務(wù).......................................................................18

2.5管理.......................................................................19

四、技術(shù)方案建議....................................................................20

1.未來應(yīng)用功能框架.............................................................20

2.與其他系統(tǒng)接口關(guān)系............................................................22

3.未來系統(tǒng)硬件架構(gòu).............................................................22

4.模塊清單和簡要描達(dá)...........................................................23

4.1數(shù)字化設(shè)計.................................................................23

4.2數(shù)字化仿真.................................................................48

4.3數(shù)字化制造.................................................................65

4.4數(shù)字化服務(wù).................................................................85

4.5數(shù)字化管理.................................................................97

五、實施方案.......................................................................139

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

1.項目實施計劃................................................................139

2.第一期實施范圍說明..........................................................140

3.項目實施組織................................................................140

4.項目交付件清單..............................................................142

＞通用規(guī)范列表...............................................................143

＞基于鐵建業(yè)務(wù)的操作規(guī)范列表.................................................144

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

一、項目背景和目標(biāo)

在市場經(jīng)濟的完全競爭環(huán)境下，產(chǎn)品生命周期越來越短，產(chǎn)品品種越來

越多，批量越來越小，需要滿足的法規(guī)越來越嚴(yán)苛，客戶對產(chǎn)品品質(zhì)和用

戶體驗的要求不斷提升，因此，企業(yè)要保持競爭力，必須實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,

對生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、生產(chǎn)車間，乃至整個企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化、智能化改造。

物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用、云計算、增材制造、人工智能等新興技術(shù)的興起,

對制造企業(yè)改善運營帶來了新的機會。因此，以美國為代表的發(fā)達(dá)國家的

領(lǐng)軍制造企業(yè)，非常清晰地將推進(jìn)智能制造作為一種保持和提升競爭力的

手段。

隨著中國政府實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)“中國制造

2025”的提出，國內(nèi)各制造企業(yè)紛紛制定了企業(yè)的數(shù)字化、智能化改型的

戰(zhàn)略計劃，并且啟動了一批制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的項目，力爭在新的競爭環(huán)境

占有一席之地并提升企業(yè)競爭力。

作為國內(nèi)領(lǐng)先的地下裝備和軌道設(shè)備專業(yè)化大型企業(yè)，始終瞄準(zhǔn)“世界

一流、國內(nèi)領(lǐng)先”的目標(biāo)，在國內(nèi)外新競爭環(huán)境和新機遇的背景下，于2017

年初制訂了“兩型三化九力”的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，把企業(yè)的競爭力提升到新

的層次。

“兩型三化九力”的發(fā)展戰(zhàn)略的三化之一是“數(shù)字化”，對企業(yè)數(shù)字化

轉(zhuǎn)型的提出了明確要求。本項目即集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目的子項目，本項目

1CONFIDENTIAL

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

的目標(biāo)是以建設(shè)產(chǎn)品全生命周期管理平臺為手段和途徑，打通設(shè)計、工藝、

制造及交付服務(wù)的全生命周期的數(shù)字線，同時提升企業(yè)內(nèi)部的設(shè)計、制造

及服務(wù)的技術(shù)能力，以此提升企業(yè)支撐客戶全價值鏈的能力，夯實企業(yè)的

核心競爭力：產(chǎn)品+服務(wù)。

產(chǎn)品生命鏈對客戶價值鏈的全面支撐

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

“字化制造

數(shù)字化“務(wù)

數(shù)字化管理

，能化管用

以企業(yè)運營數(shù)字化支撐企業(yè)核心競爭力提升

3

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

二、業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

1.總體應(yīng)用現(xiàn)狀

待補充

2.各模塊業(yè)務(wù)問題

2.1設(shè)計

,對于三維設(shè)計，目前面臨著如下問題：

＞已經(jīng)在著手整理標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、外購件等模型，但是并不清楚每種模

型應(yīng)該采用的建模方法、需要包含哪些屬性，以及在Windchill如何存

放；針對以上基砧模型，采用目前Windchill的默認(rèn)的功能進(jìn)行查找、

裝配非常繁瑣，效率比較低；

＞目前僅有局部設(shè)計師對個別部件采用了TOP-DOWN的設(shè)計方式，但是目

前其他分系統(tǒng)或者并沒有從整機方面考慮設(shè)計方式，而且并沒有很好地

區(qū)分哪些分系統(tǒng)應(yīng)該采用TOP-DOWN設(shè)匕，哪些分系統(tǒng)應(yīng)該采用模塊化

的設(shè)計方式；同時因為沒有從整機方面考慮，所以基于整機項目的協(xié)同

設(shè)計時，針對于協(xié)同設(shè)計平臺的權(quán)限、整機與分系統(tǒng)、分系統(tǒng)設(shè)計師之

間并沒有形成溝通模式；

＞在對個別分系統(tǒng)采用TOP-DOWN方式進(jìn)行設(shè)計時，目前的設(shè)計效率比較

低，同時對于需要模塊化設(shè)計的部件，并沒有規(guī)劃好模型的存儲方式;

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

＞已經(jīng)積累了很豐富的設(shè)計經(jīng)驗，但是沒有通過某些成熟模塊的組裝，實

現(xiàn)產(chǎn)品的快速生成，即沒有形成平臺化/模塊化的設(shè)計；

＞目前的設(shè)計方式是邊設(shè)計、邊生產(chǎn)、邊施工，所以在整機裝配完成之前，

會牽扯到很多次的變更，而且在多次的更改之后，很難驗證整機裝配中

各個分系統(tǒng)模型之間是否干涉；或者其中兩個分系統(tǒng)的接口信息更新不

同步，發(fā)現(xiàn)裝配問題后重新變更，耽誤產(chǎn)品上市周期；

＞在方案設(shè)計階段，無法快速的生成方案的模型，以便于方案的評審以及

投標(biāo)方案的準(zhǔn)備，只能通過二維圖的方式快速展示方案；

＞液壓、電氣分系統(tǒng)并沒有實現(xiàn)全三維布線布管，只能在現(xiàn)場裝配過程中，

裝配工人根據(jù)實際狀況進(jìn)行實地測量、找空間裝配，在設(shè)計期間并沒有

有效的驗證裝配路徑、空間、干涉以及可裝配性；

＞目前并沒有實現(xiàn)通過Cre。進(jìn)行三維轉(zhuǎn)二維圖出圖，保證三維與二維圖

的全相關(guān)，并且在進(jìn)行變更時，只變更二維圖，導(dǎo)致三維模型并不是最

終狀態(tài)，因此對于已經(jīng)創(chuàng)建的三維模型，無法有效的重復(fù)使用，提高設(shè)

計效率；

＞目前在設(shè)計過程中，用到的計算都是通過已有的excel進(jìn)行計算，設(shè)計

師只能得到計算結(jié)果，而并不清楚具體的計算過程或公式，同時隨著技

術(shù)的發(fā)展和人員的更迭，更新excel中原有的計算公式會變得非常困難;

＞目前的基于Cre。的三維及二維圖紙并沒有在Windchill系統(tǒng)中進(jìn)行存

儲、管理和流程；

5

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

＞雖然前期進(jìn)行了Creo的基礎(chǔ)培訓(xùn)，但是不系統(tǒng)和完善，很多設(shè)計師對

于Creo的操作并不熟練，還是比較習(xí)慣于用二維圖進(jìn)行設(shè)計，即目前

的設(shè)計師水平也參差不齊，設(shè)計模型的質(zhì)量千差萬別，模型不符合公司

標(biāo)準(zhǔn)；

＞目前每年都會有招聘新員工，新員工的學(xué)習(xí)方式還是采用傳統(tǒng)的傳幫帶

的方式，效率比較低，學(xué)習(xí)不完善；

2.2仿真

＞仿真目前用在零部件級別，而實際工程問題涉及到系統(tǒng)級別

＞目前只進(jìn)行零部件的靜強度分析，振動、疲勞、機構(gòu)運動等問題需解決

＞前沿研究（例：泥漿攜沙等）缺乏有效工具

＞工程問題復(fù)雜，存在多學(xué)科交叉與耦合，以及多維度仿真需求

＞跨部門、跨學(xué)科數(shù)據(jù)交互存在困難，無法實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)和知識管理

2.3制造

＞典型的工藝制造模式，工藝部門以設(shè)計圖紙信息為依據(jù)，利用CAPP及工

藝圖表達(dá)產(chǎn)品制造的步驟，制造部門使用卡片指導(dǎo)生產(chǎn).數(shù)控制造設(shè)備

以專門的軟件進(jìn)行數(shù)控編程進(jìn)行生產(chǎn)，大部分的數(shù)控生產(chǎn)以手工編程為

主.

＞目前的工藝模式讓工藝數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)新流，無法有效地直接利用設(shè)計

數(shù)據(jù)開展工作，降低了數(shù)據(jù)的價值；工藝數(shù)據(jù)離散在不同的環(huán)境中，讓生

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

產(chǎn)數(shù)據(jù)缺乏有機的關(guān)聯(lián)管理，難以高效的進(jìn)行追溯跟蹤，當(dāng)產(chǎn)品頻繁更

改時，信息的傳遞效率低，工藝的響應(yīng)無法及時跟進(jìn)，導(dǎo)致工藝任務(wù)繁

重.

＞工藝信息的表達(dá)依據(jù)于capp和工藝附圖，操作人員需要熟悉產(chǎn)品或者

有一定的產(chǎn)品基礎(chǔ)才能夠正確地執(zhí)行指令，即使操作人員具備條件，有

時候也需要工藝這行現(xiàn)場指導(dǎo)，這浪費了大量的工藝時間.

＞工藝生產(chǎn)中具備大量的工裝工具重用，目前缺乏有效的系統(tǒng)進(jìn)行管理,

讓這些資源流動起來.以至于需要工藝在準(zhǔn)備中消耗大量的時間進(jìn)行這

些輔助對象的查詢管理.

2.4服務(wù)

的主要產(chǎn)品掘進(jìn)機需要到客戶現(xiàn)場調(diào)試組裝，在使用過程中有大量的維

修、維護(hù)和備件更換需求，所以鐵建有著迫切的服務(wù)能力提升需求。

但是目前在尚未建立一套有效的售后服務(wù)體系和技術(shù)支撐系統(tǒng)，售后和研

發(fā)交叉嚴(yán)重，服務(wù)難以標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，具體表現(xiàn)有：

＞設(shè)計人員被頻繁派遣外出服務(wù)，打亂設(shè)計進(jìn)度

＞零件圖冊從下發(fā)生產(chǎn)的CAD圖紙而來，不足以支持售后的備件識別、采

購

＞服務(wù)技術(shù)資料不被重視，設(shè)計人員不愿花時間認(rèn)真寫。

＞派遣服務(wù)人員管理協(xié)調(diào)為主，無系統(tǒng)傳接數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確性和時效性難以保

證

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

＞備件清單不清晰，不能指導(dǎo)下單

＞備件滿足率不高

2.5管理

＞以文檔方式管理需求管理，無法適應(yīng)未來業(yè)務(wù)、研發(fā)需求的變更管理的

靈活性要求，同時，會使得隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的不斷遞增而日益突出的產(chǎn)品

線管理變得更加棘手；

＞項目管理主要靠會議匯報、線下Excel統(tǒng)計的方式管理，屬于較粗放的

管理模式，沒有可跟蹤和可控制的項目策劃及監(jiān)控，無統(tǒng)一項目管理系

統(tǒng)；

＞針對測試及調(diào)試，目前無規(guī)范性、系統(tǒng)化的系統(tǒng)支持；

＞產(chǎn)品的質(zhì)量管理及問題管理無系統(tǒng)支撐；

＞產(chǎn)品的質(zhì)量問題艇決過程無系統(tǒng)支撐，無法做到知識積累和問題追蹤;

＞無問題庫，多數(shù)問題的解決過程都是后臺操作，從而使問題從發(fā)現(xiàn)到解

決的過程被隱藏或記錄丟失；

＞當(dāng)前軟件主要是外包設(shè)計，未來有可能自己開發(fā)，針對外包開發(fā)，缺乏

有效的管理；

＞當(dāng)前業(yè)務(wù)主要在國內(nèi)，未來將向全球化發(fā)展。

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

三、業(yè)務(wù)需求及預(yù)期效果

1.總體業(yè)務(wù)需求

基于“兩型三化九力”對企業(yè)數(shù)字化的要求，以建設(shè)產(chǎn)品全生命周

期管理平臺為手段和途徑，打通設(shè)計、工藝、制造及交付服務(wù)的全生命

周期的數(shù)字線，實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化仿真、數(shù)字化制造、數(shù)字化服

務(wù)及數(shù)字化管理，未來以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)智慧化管理，具體實現(xiàn)以下模塊

的建設(shè)。

9

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

能力建設(shè)

，

雄逋用模飛府蓼

花

制21套數(shù)化T裝設(shè)計

擎22華球供應(yīng)商除問

學(xué)數(shù)化/模板化設(shè)it造

化平￡化/模塊化設(shè)計L23'!:'以

設(shè)番件計劃

模中自動檢式整

計25『「..：?」

TOP-DOWN馀同設(shè)計花

2，服？、再論新

MBD三雄標(biāo)注服

27務(wù)

電子學(xué)習(xí)平臺

務(wù)

28運程服務(wù)

1#機電液體化設(shè)計

29網(wǎng)見件暨務(wù)

數(shù)字化映射

30軟件卜

12HFAV/VR的H串

31需求管理

婺

13設(shè)航

」H9

32鵬門總理

壑

理

花流體仿真分析質(zhì)量管理

仿CAD，jCAE數(shù)據(jù)共享353國畫

真五雄巖上仿爽3，合煌管理

仿典數(shù)據(jù)管理37技術(shù)儲備管理

其中三維通用模型庫、TOP-DOWN協(xié)同設(shè)計、參數(shù)化/模塊化設(shè)計、

機電液一體化、MBD三維標(biāo)注、三維工藝設(shè)計管理、產(chǎn)品運營監(jiān)控看板、

仿真分析、電子手冊管理、現(xiàn)場服務(wù)管理、問題管理等是首要的建設(shè)需

求。

最終建設(shè)打造一體化的全生命周期數(shù)據(jù)管理平臺C并實現(xiàn)與企業(yè)其

他系統(tǒng)的集成包括OA、CRM、HRS、SRM、ERP及MES等。

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

2.各模塊業(yè)務(wù)需求

2.1設(shè)計

基于第二章節(jié)了解到現(xiàn)狀及問題，設(shè)計部門提出如下的業(yè)務(wù)需求：

＞創(chuàng)建三維通用模型倉庫：

1）在Windchill創(chuàng)建相應(yīng)的存儲庫及文件夾，分別存儲不同類型的

通用模型，例如標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、外購件等等；

2）對于存儲庫及文件夾針對所有人員賦予相應(yīng)的權(quán)限，便于各角色

人員進(jìn)行查看、使用；

3）定義模型入庫流程，便于現(xiàn)有模型和后續(xù)新建模型的管理及使用;

4）根據(jù)現(xiàn)狀及未來的方案，定義各類模型的創(chuàng)建流程：創(chuàng)建者、創(chuàng)

建方法和定義所需屬性;

11

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

5）基于Windchill和Creo進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)基于Creo快速搜索，

找到符合條件模型時，能夠快速裝配；

＞實現(xiàn)整機完整合三維TOP-DOWN設(shè)計：

1）從整機考慮，對各個一級部件進(jìn)行考慮，定義符合實際產(chǎn)品研發(fā)

流程的整機級的TOP-DOWN設(shè)計方法；

2）定義整機級的總布置與分系統(tǒng)、分系統(tǒng)與分系統(tǒng)之間的TOP-DOWN

協(xié)同設(shè)計模式；

3）基于整機級TOP-DOWN設(shè)計，定義各部件的基于Windchill的存放、

角色以及權(quán)限的劃分；

＞平臺化/模塊化設(shè)計：

1）基于現(xiàn)有產(chǎn)品及各分系統(tǒng)的特點以及10年研發(fā)經(jīng)驗的積累，鐵建

已經(jīng)劃分各個模塊；

2）基于已經(jīng)劃分的模塊，定義各模塊的創(chuàng)建方法、接口骨架及接口

文檔的創(chuàng)建；

3）定義各模塊的存儲、角色及權(quán)限，以及定義各模塊選裝選配的方

式，形成基于Windchill超級BOM（平臺化）的選裝選配，同時

生成對應(yīng)的超級三維裝配；

4）實現(xiàn)基于Windchill的超級BOM（平臺化）選裝選配的功能，生

成單機實例BOM；同時生成對應(yīng)的單機實例的三維模型。

＞參數(shù)化/模板化設(shè)計:

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

1）基于整機TOP-DOWN和平臺化/模塊化設(shè)計方法的前提，劃分各個

模塊的特點，基于不同特點的類型的模塊，通過TOP-DOWN、模塊

化及參數(shù)化的方式創(chuàng)建各個模塊的模板；

2）定義各個模板基于Windchill的存儲、各角色及權(quán)限、查找方式;

3）基于Windchill進(jìn)行頁面開發(fā)，實現(xiàn)通過頁面輸入?yún)?shù)，選擇已

有的模塊或者快速生成相應(yīng)模塊的新模型；

4）此種方式也能夠快速生成方案所需模型，便于方案評審以及應(yīng)標(biāo)。

＞機電液一體化設(shè)計：

1）實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、管道、電氣一體化設(shè)計，實現(xiàn)整機全三維設(shè)計；

2）針對管道，利用TOP-DOWN設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)總布置、結(jié)構(gòu)

與管道的關(guān)聯(lián)；

3）針對電氣，利用TOP-DOWN設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)從E-PLAN中

導(dǎo)出電氣邏輯信息，驅(qū)動Creo的三維電纜設(shè)計，實現(xiàn)電纜的半自

動及自動的設(shè)計方式；

4）在設(shè)計階段，即實現(xiàn)提前評估裝配空間、可裝配性，同時實現(xiàn)整

機的干涉檢查；

5）建立機電液一體化設(shè)計的協(xié)同設(shè)計模型，規(guī)劃基于Windchill的

存儲、角色及相應(yīng)的權(quán)限；

＞三維二維一體化設(shè)計：

1）實現(xiàn)整機全三維設(shè)計以后，通過Creo進(jìn)行三維轉(zhuǎn)二維圖的全相關(guān),

13

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

保證三維和二維圖的強關(guān)聯(lián)；

2）在進(jìn)行變更時，同時變更相應(yīng)的三維和二維圖，同時保證了三維

和二維圖的有效性；

＞工程計算知識管理：

1）基于Windchill進(jìn)行開發(fā)，針對需要計算的內(nèi)容，實現(xiàn)基于頁面

的計算；

2）實現(xiàn)計算公式或過程的可視化，便于相關(guān)設(shè)計師了解計算過程或

公式；

3）實現(xiàn)計算內(nèi)容的可配置和擴展功能。

＞MBD三維標(biāo)注：

1）基于現(xiàn)有的產(chǎn)品標(biāo)注的模式，定義MBD三維標(biāo)注的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)；

2）基于現(xiàn)有的三維標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)，基于Creo進(jìn)行二次開發(fā)三維標(biāo)注工具,

按照不同制造類型的模型，進(jìn)行MBD三維標(biāo)注；

3）針對三維標(biāo)注的模型，實現(xiàn)基于Windchill的存儲、管理、簽審，

實現(xiàn)無紙化的設(shè)計。

＞設(shè)計導(dǎo)航

1）基于Windchill進(jìn)行開發(fā)，把之前的各資深設(shè)計工程師的設(shè)計經(jīng)

驗、設(shè)計規(guī)范等納入到該系統(tǒng)，在每個設(shè)計階段，定義研發(fā)流程

的輸入/輸出/指導(dǎo)；

2）實現(xiàn)基于研發(fā)階段及流程的設(shè)計導(dǎo)航，通過流程驅(qū)動設(shè)計，以實

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

現(xiàn)研發(fā)的自動化；

3）該設(shè)計導(dǎo)航，同時集成開發(fā)的工程計算知識管理、模板化快速設(shè)

計系統(tǒng)，實現(xiàn)模板、文檔、模型庫的集中管理；

＞建立E-Learning電子學(xué)習(xí)平臺：

1）E-Learning中存儲有Creo、Windchi11產(chǎn)品的OOTB功能的課程，

所有設(shè)計師可以隨時進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)，彌補軟件應(yīng)用層面的不足;

2）可以錄制項3過程中客制化方案的音頻，并存儲到該平臺中，所

有設(shè)計師可以隨時進(jìn)行學(xué)習(xí)，彌補基于鐵建產(chǎn)品知識層面的軟件

應(yīng)用的不足；

3）可以按照角色進(jìn)行定義學(xué)習(xí)課程，便于各角色人員學(xué)習(xí)與自己相

關(guān)內(nèi)容；

4）可以定義考試題，存儲在該平臺中，實現(xiàn)定期或者不定期考試，

以便實現(xiàn)對相應(yīng)角色人員的考核。

2.2仿真

＞結(jié)構(gòu)、疲勞仿真

＞靜力學(xué)分析、運動分析（并聯(lián)機構(gòu)，驗證油缸伸縮量與夾角關(guān)系）

＞隧道泥漿流體力學(xué)仿真

＞耦合場仿真研究：結(jié)構(gòu)、流體、液任控制等多學(xué)科交叉及耦合仿真

＞系統(tǒng)級仿真：進(jìn)行系統(tǒng)級建模和仿真，考慮各種運動約束和部件間

相互作用力

15

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

＞五維仿真需求

＞仿真分析流程化管理及仿真數(shù)據(jù)管理

編號軟件系統(tǒng)名說明解決的問題

稱

1仿真數(shù)據(jù)管專用于仿打通與前端CAD的數(shù)據(jù)通道，

理平臺真數(shù)據(jù)和管理整個仿真流程和數(shù)據(jù)。

流程管通過定制開發(fā)一系列專業(yè)分

理，可嵌析模塊，規(guī)范軟件應(yīng)用，提

入到PTC高研發(fā)效率。

平臺中。

2ANSYS高級機械盾構(gòu)機結(jié)構(gòu)的靜態(tài)強度、剛

Mechanical結(jié)構(gòu)、熱、度分析

疲勞仿真

Enterprise盾構(gòu)機結(jié)構(gòu)的非線性強度分

分析軟件

析

盾構(gòu)機結(jié)構(gòu)的動力學(xué)分析

機械疲勞及熱應(yīng)力分析

16/151

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

3ANSYSCFD通用流體盾構(gòu)機內(nèi)部流體的流場分析

動力學(xué)仿

盾構(gòu)機內(nèi)部環(huán)流系統(tǒng)和沖刷

真分析軟

系統(tǒng)的仿真分析

作

4nCode專業(yè)疲勞計算盾構(gòu)機結(jié)構(gòu)疲勞

Designlift強度分析

模塊

5RockyDEM顆粒動力泥漿輸運能力分析

學(xué)分析軟

伶

2.3制造

＞建立以三維數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化工藝設(shè)計管理體系，實現(xiàn)設(shè)計工藝

一體化，讓三維數(shù)據(jù)無縫從設(shè)計向工藝，生產(chǎn)制造指導(dǎo)流轉(zhuǎn)使用；

＞建立三維數(shù)字化工藝環(huán)境，工藝指導(dǎo)三維化為核心，現(xiàn)場指導(dǎo)三維化、

AR/VR化，提升工藝數(shù)字化信息的發(fā)布效率和質(zhì)量；

＞規(guī)范化管理工藝設(shè)計資源，實現(xiàn)參數(shù)化，系列化工裝夾具的設(shè)計管

理;

17

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

2.4服務(wù)

未來將向服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)型作為企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，希望通過服務(wù)為企

業(yè)未來創(chuàng)造新的利潤和業(yè)務(wù)模式.在總體轉(zhuǎn)型工作中，服務(wù)轉(zhuǎn)型將從“以

產(chǎn)品為核心構(gòu)建裝備全生命周期服務(wù)信息系統(tǒng)”和“智能互聯(lián)服務(wù)”兩

個方面實現(xiàn)主動、高效、高客戶滿意度和高利潤回報的服務(wù)新模式。

＞以產(chǎn)品為核心構(gòu)建裝備全生命周期服務(wù)信息系統(tǒng)的主要需求和預(yù)期

效果包括：

a.建立高效的售后服務(wù)手冊編制和發(fā)布平臺，設(shè)計人員依據(jù)設(shè)計

和制造信息創(chuàng)建服務(wù)手冊、傳遞服務(wù)技能，減少設(shè)計人員去現(xiàn)

場服務(wù)的時間

b.提供正確、易用的零件圖解目錄，采用三維和AR等新的技術(shù)

手段，指導(dǎo)現(xiàn)場維修和備件采購

c.優(yōu)化備件庫存，提高備件計劃能力。在保證維修現(xiàn)場備件滿足

率的同時，控制備件庫存，減少備件占用資金

d.現(xiàn)場服務(wù)人員通過系統(tǒng)高效管理和派遣

＞智能互聯(lián)服務(wù)的主要需求和預(yù)期效果包括：

a.通過與智能設(shè)備傳感器的連接，實現(xiàn)裝備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與記載軟

件管理。

b.通過大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)，提前預(yù)測設(shè)備故障

18/151

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

C.通過知識庫，自動分析遠(yuǎn)程設(shè)備故障，提出解決方案

2.5管理

結(jié)合企業(yè)“兩型三化九力”的發(fā)展戰(zhàn)略及業(yè)務(wù)應(yīng)用現(xiàn)狀，對跨專業(yè)、跨

部門的通用業(yè)務(wù)過程及管理過程，期望在以下幾方面進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)。

1）需求管理：將以結(jié)構(gòu)化、可追溯的需求管理平臺代替文檔方式進(jìn)行

的需求管理，提高工作效率、避免需求的遺漏，支持未來客戶需求

變更管理和產(chǎn)品線管理的靈活性；

2）項目管理：以PLM研發(fā)平臺為基礎(chǔ)建立統(tǒng)一的研發(fā)項目管理系統(tǒng)，

規(guī)范化項目管理過程，使項目過程更透明化、更可預(yù)測和可控；

3）測試及調(diào)試管理：建立測試及調(diào)試的管理系統(tǒng)，規(guī)范化測試及調(diào)試

過程，使測試及調(diào)試過程可記錄、可追蹤，并且可與需求及產(chǎn)品結(jié)

構(gòu)相結(jié)合，提升測試及調(diào)試的完整性和質(zhì)量；

4）質(zhì)量管理：產(chǎn)品質(zhì)量的問題管理無系統(tǒng)支撐；

5）產(chǎn)品質(zhì)量的問題解決過程無系統(tǒng)支撐，無法做知識積累和問題追蹤;

6）分階段建立和完善企業(yè)級問題庫解決支撐平臺，改善目前問題存在

的后臺操作、問題被隱藏或記錄丟失問題；

7）分階段建立和完善外包管理平臺；

8）分階段建立和完善全球化開發(fā)協(xié)作平臺。

19

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

四、技術(shù)方案建議

1.未來應(yīng)用功能框架

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未來系統(tǒng)的整體框架分為兩個平臺，這兩個平臺分別為：

1）產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理平臺

本平臺以Windchill11.0為基礎(chǔ)，配置相關(guān)的模塊支持產(chǎn)品全生命周

期的數(shù)據(jù)管理及服務(wù)生命周期管理，邏輯上分為兩層的業(yè)務(wù)支持：

a）數(shù)字化應(yīng)用層：

建設(shè)數(shù)字化研發(fā)、數(shù)字化制造、數(shù)字化服務(wù)的各專業(yè)化模塊應(yīng)用。

如三位產(chǎn)品設(shè)計、專業(yè)仿真、三維工藝設(shè)計等。

b）數(shù)字化管理層：

建設(shè)產(chǎn)品研發(fā)跨專業(yè)的通用業(yè)務(wù)的應(yīng)用或其他管理類應(yīng)用°如質(zhì)量

管理、項目管理、問題管理、合規(guī)管理等。

20/151

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

2）工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺

工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺負(fù)責(zé)連接企業(yè)的各種應(yīng)用資源及硬件設(shè)備資源，甚至物

聯(lián)的產(chǎn)品資源，其中產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理平臺作為企業(yè)的核心應(yīng)用

資源也基于工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺與其他應(yīng)用進(jìn)行互聯(lián)。

a）數(shù)據(jù)接入層：

以Thingworx平臺為核心負(fù)責(zé)實現(xiàn)研發(fā)資源、制造資源及服務(wù)資源的數(shù)

據(jù)接入和聯(lián)通，并可以進(jìn)一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類、存儲、分析、挖掘及機

器學(xué)習(xí)一支持上層應(yīng)用的消費和展現(xiàn)，實現(xiàn)智慧化管理的相關(guān)應(yīng)用的建

設(shè)。

b）智慧化管理層：

智慧化管理應(yīng)用層，這一層實現(xiàn)支持企業(yè)管理和決策的應(yīng)用程序，這些

應(yīng)用程序以工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)為輸入，利用企業(yè)數(shù)據(jù)的機器學(xué)習(xí)等

實現(xiàn)對企業(yè)管理和決策的支持。

21

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

2.與其他系統(tǒng)接口關(guān)系

未來以產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理平臺及工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺為核心，將實現(xiàn)

與企業(yè)其他系統(tǒng)的集成。

與ERP,MES集成，傳遞零部件、BOM、變更、作業(yè)指導(dǎo)等內(nèi)容。

與CRM集成，傳遞訂單、產(chǎn)品配置信息、問題報告等內(nèi)容。

與HRM、0A系統(tǒng)集成，傳遞流程信息、月戶賬號、組織信息及文檔等內(nèi)

容。

3.未來系統(tǒng)硬件架構(gòu)

待補充

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

4.模塊清單和簡要描述

4.1數(shù)字化設(shè)計

1）三維通用模型倉庫

＞業(yè)務(wù)價值

a）規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)件等通用模型的建模方法、建模流程，實現(xiàn)三維通用

模型建模的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化;

b）規(guī)范通用模型存儲及權(quán)限，實現(xiàn)通過模型的管理的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)

范化；

c）避免同一件由不同人員采用不同設(shè)計方法創(chuàng)建，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)

化的同時，提高設(shè)計及使用效率；

d）基于Creo與Windchill進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)模型的快速檢索

和調(diào)用，提高設(shè)計及使用效率

＞解決方案

a）創(chuàng)建相應(yīng)的存儲庫及文件夾，分別存儲不同類型的通用模型，

例如標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、外購件等等;

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23

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

b）對于存儲庫及文件夾針對所有人員賦予相應(yīng)的權(quán)限，便于各角

色人員進(jìn)行查看、使用;

WindchilF問題報告,

會存儲庫＞標(biāo)準(zhǔn)件庫

S團(tuán)隊：存儲庫-標(biāo)準(zhǔn)件庫

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C）定義模型入庫流程，便于現(xiàn)有模型和后續(xù)新建模型的管理及使

用；

d）根據(jù)現(xiàn)狀及未來的方案，定義各類模型的創(chuàng)建流程：創(chuàng)建者、

創(chuàng)建方法和定義所需屬性;

e）基于Windchill和Creo進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)基于Creo快速搜

24/151

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

索，找到符合條件模型時，能夠快速裝配;

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2）模型自動檢查

＞業(yè)務(wù)價值

a）通過模型數(shù)據(jù)檢查功能，保證三維模型以及二維圖設(shè)計質(zhì)量和

準(zhǔn)確性，提前模型可制造性的檢查提高模數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范

化;

b）提高模型的重用性、可借用性，提高其他產(chǎn)品的設(shè)計效率。

＞解決方案

a）基于Creo的模型檢查功能，定義模型零件、裝配以及二維圖

檢查項;

25

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

b）在檢查完成以后，會將所有檢查項中不符合要求的顯示在頁面

中，提示設(shè)計師可以基于檢查項進(jìn)行檢查;

C）同時管理員可以根據(jù)按日期分析錯誤及警告的比較圖表、或者

按出現(xiàn)錯誤及警告的頻次作比較圖表，針對常見問題，可以進(jìn)

行分析并對全員進(jìn)行培訓(xùn)，避免出現(xiàn)相同的問題。

3)TOP-DOWN協(xié)同設(shè)計

＞業(yè)務(wù)價值

a）符合產(chǎn)品研發(fā)的流程，正常我們在產(chǎn)品研發(fā)的過程中，首先確

定整機設(shè)計條件，由總布置設(shè)干師分發(fā)設(shè)計條件到各個分系統(tǒng)

設(shè)計師，實現(xiàn)設(shè)計條件從總布置向分系統(tǒng)的傳遞，而TOP-DOWN

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

的設(shè)計方法符合產(chǎn)品的研發(fā)流程；

b）通過TOP-DOWN的設(shè)計方法，可以有效的解決復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計,

TOP-DOWN的設(shè)計方法極大的減少了設(shè)計裝配的工作量；原有的

BOTTOM-UP的方式，零件建模完成以后，通知上級設(shè)計師進(jìn)行

裝配，對于有一萬多個零件的總裝配來說，極大的增加了裝配

的工作量，設(shè)計師的時間用在了簡單的裝配操作上，而沒有有

效的用在產(chǎn)品預(yù)研以及試驗等有意義的工作中；

c）TOP-DOWN的設(shè)計方式提高了設(shè)計的準(zhǔn)確性和修改的方便性，

TOP-DOWN的設(shè)計方法，對于分系統(tǒng)的接口采用統(tǒng)一的骨架接口

定義，在進(jìn)行方案變更或修改時，只需要修改一次，即可實現(xiàn)

接口部件的同時修改，避免遺漏，因此設(shè)計修改更加準(zhǔn)確、修

改更加方便；

d）TOP-DOWN設(shè)計方法，實現(xiàn)變形產(chǎn)品的快速設(shè)計，可以通過對參

數(shù)的修改以及骨架模型之間的關(guān)聯(lián)性，可以實現(xiàn)快速的變形產(chǎn)

品設(shè)計，而傳統(tǒng)的BOTTOM-UP的設(shè)計方法，需要每個零件逐一

變形修改，增加了模型的修改的工作量、一致性及難度。

＞解決方案

a）從整機考慮，對各個一級部件進(jìn)行考慮，定義符合實際產(chǎn)品研

發(fā)流程的整機級的TOP-DOWN設(shè)計方法；

b）定義整機級的總布置與分系統(tǒng)、分系統(tǒng)與分系統(tǒng)之間的

27

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

TOP-DOWN協(xié)同設(shè)計模式;

c）基于整機級TOP-DOWN設(shè)計，定義各部件的基于Wincchill的

存放、角色以及權(quán)限的劃分;

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4）工程計算知識管理

＞業(yè)務(wù)價值

a）通過基于Windchill進(jìn)行開發(fā)，便于對計算內(nèi)容的可配置和擴

展，同時設(shè)計師能夠了解計算過程。

＞解決方案

a）基于Windchill進(jìn)行開發(fā)，針對需要計算的內(nèi)容，實現(xiàn)基于頁

面的計算；實現(xiàn)計算公式或過程的可視化，便于相關(guān)設(shè)計師了

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數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

解計算過程或公式;

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b）同時我們可以創(chuàng)建相應(yīng)的計算說明書;

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5）參數(shù)化/模板化設(shè)計

＞業(yè)務(wù)價值

a）基于現(xiàn)有的TOP-DOWN與模塊化的設(shè)計方法，通過參數(shù)化的方

法對模塊化的部件進(jìn)行建模，形成參數(shù)化的模板，能夠通過輸

29

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

入?yún)?shù)的方式，以模板為基礎(chǔ)快速生成模型，極大的提高設(shè)計

效率；

b）同時基于模板化的方式生成模型，模型標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，極大

的提高了模型設(shè)計的質(zhì)量，便于設(shè)計師之間的數(shù)據(jù)交流、工作

交接；

C）此種方式也能夠快速生成方案所需模型，便于方案評審以及應(yīng)

標(biāo)。

＞解決方案

a）基于整機TOP-DOWN和平臺化/模塊化設(shè)計方法的前提，劃分各

個模塊的特點，基于不同特點的類型的模塊，通過TOP-DOWN、

模塊化及參數(shù)化的方式創(chuàng)建各個模?塊的模板；

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b）定義各個模板基于Windchill的存儲、各角色及權(quán)限、杳找方

式；

30/151

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

播*W存諦軍后構(gòu)機

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c）基于Windchill進(jìn)行頁面開發(fā)，實現(xiàn)通過頁面輸入?yún)?shù)，選擇

已有的模塊或者快速生成相應(yīng)模塊的新模型；

6）平臺化/模塊化設(shè)計

＞業(yè)務(wù)價值

a）利用產(chǎn)品模塊化的部件的快速組合，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速設(shè)計以及

訂單的響應(yīng)，提高產(chǎn)品的設(shè)計效率，同時增加了產(chǎn)品的多樣性;

b）使用既有的模塊進(jìn)行組裝，無需重新設(shè)計、打樣、試驗，提高

了市場的響應(yīng)速度和客戶的滿意度，同時極大的降低了成本。

＞解決方案

a）基于現(xiàn)有產(chǎn)品及各分系統(tǒng)的特點以及10年研發(fā)經(jīng)驗妁積累，

針對產(chǎn)品根據(jù)各模塊的功能劃分各個模塊；

31

數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目方案

b）基于已經(jīng)劃分的模塊，定義各模塊的創(chuàng)建方法、接口骨架及接

口文檔的創(chuàng)建及管理方法；

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