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方案获取方式在文末

由于篇幅限制，此处简明扼要的截取部分内容介绍

目录

一、项目背景和目标 1

二、业务现状 4

1. 总体应用现状 4

2. 各模块业务问题 4

2.1 设计 4

2.2 仿真 6

2.3 制造 6

2.4 服务 7

2.5 管理 8

三、业务需求及预期效果 9

1. 总体业务需求 9

2. 各模块业务需求 11

2.1 设计 11

2.2 仿真 15

2.3 制造 17

2.4 服务 18

2.5 管理 19

四、技术方案建议 20

1. 未来应用功能框架 20

2. 与其他系统接口关系 22

3. 未来系统硬件架构 22

4. 模块清单和简要描述 23

4.1 数字化设计 23

4.2 数字化仿真 48

4.3 数字化制造 65

4.4 数字化服务 85

4.5 数字化管理 97

五、实施方案 139

1. 项目实施计划 139

2. 第一期实施范围说明 140

3. 项目实施组织 140

4. 项目交付件清单 142

 通用规范列表 143

一、项目背景和目标

在市场经济的完全竞争环境下，产品生命周期越来越短，产品品种越来越多，批量越来越小，需要满足的法规越来越严苛，客户对产品品质和用户体验的要求不断提升，因此，企业要保持竞争力，必须实现数字化转型，对生产设备、生产线、生产车间，乃至整个企业进行数字化、智能化改造。

物联网、移动应用、云计算、增材制造、人工智能等新兴技术的兴起，对制造企业改善运营带来了新的机会。因此，以美国为代表的发达国家的领军制造企业，非常清晰地将推进智能制造作为一种保持和提升竞争力的手段。

随着中国政府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领“中国制造2025”的提出，国内各制造企业纷纷制定了企业的数字化、智能化改型的战略计划，并且启动了一批制造业转型升级的项目，力争在新的竞争环境占有一席之地并提升企业竞争力。

作为国内领先的地下装备和轨道设备专业化大型企业，始终瞄准“世界一流、国内领先”的目标，在国内外新竞争环境和新机遇的背景下，于2017年初制订了“两型三化九力”的企业发展战略，把企业的竞争力提升到新的层次。

“两型三化九力”的发展战略的三化之一是“数字化”，对企业数字化转型提出了明确要求。本项目即集团数字化转型项目的子项目，本项目的目标是以建设产品全生命周期管理平台为手段和途径，打通设计、工艺、制造及交付服务的全生命周期的数字线，同时提升企业内部的设计、制造及服务的技术能力，以此提升企业支撑客户全价值链的能力，夯实企业的核心竞争力：产品+服务。

产品生命链对客户价值链的全面支撑

以企业运营数字化支撑企业核心竞争力提升

• 备件清单不清晰, 不能指导下单

• 备件满足率不高

管理

• 以文档方式管理需求管理，无法适应未来业务、研发需求的变更管理的灵活性要求，同时，会使得随着企业业务的不断递增而日益突出的产品线管理变得更加棘手；

• 项目管理主要靠会议汇报、线下Excel统计的方式管理，属于较粗放的管理模式，没有可跟踪和可控制的项目策划及监控，无统一项目管理系统；

• 针对测试及调试，目前无规范性、系统化的系统支持；

• 产品的质量管理及问题管理无系统支撑；

• 产品的质量问题解决过程无系统支撑，无法做到知识积累和问题追踪；

• 无问题库，多数问题的解决过程都是后台操作，从而使问题从发现到解决的过程被隐藏或记录丢失；

• 当前软件主要是外包设计，未来有可能自己开发，针对外包开发，缺乏有效的管理；

• 当前业务主要在国内，未来将向全球化发展。

三、业务需求及预期效果

总体业务需求

基于“两型三化九力”对企业数字化的要求，以建设产品全生命周期管理平台为手段和途径，打通设计、工艺、制造及交付服务的全生命周期的数字线，实现数字化设计、数字化仿真、数字化制造、数字化服务及数字化管理，未来以此为基础实现智慧化管理，具体实现以下模块的建设。

其中三维通用模型库、TOP-DOWN协同设计、参数化/模块化设计、机电液一体化、MBD三维标注、三维工艺设计管理、产品运营监控看板、仿真分析、电子手册管理、现场服务管理、问题管理等是首要的建设需求。

最终建设打造一体化的全生命周期数据管理平台。并实现与企业其他系统的集成包括OA、CRM、HRS、SRM、ERP及MES等。

各模块业务需求

设计

基于第二章节了解到的现状及问题，设计部门提出如下的业务需求：

• 创建三维通用模型仓库：

1. 在Windchill创建相应的存储库及文件夹，分别存储不同类型的通用模型，例如标准件、通用件、外购件等等；

2. 对于存储库及文件夹针对所有人员赋予相应的权限，便于各角色人员进行查看、使用；

3. 定义模型入库流程，便于现有模型和后续新建模型的管理及使用；

4. 根据现状及未来的方案，定义各类模型的创建流程：创建者、创建方法和定义所需属性；

5. 基于Windchill和Creo进行二次开发，实现基于Creo快速搜索，找到符合条件模型时，能够快速装配；

• 实现整机完整全三维TOP-DOWN设计：

1. 从整机考虑，对各个一级部件进行考虑，定义符合实际产品研发流程的整机级的TOP-DOWN设计方法；

2. 定义整机级的总布置与分系统、分系统与分系统之间的TOP-DOWN协同设计模式；

3. 基于整机级TOP-DOWN设计，定义各部件的基于Windchill的存放、角色以及权限的划分；

• 平台化/模块化设计：

1. 基于现有产品及各分系统的特点以及10年研发经验的积累，铁建已经划分各个模块；

2. 基于已经划分的模块，定义各模块的创建方法、接口骨架及接口文档的创建；

3. 定义各模块的存储、角色及权限，以及定义各模块选装选配的方式，形成基于Windchill 超级BOM（平台化）的选装选配，同时生成对应的超级三维装配；

4. 实现基于Windchill的超级BOM（平台化）选装选配的功能，生成单机实例BOM；同时生成对应的单机实例的三维模型。

• 参数化/模板化设计：

1. 基于整机TOP-DOWN和平台化/模块化设计方法的前提，划分各个模块的特点，基于不同特点的类型的模块，通过TOP-DOWN、模块化及参数化的方式创建各个模块的模板；

2. 定义各个模板基于Windchill的存储、各角色及权限、查找方式；

3. 基于Windchill进行页面开发，实现通过页面输入参数，选择已有的模块或者快速生成相应模块的新模型；

4. 此种方式也能够快速生成方案所需模型，便于方案评审以及应标。

• 机电液一体化设计：

1. 实现结构、管道、电气一体化设计，实现整机全三维设计；

2. 针对管道，利用TOP-DOWN设计方法进行设计，实现总布置、结构与管道的关联；

3. 针对电气，利用TOP-DOWN设计方法进行设计，实现从E-PLAN中导出电气逻辑信息，驱动Creo的三维电缆设计，实现电缆的半自动及自动的设计方式；

4. 在设计阶段，即实现提前评估装配空间、可装配性，同时实现整机的干涉检查；

5. 建立机电液一体化设计的协同设计模型，规划基于Windchill的存储、角色及相应的权限；

• 三维二维一体化设计：

1. 实现整机全三维设计以后，通过Creo进行三维转二维图的全相关，保证三维和二维图的强关联；

2. 在进行变更时，同时变更相应的三维和二维图，同时保证了三维和二维图的有效性；

• 工程计算知识管理：

1. 基于Windchill进行开发，针对需要计算的内容，实现基于页面的计算；

2. 实现计算公式或过程的可视化，便于相关设计师了解计算过程或公式；

3. 实现计算内容的可配置和扩展功能。

• MBD 三维标注：

1. 基于现有的产品标注的模式，定义MBD三维标注的标准标准；

2. 基于现有的三维标注标准，基于Creo进行二次开发三维标注工具，按照不同制造类型的模型，进行MBD三维标注；

3. 针对三维标注的模型，实现基于Windchill的存储、管理、签审，实现无纸化的设计。

• 设计导航

1. 基于Windchill 进行开发，把之前的各资深设计工程师的设计经验、设计规范等纳入到该系统，在每个设计阶段，定义研发流程的输入/输出/指导；

2. 实现基于研发阶段及流程的设计导航，通过流程驱动设计，以实现研发的自动化；

3. 该设计导航，同时集成开发的工程计算知识管理、模板化快速设计系统，实现模板、文档、模型库的集中管理；

• 建立E-Learning电子学习平台：

1. E-Learning中存储有Creo、Windchill产品的OOTB功能的课程，所有设计师可以随时进行课程的学习，弥补软件应用层面的不足；

2. 可以录制项目过程中客制化方案的音频，并存储到该平台中，所有设计师可以随时进行学习，弥补基于铁建产品知识层面的软件应用的不足；

3. 可以按照角色进行定义学习课程，便于各角色人员学习与自己相关内容；

4. 可以定义考试题，存储在该平台中，实现定期或者不定期考试，以便实现对相应角色人员的考核。

仿真

• 结构、疲劳仿真

• 静力学分析、运动分析（并联机构，验证油缸伸缩量与夹角关系)

• 隧道泥浆流体力学仿真

• 耦合场仿真研究：结构、流体、液压控制等多学科交叉及耦合仿真

• 系统级仿真：进行系统级建模和仿真，考虑各种运动约束和部件间相互作用力

• 五维仿真需求

• 仿真分析流程化管理及仿真数据管理

制造

• 建立以三维数据为基础的数字化工艺设计管理体系,实现设计工艺一体化,让三维数据无缝从设计向工艺,生产制造指导流转使用;

• 建立三维数字化工艺环境,工艺指导三维化为核心,现场指导三维化、AR/VR化,提升工艺数字化信息的发布效率和质量;

• 规范化管理工艺设计资源,实现参数化,系列化工装夹具的设计管理;

服务

未来将向服务型企业转型作为企业的发展战略，希望通过服务为企业未来创造新的利润和业务模式。在总体转型工作中，服务转型将从“以产品为核心构建装备全生命周期服务信息系统”和“智能互联服务”两个方面实现主动、高效、高客户满意度和高利润回报的服务新模式。

• 以产品为核心构建装备全生命周期服务信息系统的主要需求和预期效果包括：建立高效的售后服务手册编制和发布平台，设计人员依据设计和制造信息创建服务手册、传递服务技能，减少设计人员去现场服务的时间提供正确、易用的零件图解目录，采用三维和AR等新的技术手段，指导现场维修和备件采购优化备件库存，提高备件计划能力。在保证维修现场备件满足率的同时，控制备件库存，减少备件占用资金 现场服务人员通过系统高效管理和派遣

• 智能互联服务的主要需求和预期效果包括：通过与智能设备传感器的连接，实现装备的远程监控与记载软件管理。通过大数据和机器学习，提前预测设备故障通过知识库，自动分析远程设备故障，提出解决方案

管理

结合企业“两型三化九力”的发展战略及业务应用现状，对跨专业、跨部门的通用业务过程及管理过程，期望在以下几方面进行规划和建设。

1. 需求管理：将以结构化、可追溯的需求管理平台代替文档方式进行的需求管理，提高工作效率、避免需求的遗漏，支持未来客户需求变更管理和产品线管理的灵活性；

2. 项目管理：以PLM研发平台为基础建立统一的研发项目管理系统，规范化项目管理过程，使项目过程更透明化、更可预测和可控；

3. 测试及调试管理：建立测试及调试的管理系统，规范化测试及调试过程，使测试及调试过程可记录、可追踪，并且可与需求及产品结构相结合，提升测试及调试的完整性和质量；

4. 质量管理：产品质量的问题管理无系统支撑；

5. 产品质量的问题解决过程无系统支撑，无法做知识积累和问题追踪；

6. 分阶段建立和完善企业级问题库解决支撑平台，改善目前问题存在的后台操作、问题被隐藏或记录丢失问题；

7. 分阶段建立和完善外包管理平台；

8. 分阶段建立和完善全球化开发协作平台。

四、技术方案建议

未来应用功能框架

未来系统的整体框架分为两个平台，这两个平台分别为：

1. 产品全生命周期数据管理平台

本平台以Windchill 11.0为基础，配置相关的模块支持产品全生命周期的数据管理及服务生命周期管理，逻辑上分为两层的业务支持：

• 数字化应用层：

建设数字化研发、数字化制造、数字化服务的各专业化模块应用。如三位产品设计、专业仿真、三维工艺设计等。

• 数字化管理层：

建设产品研发跨专业的通用业务的应用或其他管理类应用。如质量管理、项目管理、问题管理、合规管理等。

1. 工业大数据平台

工业大数据平台负责连接企业的各种应用资源及硬件设备资源，甚至物联的产品资源，其中产品全生命周期数据管理平台作为企业的核心应用资源也基于工业大数据平台与其他应用进行互联。

• 数据接入层：

以Thingworx平台为核心负责实现研发资源、制造资源及服务资源的数据接入和联通，并可以进一步实现数据的分类、存储、分析、挖掘及机器学习一支持上层应用的消费和展现，实现智慧化管理的相关应用的建设。

• 智慧化管理层：

智慧化管理应用层，这一层实现支持企业管理和决策的应用程序，这些应用程序以工业大数据平台的数据为输入，利用企业数据的机器学习等实现对企业管理和决策的支持。

与其他系统接口关系

未来以产品全生命周期数据管理平台及工业大数据平台为核心，将实现与企业其他系统的集成。

与ERP，MES集成，传递零部件、BOM、变更、作业指导等内容。

与CRM集成，传递订单、产品配置信息、问题报告等内容。

与HRM、OA系统集成，传递流程信息、用户账号、组织信息及文档等内容。

下载方式

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