制造企业信息化的纠结和新生

　　基于模型定义MBD的出现，彻底改变了制造业数据源的性态，为打通制造业信息化的瓶颈创造了条件，成为制造业信息化革命性的新起点。但是制造业的产品生命周期所有活动的数据源从传统的2D到新的3D MBD的转移，面临着巨大的挑战，会是一个漫长的过程。 “基于模型的企业(MBE)的概念，作为企业利用基于模型技术的环境，将推动数据源的过渡。与此同时，制造业所有的信息化应用系统则必须顺应这种发展，向MBE靠拢，迎接制造企业信息化新起点的挑战。

　　1 制造业信息化的进步和纠结

　　上个世纪80年开始，在制造领域逐步进行着越来越广泛的信息化改造。利用NC/CNC技术控制机床的作业、便捷的通信和高效的数据处理，加速了工厂整体生产力的提高。应用系统与先进企业管理理念的融合，优化了业务流程和保证产品质量，加快了研制速度，发挥了巨大的效益。但是，制造信息化的进展与社会的需求和人们的期望相比，至今仍是差强人意的。从工程到管理，从CAD/CAM到PMD/PLM/MES、从MIS到ERP等等，每每用大把的资金投入换得的总是不太令人兴奋的成就。特别是所谓的集成和协同，除了“数据共享”之外，至今少有企业真正的实现。在制造企业，信息化让人“既爱又恨”。信息化不尽人意的根源在那里?追根溯源，是制造业现行的工程图纸和图纸的发布/传递程序。

　　传统的工程图纸用带有尺寸、公差以及其它辅助标注的2D投影图表达原本是3D的产品的设计意图，传达制造和质量要求以及支持信息。2D工程图纸曾经是人类文明和进步的重要工具。但是，现行工程图纸存在2个妨碍信息化继续向纵深发展的桎梏：

　　●首先是2D图纸的描述性的局限。制造数据在向下游层层传递的过程中，存在2维图向3维思维转换而造成人们大量的脑力浪费和总会出现理解错误。错误的纠正和更改措施增加了软件和使用的复杂程度，减少了信息化的效果。

　　●更为纠结的是现行的工程图对计算机可读性的限制。2D图纸不能提供计算机可以直接读写的产品数据。

　　信息化时代，我们希望计算机代替人来执行各种管理的和制造的作业，就必须让计算机直接或间接地读到产品的技术数据。但是，传统的工程图纸或文档是给人看的，不是给机器读的。让工程图纸或文档驱动计算机或机器的工作，必须经过人的理解、用人工从2D图纸中提取信息，再通过人机交互界面(屏幕和键盘)将制造数据用下游应用软件(如有限元分析FEA、CAM/CAPP/MES等)能够解析的格式重新定义。这就是所谓“结构化”的过程。当应用系统和数据集成得很理想的情况下，这种手工作业至少做一次，而目前多数企业需要反复的进行。这就是说，信息化了几十年，制造数据的源头却没能“信息化”。高度自动化的设备和软件系统与手工处理的产品数据之间存在着巨大的鸿沟。2D图纸的机器不可读性，阻断了设计图纸在下游作业的信息化重用。当产品越复杂、对工程图纸依赖程度越高，这种不可读性的影响越是严重;企业的应用系统越多，应用越是深入，遇到的障碍就越多，消耗的精力就越多;结果是信息化过程中的系统和软件越搞越复杂，实施成本越来越高。

　　在评价已经实现的信息化的成就时既要看到，CAD“甩图版”功劳，也要看到过去一代CAD并没有改变2D图纸的本性;既要看到传统的CAM和数控机床的效率，也要看到编程其实就是人工理解2D图纸，再用机床可以识别的代码和加工顺序重新定义零件的重复定义过程。再如，早期MRP/ERP实施需要的BOM算是一种计算机可以识别的产品结构信息。但是构建和理顺一个复杂结构产品的BOM并非易事。接着又兴起MES来了，MES需要的数据不是BOM，而是BOP(Bill of Processes)，要求用计算机可以识别的每一个零件或装配件的主要尺寸、公差、热表处理和检查的要求，这是系统进行制造作业、记录、判别和追溯的依据。在所谓的“数据结构化的CAPP”中，这些数据从人工读2维图纸再重新输入得到的，工作量大到难以想象。号称为“协同平台”的PDM/PLM，也就是图档和设计过程管理，内容上只管了几个BOM，零组件的制造数据在所谓的产品数据管理系统中却不存在。我们当然不能满足于这种水平。

　　2D图纸在信息化环境中表现出来的固有缺陷和从此引发的信息系统的断点，成为制造业信息化获得更大成效和继续发展的根本性的瓶颈。先进的信息化环境，需要不但人能读懂、还必须是计算机可以直接识别、可以直接驱动应用系统和机器执行的产品数据表达。
(本文不涉密)
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