等信息化系统，管理激光器光学路径、传感器电路等核心部件 的设计版本、BOM及工艺变更，形成完整的产品设计资料，规 范管理产品设计与版本。 三级：精密仪器参数化、模块化、协同化设计。应用典型 零部件标准库和设计知识库，集中统一管理标准部件、感觉转 换部件、转换变大传输部件、驱动控制部件等组成部件的参数 化模型，以及激光器校准参数库、材料热变形补偿模型等工艺 信息数据。实现产品设计与工艺设计的协同，实现数据跨部门 用工艺信息化系统统一管理镀膜、传感器装配等核心工艺的流 - 11 - 程规范与版本控制。采用基于模型的数字孪生、物理仿真等理 念和技术，进行工艺的快速验证，提前发现工艺设计的缺陷。 三级：工艺与材料知识库优化复杂工艺与制造的一致性。 构建行业工艺知识库并关联材料特性库（如热膨胀系数），支 持光-机-电多物理场耦合工艺仿真。打通设计与生产系统，确 保高精度组件的制造一致性，实现复杂工艺链（如激光干涉仪 镜组装调）的跨 用服务管理系统记录售后服务信息，集成设备运行数据，生成 安装调试报告电子档案，并对售后服务的光路校准、探针更换 等环节制定标准化作业模板，实现服务流程规范化。 三级：故障知识库结合 IOT 远程运维实现预测性主动服 务。构建仪器故障知识库，应用IOT等技术技术远程监控运行 状态和性能数据，实现远程定位复杂故障根因、故障排除，减 少现场服务需求，降低精密仪器设备停机时间。与客户系统共 享历史报警日

格书（工序、工步、检验项目、检具、工装等参数）、版本及工 程变更的标准化存储与审批流程。 三级：应用三维模型与仿真技术进行数字样机验证。产品结 构数据管理，变更管理，产品工艺文件标准化并与数字化系统集 成应用。建立电动工具设计知识库（产品库、标准件库、部件库、 材料库），支持新产品快速匹配历史案例结构，实现设计 BOM 与 ERP 物料、MES 工艺路线技术文档的初步协同。 - 7 - 四级：实现产品智能迭代与模块化自动设计。企业应用 限共享；（2）智能协同设计：集成 CAD、CAE 工具，支持多人实 时编辑与冲突检测，压缩评审周期；（3）流程可视化：定制研 发流程模板，自动推送任务预警，实时监控各节点进度；（4） 知识资产化：构建可自然语言检索的知识库，设计工具自动关联 - 8 - 标准件与规范；（5）系统集成化：通过数据中台对接 ERP、MES， 实现 BOM 数据一键同步生产系统。 取得成效：（1）研发提效：数据检索效率提升 30%，设 10 - 版本与工程变更的标准化管理流程的数字化管理、审批与发布。 三级：通过系统下发工艺参数至生产线，指导作业。基于电 工工具工艺设计与生产计划、设备参数集成联动。企业建立核心 工艺参数知识库（模具、刀具、工装夹具、检具、检验标准项、 设备调机参数等资源）。新产品工艺设计时能基于产品规格（如 电压、电流、安规标准）自动匹配推荐参考工艺。实现工艺设计 与 MES 生产执行、QMS 质量检验的数据双向协同。

（一）产品生命周期数字化 1.产品设计 痛点需求：一是产品型号繁多，高压、阻燃等特种电缆 规格超数万种，BOM 结构复杂，人工维护易出错，且需频 繁切换国标、美标、欧标等多重标准，缺乏统一知识库支撑， 导致报价周期长达数小时甚至数天；二是 CAD/CAPP/ERP 等系统间数据孤立、版本混乱，设计变更常引发工艺冲突， 错误率超 15%，关键工艺参数未能直通设备，质量波动显著； 三是 及技术文档（如导体 结构、绝缘材料、电压等级、阻燃标准等）的统一管理，支 持版本控制与变更流程，初步打通设计、工艺与生产部门间 数据传递。 三级：构建电缆设计知识库与智能辅助设计能力。企业 - 10 - 构建标准化知识库（如载流量计算标准、材料库、典型结构 库），支持历史方案快速检索与复用，实现设计 BOM 向工 艺 BOM 自动转换，并初步集成 ERP 进行成本估算和物料协 调。 在企业高端化转型中，面临特种电缆设计复杂、开发周期长 （5-6 个月）、材料成本高及性能提升难等问题。 具体举措：公司系统推进设计数字化：一是部署 PLM 系统，统一管理 CAD 图纸、BOM 及技术标准，构建企业级 知识库，支持美标、欧标等多标准快速切换与设计复用；二 是引入 CAE 仿真模块，对电缆载流量、温升及阻燃特性进 行模拟分析，减少实物试样；三是开发智能选型配置器，集 成实时铜价与材料数据，实现成本精准估算和快速报价；四

平台。部署 PLM/专用协同平台，设计阶段与工艺部门对材 料、公差和装配性等关键要素进行协同评审与优化，实现产 - 7 - 品设计与工艺设计的有效协同。核心部件能够基于产品组件 的标准库、产品设计知识库，实现产品参数化、模块化设计。 四级：基于数字孪生和 AI 的车载智能传感和控制产品 研发管理。企业可以通过部署数字孪生系统实现产品功能的 虚拟验证，并构建产品协同设计平台，整合车规级数字认证 产数据分散，版本混乱。依赖人工经验调整，工艺库缺失， 导 致 工 艺 稳 定 性 波 动 ， 同 质 错 误 重 复 。 需 要 打 通 ERP/MES/PLM 等系统的工艺数据流，统一数据标准，构建 工艺知识库。 应用场景： 一级：基于 CAD 的车载智能传感和控制产品辅助工艺 规划。企业可应用 CAD/CAE 的工艺设计模块，能直接基于 已有的产品二维/三维设计模型，辅助进行工艺规划，确保工 - 利用仿真软件进行虚拟验证，减少物理试产次数。 三级：基于 PLM 的车载智能传感和控制产品工艺管理。 企业可在 PLM 系统建立典型制造工艺流程、参数、资源等 关键要素的知识库，在新产品工艺设计时进行匹配、引用或 参考。建立工艺知识库关联 IPC 标准条款，自动校验工艺文 件合规性。PLM 与 ERP、MES 等系统集成应用，实现工艺 设计与生产系统间的数据交互、并行协同，实现产品-工艺设 计双向反馈闭环。开发

台，实现产品设计数据的集中管理和标准化，提高设计效率与质 量。例如湖南蓝色河谷科技有限公司通过构建全链路协同体系， 打通与 SCM 系统的数据共享，按交货期和订单优先级制定生产 计划，同时梳理供应链约束规则，建立知识库支持询单模拟，确 保物料分配精准，避免因缺料影响交付，从而提升产品创新能力 和市场响应速度。 （二）提高生产效率与质量 引入数字化管理系统，如 ERP、MES 等，实现生产计划自 动排程、 管理轨道交通产品整机及关键子系统（如牵引模块、信号控制单 元）的全生命周期数据，涵盖设计方案、图纸模型、技术 BOM、 版本记录及变更流程等。构建企业内部通用零部件标准库（含机 械、电气零部件规格参数）与设计知识库（含过往项目设计思路、 关键技术点），实现设计资源复用。通过内部协同平台打通设计 与工艺部门数据链路，实时共享设计方案，开展工艺可行性同步 评审，减少设计返工。 三级：设计软件与上游中车等核心企业实现对接。与上游企 产品设计变 更、技术标准更新、新需求提出等信息。整合 CAD、CAE、EDA 等 多类设计软件，打造统一设计工作平台，消除数据格式转换障碍， 实现从概念设计到性能验证的连贯作业。基于标准库与知识库构 建参数化设计能力，在新产品开发中快速匹配引用同类零部件设 — 9 — 计方案，提升设计效率。 四级：产品设计软件与各类仿真分析工具深度融合。应用多 体动力学、空气动力学等仿真技术，模拟轨道交通产品在高速行

CAE 仿真技术与材料基因 工程理念，企业能将材料配方的“黑箱”调试过程转变为可计 算、可预测的科学实验，大幅减少物理试错次数，加速配方优 化和性能预测。同时，PLM 系统构建起企业专属的研发知识库， 沉淀宝贵经验，从根本上提升持续创新能力，使其能够快速响 应 5G 通信、新能源汽车等领域对新型元器件的严苛性能要求。 二是提高生产效率和产品质量，夯实高端市场基础。针对 工艺控制精度要求高、生产设备自动化程度低、良品率不稳定 的图纸、3D 模型、设计 BOM（物料清单）、版本变更记录等 都集中存储在系统中，实现版本控制和权限管理。 三级：构建参数化陶瓷组件库与材料知识库，支持高频复 用/协同设计 — 12 — 企业建立典型电子陶瓷元器件标准化组件库和设计知识库， 实现设计复用与跨部门协同。将常见的陶瓷元件（如不同规格 的陶瓷环、陶瓷插芯、陶瓷外壳等）制作成参数化模型，连同 材料性能、工艺约束等知识一起沉淀为数据库。在新产品设计 具图纸、制造 BOM、版本变更记录等）录入系统并形成标准模 板。每当产品升级或工艺调整时，在系统中更新并通知相关部 门，确保执行一致。 三级：建立工艺知识库，联动 MES 自动匹配最佳工艺路 线 企业可建立典型电子陶瓷工艺知识库和工艺模板库，实现 工艺设计与生产系统的融合协同。将常见产品的制造工艺流程、 关键参数、所用设备/模具等关键要素数字化沉淀。集中统一管 理陶瓷烧结工艺、电极印刷工艺等关键工艺的参数化模型，以

市周期。 三级：PLM 的产品设计与工艺设计协同。企业可借助 PLM （产品生命周期管理）等信息化系统构建典型产品组件与关键零 部件标准库，录入规格、性能等详细参数；同时搭建典型产品设 计知识库，沉淀设计经验、方案等。设计产品时，系统智能匹配、 推送可引用或参考内容。通过集成设计工具与工艺规划模块，实 现产品设计与工艺设计协同。设置统一数据接口与权限管理，保 障数据跨部门实时共享与安全，提升设计效率与质量。 少实物试制，加快工艺定型。 二是设备与材料参数库不完善，难以精准匹配设计需求。缺 乏系统化的设备能力库和材料特性库，工艺设计时难以获取准确 的设备参数和材料性能数据，导致工艺方案与实际产能不匹配。 应构建工艺知识库，整合设备、材料及历史工艺数据，通过智能 匹配推荐最优参数组合，提升设计可行性。 三是工艺稳定性差，良率波动大。由于参数控制精度不足、 环境敏感等因素，常出现工艺稳定性低、批次间质量差异显著的 三级：集成 MES 与 PLM，实现元器件实现设计到生产闭 环协同。企业可搭建工艺知识管理系统，集成 MES 与 PLM 数据， - 15 - 将典型工艺流程、设备参数、材料规范等结构化存储为知识库。 通过 AI 算法实现工艺模板智能匹配，设计新产品时自动推荐相 似产品工艺方案，支持参数化调整与仿真验证。系统与 MES 实 时交互，确保工艺路线、工装夹具等数据同步至生产端，设计变 更可

- 10 - 全流程，同步管控变更过程，实现数据与流程的一体化。二是 建立标准化物料库，规范填写方式并实施唯一性校验，减少“一 物多码”问题，提升物料管理精准度。三是形成可追溯的研发 知识库，方便工程师快速检索所需资料，依托历史版本管理功 能，为设计迭代提供清晰追溯路径，支持团队实时协同。 取得成效：本次升级为企业带来显著价值：一是设计评审 周期缩短 5%，设计数据资料检索时间减少 扩展系统，集中管理光罩版图、工艺卡片、设备 参数等核心数据，实现工艺变更的版本控制与全流程追溯，确保 不同晶圆批次间的工艺一致性与稳定性。 三级：半导体工艺设计套件与知识库构建。企业可构建工艺 设计套件（PDK）知识库与缺陷模式库，整合历史工艺参数、设 备匹配规则和失效分析数据，形成企业级工艺知识资产。在开发 新工艺时可直接调用已验证模块，避免重复实验，缩短工艺开发 与冻结周期，提升研发效率。 微信等非标准化工具易导致关键信息遗漏，数据完整性差，故障 响应周期长；二是故障定位效率低，售后数据与研发、生产数据 隔离，形成信息孤岛，缺乏跨部门协同机制，难以实现精准定位； 三是故障案例未能形成企业知识库，解决方案散落在工程师个人 手中，同类问题反复出现，重复处理成本高。 应用场景： 一级：芯片数据自动分类采集与失效快速分析。企业可引入 RMA 系统及远程诊断工具，对客户退回芯片进行自动分类与数据

二是设计文件管 — 9 — 理混乱。设计过程中。不同机械设备型号的结构图、设计版本与 材料清单（BOM）等文件管理缺乏规范。三是设计模块化与协 同性差。矿山设备设计缺乏典型部件标准库和设计知识库，常用 设计方案与参数模型未有效整合。新型号设备设计时难以快速调 用模块，存在重复建模错误，且研发、工艺、质检等多部门信息 共享与协同迭代困难。 一级：基础设计软件助力矿山设备关键部件初步设计。企业 规范不同机械设备型号的结构图、设计版本与材料清单（BOM） 等文件。通过统一设计编码与权限管理，减少图纸错发、版本混 淆等问题，提升设计项目执行准确率。 三级：建立典型部件标准库和设计知识库，实现快速调用模 块。建立典型部件标准库和设计知识库，整合如破碎腔结构、液 压系统布置、电机选型、传动模块等常用设计方案与参数模型。 实现新型号设备设计快速调用模块，提高产品开发效率，减少重 复建模错误，同时促进研发、工艺、质检等多部门信息共享、协 态， 进行故障预测与远程诊断。对于出现潜在故障的设备，系统能够 提前发出预警，帮助设备管理人员及时采取措施，避免突发性故 障影响生产。 四级：建立模型与故障知识库实现自动预警及维护方案制 定。建立设备运行模型和设备故障知识库，实现设备故障自动预 警及预测维护解决方案的自动制定。基于设备的综合效率（OEE） 统计，系统分析设备运行状况、维护历史和关键性能数据，预测 未来可能发生的故障，并自动生成相应的维护方案，缩短设备故

生产的灵活性需 - 6 - 求；引入 PDM/PLM 系统后，因技术能力与成本限制，常出现数 据标准不统一、版本控制混乱、技术变更同步滞后等问题，制约 中批量多品种生产的快速响应；构建工艺知识库及与 MES 集成 的需求因资源有限难以落地，导致典型工艺复用率低、试制成本 高；而高精度产品所需的仿真验证与质量－成本平衡优化，更因 缺乏三维仿真技术积累及数据模型支撑，难以实现工艺设计的迭 系统与流程标准化。通 过 PDM/PLM 系统实现工艺设计全流程数字化管理，建立工艺方 案、流程、文件、制造 BOM 等数据标准，支持版本控制与技术 变更同步。 三级：零部件典型工艺知识库与三维模型的协同。构建典型 工艺知识库（流程、参数、资源），支持新产品工艺设计时自动 匹配与复用，并与 MES 系统集成实现设计-生产数据交互。针对 加工、装配、锻造、焊接等工艺设计过程，以 MBD 设计模型为 四级：零部件仿真与智能算法驱动的优化决策。基于质量- 成本数据模型，运用三维仿真技术（如加工、热处理、装配仿真） 验证工艺设计，通过迭代优化实现质量（如 CPK 值）与成本（如 材料利用率）的平衡提升。构建多专业领域工艺知识库、工艺知 识图谱，通过特征识别，工艺知识搜索、匹配与重用。应用遗传 算法、粒子群优化等工艺优化算法进行工艺设计的智能化决策， 快速获得工艺规划和优化后的工艺参数。 典型案例：石伟达精工依托数字化工艺设计系统实现工艺路线精