CAPP必须与时俱进

作者：陈宗舜 王晓梅 樊娴    来源：雅式工业专网

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 计算器辅助工艺设计（CAPP）主要解决的是与机械零件有关的工艺设计，这包括工艺路线、工艺规程、工序卡、毛坯尺寸（材料定额）、工序工时（工序定额）、使用工装，以及按产品或部件使用工装、材料、工时数据的汇总等。 CAPP的发展历程 工艺设计的目标是充分利用企业资源，保证零件在加工过程中能够安全、可靠、经济地达到设计图纸要求，为操作人员提供作业指导，为生产管理提供工艺数据。 上世纪80年代初，在机械工业部及中国机械工程学会组织下，中国CAPP开发工作已逐步开展，至1985年已在试点单位获得应用并基本达到当代世界水平。1995年，中华人民共和国机械行业标准JB/T 7701—1995计算器辅助工艺规程（CAPP）设计导则出台。 但是，当时出现了一些急功近利的做法，如推广CAD绘图的应用时，推广“甩钢笔”型CAPP，即只用Word等文字处理或图形软件构造一些工艺设计的表格模板，设置一些工艺术语，再由人工填写工艺规程表格。 这种CAPP不仅不能够优化工艺规程设计，更无法实现规范化、标准化生产，却一度被误作为主流软件报导。而当时已开发出的正确应用方向（从检索、派生、创成、半创成到智能式专家系统，可按不同企业情况采用也可综合使用）却由于无序的市场竞争而被忽略，致使部分无辩别能力的企业在CAPP的应用上步入歧途，也延误了信息技术的推广应用。 CAPP必须与时俱进 1. 信息化与工业化的融合所提出的要求 根据2005~2006年相关统计数据显示，我国共有装备制造业企业5.5~7.17万家，总产值达5.47万亿元人民币，在国内生产总值中占到10 .84~12.13%，为国家经济发展的重要支柱；然而，材料能源消耗水平比世界水平低出10%，单位产值能耗是世界水平的2.4倍，主要产品能耗相比世界水平高出40%。这主要因为当前企业大多采取粗放式管理所致，若想解决上述问题，则必须将其转变为精细化管理或集约式管理模式。然而，这样的口号虽然提出已久，若想彻底落实却仍需大量工作。 目前，企业大多强调根据用户要求进行产品设计，在这个过程中出现了材料能源消耗高、信息化与工业化融合不佳的现象。于是，如何更合理更有效地进行工艺设计成为当务之急，以下逐项说明。 （1）优化工艺设计 一是采用以数控技术为代表的一系列先进制造技术，没有条件的企业则采用普通机床与成组技术；二是要采用支持优化工艺设计的CAPP系统，通过实施CAPP实现工艺设计的规范化、标准化。 （2）加强材料消耗定额的制定与管理 机械制造自身的特性（加工各种原材料，制造成零部件再装配成用户所需）决定了其加工过程中需消耗大量原材料及各种能源。若想贯彻节能降耗、绿色环保，就必须优化材料消耗定额的计算、控制与管理。如采用计算器系统来完成此任务，不但能达到这一目的，还可缩短技术准备周期、减低工艺人员劳动强度。 （3）加强加工工时定额的制定与管理 机械加工工时定额的制定与管理始终是机械制造企业面临的重要课题，必须采用信息技术予以解决。 （4）加强企业工艺工作 目前，部分中小企业仍保留一些作坊式生产管理方式，产品图纸不规范、无相关工艺加工指导文件（图纸上只是标一下工艺路线或加工路线），技术数据不完整，只凭工人、管理人员的经验组织生产，从根本上导致了材料能源消耗高。同时，部分大中型企业在机构调整时组建成的产品分工专业化公司各行其事，在某种程度上解散或淡化了某些必须的职能部门，使得一系列先进制造技术与精细化管理无法执行。 2. 工艺设计信息数字化发展所提出的要求 传统的单独(非集成)CAPP系统已进入工艺信息数字化的范畴，随市场经济的发展和企业竞争因素的变化，市场上又出现了CAD/CAPP/CAM等技术，以及MRP/MRP-II/ERP等一系列管理信息化技术。 在传统的产品设计过程中，企业的产品开发和生产经营管理由其内部不同部门分工进行，互相之间以图纸、技术文件、报表、单据及各种通知、会议为手段进行沟通。在开展“甩图纸”、“甩钢笔”、“甩帐本”示范工程后，存储在计算器内部的都是各种格式的数据，不需要输入到其它计算器系统中，其它系统也不会读取这些数据，此时，单独（非集成）CAPP系统是可行的。 这种初级信息化下，CAD/CAPP/ERP都不能使企业的产品开发及生产经营管理数据实现共享，企业的信息化无法达到最佳效果。 根据全球经济发展经验，企业现代化必须实现系统集成。在系统集成的情况下，CAPP输出的不再是单一的纸质表格文件，还需要各种数字化的加工数据。单独(非集成)CAPP系统虽然已将工艺规程、图样及一些文件部分信息数字化，但由于所采用的格式混乱，同时表示方法以纸质工艺规程、图形数据为主，在计算器不能自行辨识图形的现状下，若想实现数据共享，就必须对其进行改造。 改造分为三方面。首先是实现工艺设计信息的数字化。众所周知，信息化作业与人工操作的流程相同，在产品设计完成后，通过工艺设计把产品信息转换成工艺信息，再进入生产计划与管理。当企业运用CAD系统实现产品设计信息数字化后，必须运行CAPP使工艺设计信息也数字化，方能运行ERP进行生产管理。 其次是要从DFM/DFA的观点理解工艺设计数字化。为满足用户需求，DFA/DFM提出了产品设计的理念与要求，但必须提供物化的产品而非图纸来给客户。由图纸变为物化的过程，决定了产品设计与工艺设计必须面向制造与装配，同理，CAPP技术所输出的工艺设计数据也必须满足CAM/ERP技术进行数字化制造与管理的需求。 此外，产品数据管理PDM使得过去的图文件数据管理发展成为产品数据管理，成为目前企业系统集成的理想平台。但PDM/PLM只提供产品数据管理的工具与环境，还需考量产品工艺设计信息数据内容、文件格式、数据组织等是否也能在运行CAPP之后从信息系统中提取并得以应用？这也就意味，只有CAPP系统输出的数据满足了企业信息系统集成运行的要求，PDM/PLM才可能成为企业系统集成的平台。 3. 集成条件下工艺设计信息数字化所提出的要求 （1）CAPP系统内部工艺规程数据与文件、表格数据的集成 CAPP系统以完成纸质工艺规程为主，但为了完整描述产品工艺，还须提供工艺文件、表格，如装配图上描述有关装配所需零部件数据，描述产品或部件的所需外购件及标准件，或所需通用件、借用件等等，以及每一零件的材料定额、每道工序的工时定额、零件工艺规程中各工序所需工装等都需按产品汇总。而且，这些数据都互相相关，若想实现共享，就必须改进目前独立运行的CAPP、材料定额、工时定额、工装管理等软件，建立描述产品数据的数据库。 （2）CAPP与CAM集成 二者集成的目的是在应用数控机床、加工中心等自动化设备时使数控编程软件能读取CAPP数据，自动编制数控程序。 （3）CAD与CAPP集成 这是为了在设计编制工艺档时能利用、读取CAD已形成的图形文件与数据，完成工艺设计与文件编制。工艺设计与文件种类较多，包括CAD输出的零件图及数字化的零件基本属性数据（图号、名称、材质、热处理、零件外形尺寸、零件净重及技术要求等）, 数字化的产品物料清单和零件分类编码。而CAD系统需要CAPP输出的工艺信息以进行DFM/DFA。 （4）CAPP与ERP的集成 ERP运行需要CAPP输出数字化的工艺路线、工艺规程、材料定额、工时定额、工装等数据。CAPP系统需要ERP库存、价格、成本等数据。 (end)

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