CAPP技术与产品工艺设计技术的融合

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欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 1、CAPP在我国机械制造业中重要性 我国经济发展处于一个关键时期，国家提出了发展经济的方针政策：转变经济增长方式,走新型工业化的道路，走一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。这是保持我国经济持续发展的必由之路。在工业化与后工业化时代装备制造业是我国经济发展重要支柱，目前我国装备制造业企业5.5~7.17万家，总产值5.47万亿元，是国内生产总值（GDP）的10 .84~12.13%（2005~2006统计数据），但材料、能源消耗水平高于世界水平消耗水平10%，单位产值能耗是世界水平2.4倍，主要产品能耗是世界水平高40%，这是由于粗方式的工艺设计与管理所致，在落实走新型工业化的道路，贯彻经济增长方式的转变方针政策，除了要合理调整产业与产品结构外，对于装备制造企业改变粗方式的工艺设计与管理为精细化工艺设计与管理是重要措施，提出把粗方式的管理为精细化管理或集约式的管理由来已久，主要是研究如何落到实处，企业以生产产品为己任，产品设计根据用户要求决定了产品功能、性能，如何合理制造是工艺部门的天职，工艺设计是机械制造过程的决策划者，在工艺设计贯彻经济增长方式的转变，走新型工业化的道路，是必然趋势。为此必须： (1) 优化工艺设计。一是要调整工艺路线和工艺规程设计，采用以数控技术为代表一系列先进制造技术。二是采用成组技术、模块化技术实现工艺设计的规范化、标准化，为采用先进生产方式，打好基础，三要采用先进生产方式，组织成组加工、批量定制生产，扩大零部件投产批量，把单件小批生产改变为批量生产，既降低成本也提高效益，还能缩短交货期。 (2) 加强材料消耗定额的制定与管理，众所周知，机械制造是把原材料进行各种加工，制造成零部件再装配成用户需求的产品，在这一过程中不但需要大量原材料，而是在加工过程中消耗大量各种能源，因此加强材料消耗定额的制定与管理是机械制造业贯彻节能降耗、绿色环保的最根本的重要措施。为了优化材料消耗定额的计算、控制与管理，不但可缩短技术准备周期、减低工艺人员劳动强度而且能控制优化材料消耗定额的计算，加强材料消耗定额的管理，这将为节能降耗、降低成本、绿色环保生产创造条件。 (3) 加强加工工时定额的制定与管理，机械制造是把原材料进行各种加工，制造成零部件再装配成用户需求的产品，在这一过程中机械加工是核心，因此加强机械加工时管理是精细化管理的基础，而机加工工时定额的制定与管理是精细化管理的必需，但机加工工时定额的制定始终是机械制造企业困惑的难题，为了解决这一难题，必须采用信息技术进行工时定额的计算、与管理。 (4) 加强企业工艺工作。其一，对量大面广中小企业必须加强工艺工作。有部分中小企业还保留一些作坊式生产管理，产品图纸不规范、无指导工人加工的工艺文件（只在图纸上标一下工艺路线或加工路线），生产管理必须技术资料不完整，凭工人、管理人员经验组织生产。这是造成部分中小企业材料能源消耗高根本原因。其二是部分大中型企业，在组织机构调整时向国外学习，推行事业部组织，组建以产品分工专业化公司，解散或淡化矩阵式结构中另一方面的职能（功能）部门工艺职能部门，这一偏面推行事业部组织，使整个企业无职能（功能）部门，职能（功能）部门工作无人进行，组建以产品分工专业化公司各行其事，无法全面也无能力实施系列应用先进制造技术与精细化管理，所以必须健全企业工艺工作。 支持优化工艺设计的CAPP系统（目前市场上所谓商品化CAPP没有优化工艺设计的功能，采用是特别注意）。三是通过实施CAPP实现工艺设计的规范化、标准化，为生产管理精细化或集约化创造条件。推广计算机进行材料消耗定额的计算。推广应用计算机材料消耗定额的计算系统，采用信息技术进行工时定额的计算、与管理。 2、信息化与工业化融合要求CAPP必须与企业其它信息系统集成 工艺设计信息数字化发展的要求，常规的CAPP技术已进入工艺信息数字化的范畴，对传统的产品设计要求或单独(非集成)CAPP系统,常规的CAPP技术已经能满足要求。由于市场经济的发展，企业竞争因素的变化，企业各方面都需要应用信息技术，因此出现了CAD/CAPP/CAM等一系列CAX技术与MRP/MRP-II/ERP等一系列管理信息化技术。由于传统企业的产品开发、生产经营管理是按企业内部的分工由各部门分工进行的，互相之间以图纸、工艺、技术文件、计划、统计、报表、单据及各种通知、会议为手段组织企业生产经营。在开展“甩图纸”、“甩钢笔”、“甩账本”示范工程后，由于CAD/CAPP/ERP都为孤岛，这种初级信息化解决不了传统企业的产品开发、生产经营管理数据信息的共享，系统不能集成运行,发挥不了企业信息化最佳效果。根据世界经济发展的经验，应用信息技术改造与提高传统企业是企业现代化的必由之路，为此制造企业要充分发挥信息技术的作用必须走系统集成的道路。按照系统集成的要求，常规的CAPP技术不能满足要求，因为常规CAPP的工艺规程、图纸、文件，存在计算机内部都是各种格式的数据，不需要输入到其它计算机系统中，其它系统也不会读取这些数据，这对单独(非集成)CAPP系统已满足要求。但是在系统集成的要求下，CAPP系统的输出不能再是单一的纸质表格文件，还需要数字化的加工数据包括：加工顺序、加工机床、加工工装、加工内容以及材料数据、装配关系数据等等，这在JB/T 7701—1995算机辅助工艺规程（CAPP）设计导则5.3.2已规定了CAPP输出机读工艺信息,提供工厂计算机系统所需的5.3.1中工艺信息（工艺路线、工艺规程、工艺定额包括材料定额、工时定额，使用工装）。因此单独(非集成)CAPP系统，虽然已经将工艺规程、图样及一些文件部分信息数字化了，但是由于：一是所采用数字化格式混乱，二是表示方法以纸质工艺规程、图形数据为主，目前计算机还没有认识图形的功能，为了CAPP系统所需数据和所产生的数据与其它系统所需数据互相共享，因此要使常规的CAPP系统数字化满足企业系统集成与数字化的要求，必须进行改造。 (1) 工艺设计信息数字化是产品设计信息数字化与企业管理数字化（信息化）的桥梁 众所周知,信息技术的应用形成数字化企业,但其信息流程与人工作业一样，在产品设计完成后，必须进行工艺设计，把产品信息转换成工艺信息，才能进入生产计划与管理，所以运行CAD系统实现产品设计信息数字化后，必须运行CAPP使工艺设计信息数字化后，才能运行ERP进行生产管理，这说明了不论人工作业还是计算机作业，其信息流是一致的，在人工作业时工艺设计是产品设计与生产管理的桥梁，在数字化企业中用CAPP也是CAD与ERP的桥梁。 (2) 从DFM/DFA的观点理解工艺设计数字化的必要性 DFA/DFM是先进制造技术与信息技术的发展中提出产品设计理念、思想与要求，产品设计目的是为了满足用户需求，但用户需求的是物化的产品，不是图纸，由图纸变为物化的产品必须进行工艺设计才能制造与装配，所以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需求。 (3) 工艺设计信息数字化必须为企业级的产品数据管理PDM/PLM提供条件、打好基础 前面已说明系统不能集成运行,发挥不了企业信息化最佳效果，产品数据管理PDM正从过去的图档资料管理的部门级管理向企业级的产品数据管理发展，是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，产品工艺设计信息数据内容、文件格式、数据组织等等能否在运行CAPP以后信息系统提取、应用，必须有CAPP系统解决，这就是说CAPP系统输出产品工艺数据必须满足如前面所述企业信息系统集成运行的要求，只有符合这一条件PDM/PLM才能起到企业系统集成的平台。所以PDM/PLM能否成为企业信息系统集成运行的平台，必然决定于工艺设计信息数字化。 (4) 集成条件下工艺设计信息数字化的要求 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，但是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以及产品或部件的所需通用件、借用件等等，还有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，这些数据都有着互相关系，必须形成CAPP系统内部数据的共享。为此必须改进目前独立运行CAPP、材料定额、工时定额、工装管理等软件，并应用数据库技术，建立描述产品数据的数据库，为此必须实现工艺设计信息数字化，解决以上独立运行的数据与产品数据库的互联关系，实现数据共享。 ② CAPP与CAM集成。CAPP与CAM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（NCP）软件能读取CAPP数据，自动编制数控程序，实施制造数字化。 ③ CAD与CAPP集成。CAD与CAPP集成的目的是在设计编制工艺文件时能利用、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。由于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，零件分类编码。而CAD系统需要CAPP输出的工艺信息，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。 3、信息化与工业化融合要求CAPP必须与先进制造技术相融化 CAPP是应用计算机技术、信息技术辅助工艺设计，包括：工艺路线、工艺规程、材料定额、工时定额与工装设计。优化工艺设计制造物流优化的根据，是ERP能否取得实效的关键，因此CAPP必须达到目的优化工艺设计的目标，不能只为了“甩钢笔”，怎样优化工艺设计？这是CAPP系统必须解决首要问题，近世纪来世界各国都在研究优化工艺设计的方法，如采用成组技术、模块化技术实现工艺设计的规范化、标准化，为采用先进生产方式，打好基础，采用数控技术解决加工制造的精度、速度与自动化，采用先进生产方式，组织成组加工、批量定制生产，扩大零部件投产批量，把单件小批生产改变为批量生产，既降低成本也提高效益，还能缩短交货期等等。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/16/2008)