0 引言
    CAPP作為企業(yè)信息化中的重要一環(huán)，必將對(duì)整個(gè)企業(yè)信息化工作的成敗產(chǎn)生重大影響。CAPP中產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)是企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的重要依據(jù)，沒有CAPP的支持，ERP等管理系統(tǒng)也就無(wú)法從技術(shù)部門自動(dòng)、高效、準(zhǔn)確地獲取制造過程數(shù)據(jù)。CAPP的重要性已被越來越多的企業(yè)所認(rèn)識(shí)。
    迄今為止，國(guó)內(nèi)外在CAPP技術(shù)的研究和系統(tǒng)開發(fā)上已投人大量的力量，已開發(fā)出為數(shù)眾多的CAPP系統(tǒng)，少數(shù)已經(jīng)商品化。但總的來看，CAPP的研究、開發(fā)方向還存在很多問題。從應(yīng)用角度看，已取得的實(shí)際效益和投入的力量很不相稱。長(zhǎng)期以來，CAPP的目標(biāo)直是開發(fā)代替工藝人員的自動(dòng)化系統(tǒng)，而不是輔助系統(tǒng)，具有很大的片面性，過分強(qiáng)調(diào)了工藝設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、適應(yīng)性差等問題，而R忽視了工藝管理功能難以滿足先進(jìn)制造系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展需求。
    CAPP即不是全自動(dòng)化系統(tǒng)，也不是簡(jiǎn)單的用計(jì)算機(jī)代替手工填寫卡片。它要能夠優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，提高工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化水平，實(shí)行人機(jī)有機(jī)結(jié)合CAPP系統(tǒng)不僅要能夠指導(dǎo)生產(chǎn)過程，還要能對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行管理。這樣CAPP系統(tǒng)不但叮以優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，還會(huì)對(duì)企業(yè)的信息化提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
    1 裝配工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
    同機(jī)加工工藝相比，裝配工藝具有下面的特點(diǎn):
    (1)對(duì)不同類型信息描述的詳盡程度不同。如機(jī)加工工藝對(duì)零件的各種幾何信息需要詳細(xì)描述，而對(duì)零件之間裝配關(guān)系的描述卻很少;而在裝配工藝中，因?yàn)槠渲饕�目的是�?guī)劃如何將零部件進(jìn)行組裝，所以需要對(duì)零部件之間的裝配關(guān)系進(jìn)行詳盡的描述，而對(duì)單個(gè)零件幾何信息的描述需求不大。
    (2)在信息重用方面，裝配工藝在同類產(chǎn)品間相互引用的情況比較多，不同型號(hào)的產(chǎn)品使用不同的零部件，但是裝配過程相同，這樣就出現(xiàn)了交叉引用的情況。
    為了保證裝配準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行，必須基于產(chǎn)品裝配模型制定完整、正確的裝配工藝規(guī)程，以保證裝配的質(zhì)量。產(chǎn)品裝配模型是一個(gè)支持產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到零件設(shè)計(jì)，能完整正確地傳遞不同裝配單元的裝配層次和裝配關(guān)系等信息的模型。
    2 裝配CAPP系統(tǒng)的工藝管理
    根據(jù)企業(yè)對(duì)CAPP應(yīng)用的需求，CAPP系統(tǒng)應(yīng)足以產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)為中心的集工藝設(shè)計(jì)與工藝管理為一體的交互式計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)混合智能和人、技術(shù)與管理的集成，逐步和部分實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)與管理的自動(dòng)化，從設(shè)計(jì)和管理等多方面提高工藝人員的工作效率產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)是CAPP系統(tǒng)的中心，也是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的重要組成部分，是企業(yè)生產(chǎn)信息的匯集處。
    從發(fā)展看，CAPP的主要功能應(yīng)是保證產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的完整性、一致性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品工藝信息的集成與共享，而不應(yīng)是孤立地編制零件工藝規(guī)程及輸出工藝卡片。零件工藝規(guī)程編制的功能應(yīng)是生成產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)，而工藝卡片是工藝數(shù)據(jù)的格式化表現(xiàn)形式，完全可由系統(tǒng)自動(dòng)生成，并自動(dòng)完成各類統(tǒng)計(jì)，生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表(明細(xì)表)。這樣不儀可以極大地提高工藝文件的編制效率，而且可最大限度地減少人為失誤。
    產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)及管理的一體化應(yīng)成為CAPP系統(tǒng)的重要特征。從信息系統(tǒng)角度看，企業(yè)工藝管理包括以下方面的內(nèi)容:(1)與基礎(chǔ)工藝信息管理相關(guān)的制造資源信息、各類工藝標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等;(2)產(chǎn)品工藝信息與文件管理;(3)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)流程管理。
    2.1 工藝管理功能實(shí)施的必要性
    工藝管理是企業(yè)管理中的重要組成部分，聯(lián)系著企業(yè)多個(gè)部門。工藝管理的質(zhì)量直接影響工藝設(shè)計(jì)工作的開展，因此，開展計(jì)算機(jī)輔助工藝管理對(duì)提高工藝工作和企業(yè)管理的水平，促進(jìn)企業(yè)傳統(tǒng)管理模式的更新，有著重要意義。
    從企業(yè)管理角度來看，工裝設(shè)備、材料及輔料、外協(xié)件、工時(shí)定額等各類統(tǒng)計(jì)匯總功能，各種產(chǎn)品的工藝文件和工裝、工具文件的歸檔與更新等產(chǎn)品工藝管理工作占有十分重要的地位。工藝人員的大部分時(shí)間用于工藝數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計(jì)、重復(fù)填寫的工作，不僅工作效率低、而且很難保證工藝信息及文件的準(zhǔn)確性、一致性。因此，工藝信息管理工作是整個(gè)工藝工作的重要組成部分。裝配工藝設(shè)計(jì)對(duì)CAPP系統(tǒng)的工藝管理功能提出了以下要求:
    (1)有效的工藝信息管理方式。在機(jī)加工中，可以將零件加工工藝作為一個(gè)單元管理。而裝配工藝卻不能采用這種信息管理方法，因?yàn)檠b配工藝是由一組工藝文件構(gòu)成的，包括工序流程圖、部裝工序卡片、預(yù)裝下序卡片、總裝工序卡片、質(zhì)量檢測(cè)點(diǎn)作業(yè)指導(dǎo)書等。并且整個(gè)工藝中包含的工序多，每一個(gè)工序中又包含了大量的工藝信息，如工步內(nèi)容、裝配要求、設(shè)備、輔料、定員、工時(shí)定額等。同時(shí)，不同產(chǎn)品往往具有多道相同的工序，工藝信息間的
    相互借鑒很多例如產(chǎn)品B裝配工藝的前4道工序與產(chǎn)品A相同，而第5道工序不同。此時(shí)應(yīng)以工序?yàn)樽钚�單位組織工藝信息，則部分信息可以共享，從而避免大量數(shù)據(jù)冗余。
    (2)優(yōu)化的文件管理方式在機(jī)加工工藝中往往以設(shè)計(jì)BOM為核心組織工藝文件，即建立零件基本信息與零件工藝信息間的關(guān)系。但這種方法不完全適合于裝配工藝。因?yàn)�，在組裝過程中可能出現(xiàn)設(shè)計(jì)BOM中不存在的虛擬組件。這將導(dǎo)致系統(tǒng)的權(quán)限劃分不明確，工藝文件不易管理等缺點(diǎn)。
    2.2 工藝管理的功能模塊結(jié)構(gòu)
    CAPP系統(tǒng)中，工藝管理的目的是在整個(gè)工藝設(shè)計(jì)生命周期內(nèi)，集成并管理與工藝設(shè)計(jì)有關(guān)的信息、過程、人及機(jī)器。與工藝設(shè)計(jì)有關(guān)的信息包括:工藝規(guī)程、審批信息以及產(chǎn)品信息等。工藝管理的任務(wù)是進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)任務(wù)分配、任務(wù)的流程設(shè)置、權(quán)限設(shè)置以及任務(wù)進(jìn)行中協(xié)調(diào)控制等。圖1是工藝管理的模塊結(jié)構(gòu)。
    

    圖1工藝管理的功能模塊結(jié)構(gòu)

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    2.3工藝權(quán)限管理
    在現(xiàn)代制造業(yè)中、工藝設(shè)計(jì)往往由多人完成，這就要求CAPP系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌�身份、不同工藝組別的人員進(jìn)行有效的管理。系統(tǒng)中的工藝管理模塊能夠?qū)ο到y(tǒng)的每一個(gè)用戶進(jìn)行權(quán)限設(shè)置。工藝人員登錄系統(tǒng)后，系統(tǒng)依據(jù)其權(quán)限賦予不同的操作功能。
    權(quán)限管理是指對(duì)不同人員、在不同狀態(tài)所擁有權(quán)限的控制。權(quán)限主要有對(duì)各種工藝文件的瀏覽、修改、刪除等。工藝權(quán)限管理涉及到工作人員、工作階段和工作任務(wù)三方面。對(duì)應(yīng)到系統(tǒng)中，就是用戶、工作階段和角色。用戶對(duì)某個(gè)工藝文件的權(quán)限決定于其所屬的工作組、角色、工藝文件的狀態(tài)。因此權(quán)限設(shè)置的工作分為兩個(gè)模塊:用戶定義和角色定義。用戶定義用于維護(hù)、管理系統(tǒng)使用人員的各種信息;角色的內(nèi)容分為兩部分:對(duì)工藝的操作和對(duì)任務(wù)的操作，具體定義了用戶對(duì)工藝數(shù)據(jù)的可用操作(編輯、瀏覽等)和對(duì)任務(wù)的控制操作(任務(wù)的提升、降級(jí)等)。在定義了用戶和角色后，再結(jié)合工作流程，就可以通過權(quán)限控制矩陣實(shí)現(xiàn)對(duì)工作權(quán)限的管理。
     

    圖2以工藝文件結(jié)構(gòu)樹為核心的工藝文件管理模型

    

    2.4 工藝文件管理
    在對(duì)企業(yè)的調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，雖然企業(yè)也在使用計(jì)算機(jī)對(duì)工藝文件進(jìn)行管理，但多數(shù)只是使用Windows所提供的文件管理功能來實(shí)現(xiàn)，這使得工藝文件許理工作操作繁瑣、難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重用、缺乏安全性，并未實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃與管理的有機(jī)結(jié)合。針對(duì)裝配工藝的特點(diǎn)，建立了以工藝文件結(jié)構(gòu)樹為核心的工藝文件管理方式，管理模型如圖2所平。系統(tǒng)將產(chǎn)品的所有工藝文件分為兩大類工藝規(guī)程文件和工藝管理文件。該產(chǎn)品的所有工藝文件按文件的類型分類掛在不同的文件類型節(jié)點(diǎn)卜。依據(jù)當(dāng)前各個(gè)工藝文件的工作階段，以工藝文件樹為核心對(duì)工藝文件進(jìn)行管理。
    2.5 工作流程管理
    工藝設(shè)計(jì)工作具有多層次性及多階段性，在工藝流程開始后要控制工作的進(jìn)展，確保系統(tǒng)能夠按照預(yù)先定義的流程進(jìn)展這一任務(wù)是在系統(tǒng)工作權(quán)限控制,通過提供任務(wù)啟動(dòng)、提升和降級(jí)等操作實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)通過提升和降級(jí)操作改變工藝文件所處的工作階段。提升操作是用戶在完成本步任務(wù)后，進(jìn)人下一步工作而進(jìn)行的，例如，工藝編制完成后，工藝人員提交審核可以將工作流程由工藝編制提升到審核;而降級(jí)操作正好相反，是用戶認(rèn)為需要重新進(jìn)行前面的工作時(shí)進(jìn)行的操作。
    工作流程管理上要包括三個(gè)部分。工作流服務(wù)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，工作流的模型定義與監(jiān)控管理都同用戶相關(guān)聯(lián)，用戶通過應(yīng)用界面及系統(tǒng)提供的功能定義工作流模型，監(jiān)控管理工作流，軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。該模塊屬即時(shí)性、基于數(shù)據(jù)庫(kù)并由任務(wù)驅(qū)動(dòng)的工作流管理系統(tǒng)。為了提供良好的靈活性，適應(yīng)工藝設(shè)計(jì)流程中的變動(dòng)，用戶在模塊中自定義工作流，并允許用戶在運(yùn)行過程中修改工作流，因此是即時(shí)的。工作流是根據(jù)用戶自定義的工作流程執(zhí)行的，只有當(dāng)前一個(gè)工作項(xiàng)完成后，后一工作項(xiàng)才被創(chuàng)建，因此是任務(wù)驅(qū)動(dòng)的。
    

    在工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，工藝結(jié)果只有經(jīng)過一定的審核程序，才能得到認(rèn)可。該系統(tǒng)中工藝的簽審是通過對(duì)工藝屬性的調(diào)整自動(dòng)完成的。工藝屬性是用戶自定義的工藝文件管理特征，通過定義屬性提供了一種添加專門信息給工藝文件并由系統(tǒng)建立控制的機(jī)制，在屬性和工藝文件之間建立了一種邏輯聯(lián)系。利用文件屬性信息(編輯狀態(tài)、提交狀態(tài)、提交人員、提交時(shí)間等)可對(duì)文件進(jìn)行簽審。管理系統(tǒng)把工藝設(shè)計(jì)權(quán)限由低到高分為:編輯、校對(duì)、審核、會(huì)簽和批準(zhǔn)五種。不同工藝權(quán)限的工藝人員對(duì)提交菜單的叮操作項(xiàng)是不一樣的。保證了一旦文件被提交，就不能被隨便修改。根據(jù)簽審管理生成的工藝信息和工藝文件管理生成的文件信息，通過任務(wù)啟動(dòng)、提升或降級(jí)工作流程的操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝工作流程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
    系統(tǒng)管理員需要依據(jù)工藝信息、工藝流程及各個(gè)用戶的角色，對(duì)系統(tǒng)所有用戶的信息進(jìn)行管理，其中包括用戶定義信息(如:用戶代碼、姓名、定義日期等)和用戶權(quán)限信息。
    3 結(jié)論
    CAPP雖然經(jīng)過多年的發(fā)展，但是至今仍是計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)和企業(yè)CIMS實(shí)施的瓶預(yù)。本系統(tǒng)通過工藝文件樹來將上藝文件的設(shè)計(jì)與管理連接，簡(jiǎn)單明了，易于使用，便于信息和文件的查詢和匯總，實(shí)現(xiàn)了一藝設(shè)計(jì)與工藝管理全過程的信息共享，數(shù)據(jù)次性輸入、相互關(guān)聯(lián)，杜絕數(shù)據(jù)重復(fù)輸人操作，提高了數(shù)據(jù)庫(kù)信息的一致性。
    

 

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本文標(biāo)題：裝配CAPP系統(tǒng)的工藝管理

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