0 引言
工藝工作是企業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作,任何一個(gè)企業(yè)、任何一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品都離不開工藝活動(dòng)。科技是第一生產(chǎn)力,工藝是工業(yè)科技構(gòu)成的主要內(nèi)容,屬于生產(chǎn)力的基本要素。工藝是科技成果變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的物化手段基礎(chǔ),因此人們向工藝要質(zhì)量、要品種、要效益。工藝在企業(yè)生產(chǎn)中具有多樣化職能、多元化功能和不可取代的基礎(chǔ)作用,工藝技術(shù)是加工的方法和過程,是人類勞動(dòng)的積累,并且經(jīng)過總結(jié)的操作技能經(jīng)驗(yàn)。它是應(yīng)用科學(xué)、生產(chǎn)實(shí)踐、勞動(dòng)技能的總和。
目前國際上公認(rèn)日本在生產(chǎn)技術(shù)方面要比美國強(qiáng)。因?yàn)槿毡九c美國對(duì)制造工藝技術(shù)的重視程度不同,美國在工藝上投入少,他們把開發(fā)費(fèi)用的60%用于設(shè)計(jì),30%用于工藝,而工藝技術(shù)人員又往往是二流水平;但日本卻相反,日本把一流水平的技術(shù)人員安排在工藝崗位上,開發(fā)費(fèi)用的60%用于工藝,30%用于設(shè)計(jì)試驗(yàn)。例如,美國福特汽車的設(shè)計(jì)與日本五十鈴或三菱汽車比較,差別不大,但美國的制造技術(shù)落后于日本,制造一臺(tái)汽車所花的工時(shí)是日本的1.5倍。制造成本高,自然競爭能力低,結(jié)果日本的汽車占領(lǐng)了美國市場。由此可見,工藝技術(shù)是企業(yè)競爭能力的重要因素。
近幾年,隨著我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的建立和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,企業(yè)之間的競爭愈演愈烈。企業(yè)要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地,就要不斷地根據(jù)市場的需求,以市場為導(dǎo)向建立先進(jìn)的產(chǎn)品開發(fā)模式,縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,使產(chǎn)品盡快占領(lǐng)市場,提高企業(yè)生存和發(fā)展的能力。產(chǎn)品開發(fā)周期長、交貨期長是我國機(jī)械產(chǎn)品在市場競爭中不斷失利的主要原因。隨著國際產(chǎn)品市場競爭的加劇,要想使我國的民族工業(yè)在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳跟,就必須縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,而產(chǎn)品開發(fā)周期除了受產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力制約外,工藝快速反應(yīng)能力是影響產(chǎn)品開發(fā)周期的重要因素。新產(chǎn)品開發(fā)具有時(shí)效性。如果產(chǎn)品開發(fā)周期過長,競爭對(duì)手的同類產(chǎn)品早已上市了,必將使企業(yè)痛失良機(jī)。新產(chǎn)品不“新”了,也將使企業(yè)背上沉重的新產(chǎn)品開發(fā)投入的包袱。究其原因既非設(shè)計(jì)問題,也非技術(shù)和財(cái)力問題,大多數(shù)是因?yàn)樵诋a(chǎn)品開發(fā)中工藝快速反應(yīng)能力差所致,當(dāng)然這里也有組織協(xié)調(diào)問題。因此產(chǎn)品的開發(fā)要充分利用本企業(yè)已有的新產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。利用現(xiàn)有的有使用價(jià)值的管理系統(tǒng),采用“并行工程”的先進(jìn)開發(fā)模式,周密考察本企業(yè)人員、設(shè)備、資金、負(fù)荷情況,縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,滿足市場競爭的需要。這方面,國內(nèi)很多老國企,由于底蘊(yùn)厚實(shí),人員結(jié)構(gòu)相對(duì)合理(指開發(fā)、工藝、生產(chǎn)),一旦找到命門,很快就會(huì)改觀,提高了運(yùn)作效率,比較典型的諸如濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司等;而對(duì)一些新型企業(yè)(包括很多知名民企),其運(yùn)作理念中對(duì)工藝方面的重視程度甚至超過國企,因此其運(yùn)作速率完全適應(yīng)市場競爭的需要,諸如三一重工等。
但對(duì)于改制院所來說,隨著企業(yè)的發(fā)展壯大,產(chǎn)業(yè)規(guī)模的提升,其在技術(shù)方面的領(lǐng)先優(yōu)勢往往能夠得到較好的發(fā)揮,但在復(fù)雜的市場環(huán)境面前,其因歷史原因形成的工藝管理等方面的固有不足則會(huì)削弱市場競爭能力的提升,減緩了企業(yè)的反應(yīng)速度,降低了企業(yè)適應(yīng)市場的能力。同時(shí),今年底或明年初,《GB/T 24737.X-20XX》關(guān)于工藝管理系列國標(biāo)即將頒發(fā)。該標(biāo)準(zhǔn)屬于強(qiáng)制推薦性國標(biāo),要求企業(yè)貫徹執(zhí)行。這是企業(yè)乘此東風(fēng)快速跨人現(xiàn)代化工藝管理企業(yè)的良好契機(jī)。
1 工藝工作的重要作用
工藝工作是機(jī)械工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的主要內(nèi)容之一,機(jī)械工業(yè)要發(fā)展,要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,就必須依靠技術(shù)進(jìn)步,這是機(jī)械工業(yè)真正實(shí)現(xiàn)振興的必由之路。其次要把握住工藝工作也是企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的主要內(nèi)容的這一理念。企業(yè)要解決制造什么和怎么制造兩大問題,制造什么取決于國家的發(fā)展和市場的需要;怎樣制造,用什么生產(chǎn)資料去制造,采用什么樣的方法、手段制造出適合需要的產(chǎn)品,更是企業(yè)要解決的最根本的問題,而能夠解決這些問題的,就是科研設(shè)計(jì)和工藝工作,缺一不可。工藝工作有四大要素:工藝管理、制造技術(shù)、工藝裝備和材料,以及工人的技能。工藝工作是科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中作為生產(chǎn)力的最為活躍的部分。工藝工作在企業(yè)的重要作用在以下幾個(gè)方面已由許多現(xiàn)代化企業(yè)的實(shí)踐中得以體現(xiàn):①發(fā)展裝備技術(shù)的基礎(chǔ);②企業(yè)組織生產(chǎn)、經(jīng)營管理的主要依據(jù);③產(chǎn)品質(zhì)量的根本保證;④縮短產(chǎn)品研制和生產(chǎn)周期的主要手段;⑤節(jié)約成本、降低消耗的重要途徑;⑥市場競爭能力和可持續(xù)發(fā)展的保證。
對(duì)于改制院所來說,工藝管理尤其具有迫在眉睫的重要意義。之所以這樣說,依個(gè)人之見,主要是基于以下原因:①對(duì)工藝工作的認(rèn)識(shí)先天不足,專業(yè)人才缺乏。其中,尤其是工藝管理人才的缺乏,是一個(gè)非常值得注意的問題。②工藝人員缺乏系統(tǒng)的工藝知識(shí)培訓(xùn),在外購、外協(xié)等過程中的工藝管理不到位,帶來質(zhì)量、工期等問題。③工藝工作管理不到位,難以進(jìn)行有效的成本控制,產(chǎn)品的生產(chǎn)成本控制基本未能通過工藝管理這一必要的手段過濾,成本管理粗放。④工藝工作管理不善,嚴(yán)重影響企業(yè)的科研和新產(chǎn)品研發(fā)速度。在生產(chǎn)任務(wù)重的情況下。往往優(yōu)先滿足生產(chǎn)業(yè)務(wù)需要,使科研項(xiàng)目或新產(chǎn)品開發(fā)受到影響。
基于此,提高和加強(qiáng)工藝工作在改制院所式企業(yè)的地位和作用勢在必行,合理利用改制院所的優(yōu)勢來彌補(bǔ)其在這方面的劣勢成為當(dāng)務(wù)之急。工藝管理應(yīng)該或者說必須放在議事日程中優(yōu)先考慮,考慮的越早產(chǎn)生的效率會(huì)越高,達(dá)到“事半功倍”的效果。
2 現(xiàn)代化的工藝手段——CAPP
加強(qiáng)工藝工作,一方面要提高對(duì)工藝工作的組織、認(rèn)識(shí),加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè),合理調(diào)配設(shè)計(jì)和工藝人員的比例匹配,招聘社會(huì)人才或?qū)⒉糠钟薪?jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員通過必要培訓(xùn)轉(zhuǎn)崗為工藝人員,并制定出相應(yīng)的激勵(lì)政策,鼓勵(lì)工藝人員愛崗敬業(yè),發(fā)揮其對(duì)在制產(chǎn)品熟悉的能力和優(yōu)勢,盡快彌補(bǔ)工藝管理的缺陷,使工藝工作發(fā)揮應(yīng)用作用。
在此基礎(chǔ)上,充分利用現(xiàn)代化的工藝手段——計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)Computer Aided Process Planning(CAPP)來實(shí)現(xiàn)工藝管理的突破。結(jié)合改制院所技術(shù)人員多、起點(diǎn)高、數(shù)字化設(shè)計(jì)比較到位的特點(diǎn),利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工藝人員完成工藝性審查、工藝方案設(shè)計(jì)、工藝路線制訂、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝定額編制、工藝管理等數(shù)字化工藝工作的活動(dòng)。
下面簡單對(duì)CAPP的發(fā)展及特點(diǎn)進(jìn)行闡述。
(1)CAPP的發(fā)展過程及現(xiàn)狀。CAPP始于20世紀(jì)60年代,在經(jīng)歷探索研究階段、智能化研究階段、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)階段后現(xiàn)已進(jìn)入基本成熟期——產(chǎn)品工程化階段,其目的是提高工藝設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量,促進(jìn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,促進(jìn)工藝優(yōu)化,滿足產(chǎn)品全生命周期中對(duì)工藝設(shè)計(jì)的要求,保證工藝數(shù)據(jù)的完整性、一致性和可重用性,實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累、共享和管理,促進(jìn)產(chǎn)品的并行設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì),CAPP可以涵蓋企業(yè)工藝工作的全過程。
(2)CAPP數(shù)據(jù)管理要求。工藝數(shù)據(jù)和工藝資源數(shù)據(jù)是現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,企業(yè)應(yīng)按照質(zhì)量保證體系的要求,利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可保障工藝數(shù)據(jù)的一致性、完整性、規(guī)范性、及時(shí)性、安全性和可追溯性。
其中特別強(qiáng)調(diào)的是CAPP能夠?yàn)镻DM(Product Data Management,產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、ERP(EntERPrise Resource Planning,企業(yè)資源規(guī)劃)、MES(Manufacturing Execution System,制造執(zhí)行系統(tǒng))等相關(guān)軟件系統(tǒng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
(3)CAPP系統(tǒng)功能。①能夠定義用戶、角色、工作組,以及劃分管理權(quán)限;②能夠按照工作組、角色、用戶權(quán)限的不同對(duì)工藝數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、修改和使用進(jìn)行授權(quán);③能夠按照企業(yè)工藝業(yè)務(wù)流程建立不同工藝活動(dòng)的過程模型,確定工藝業(yè)務(wù)過程節(jié)點(diǎn)和各節(jié)點(diǎn)的用戶角色,滿足各類工藝業(yè)務(wù)活動(dòng)的管理需要;④能夠建立工藝數(shù)據(jù)模型并進(jìn)行管理和維護(hù);⑤能夠定制CAPP系統(tǒng)所管理的各種工藝文檔的模板;⑥能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)備份管理,除數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已具有功能外,還可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品及其零部件工藝數(shù)據(jù)、車間或工作組工藝數(shù)據(jù)等的選擇性備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能;⑦能夠按照企業(yè)技術(shù)文件分類和編碼的要求,以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求,對(duì)工藝文件、工裝設(shè)計(jì)文件等進(jìn)行編碼管理;⑧提供系統(tǒng)介紹、使用幫助、功能說明等幫助功能。
(4)CAPP系統(tǒng)集成要求;谝陨弦螅壳笆袌鎏峁┑母叨薈APP系統(tǒng)已具有數(shù)據(jù)交換和二次開發(fā)接口,支持與其他軟件系統(tǒng)(如PDM、ERP、MES等)集成,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和重用。
(5)CAPP發(fā)展趨勢。①體系結(jié)構(gòu)向網(wǎng)絡(luò)化、并行化、組件化、工具化方向發(fā)展;②系統(tǒng)功能將覆蓋企業(yè)整個(gè)工藝領(lǐng)域,向敏捷化工藝信息集成系統(tǒng)發(fā)展;③工藝設(shè)計(jì)模式向基于知識(shí)的快速工藝設(shè)計(jì)模式發(fā)展;④基于一體化的PLM平臺(tái)開發(fā);⑤系統(tǒng)的集成性、開放性將進(jìn)一步提高;⑥支持3D CAD模型的定量化工藝設(shè)計(jì)技術(shù);⑦基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的裝配工藝規(guī)劃。
(6)CAPP在產(chǎn)品形成過程中的位置簡圖(圖1)。在正常的生產(chǎn)運(yùn)作中,BOM貫穿始終。狹義上的BOM(Bill of Materials)通常稱為“物料清單”,就是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(Product Structure),廣義上的BOM是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝流程的結(jié)合體,二者不可分割。離開工藝流程談產(chǎn)品結(jié)構(gòu),沒有現(xiàn)實(shí)意義。要客觀科學(xué)地通過BOM來描述某一制造業(yè)產(chǎn)品,必須從制造工藝人手,才能準(zhǔn)確描述和體現(xiàn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。
圖1 CAPP在產(chǎn)品形成過程中的位置
由此可見,在整個(gè)產(chǎn)品形成過程中,設(shè)計(jì)BOM是龍頭,工藝BOM是穿線,制造BOM是條件。這也是CAPP能夠起到上連PDM、下傳MES、溝通ERP的作用所在。
通過對(duì)CAPP的了解和分析,認(rèn)為其成熟度、數(shù)據(jù)源的處理、系統(tǒng)功能、集成要求以及發(fā)展趨勢都比較合理和超前,感到該項(xiàng)技術(shù)是現(xiàn)代化企業(yè)必須具備的基本功能之一,并且非常適合改制院所用來加強(qiáng)工藝管理工作,是提高工藝管理水平的一個(gè)捷徑。隨著制造業(yè)競爭的加劇,越來越多的企業(yè)需要應(yīng)對(duì)用戶多品種、小批量的供貨要求;在改制院所,很多產(chǎn)品需要快速重新設(shè)計(jì)、快速生產(chǎn),然后改進(jìn),直至定型;這就給生產(chǎn)技術(shù)部門帶來了新的挑戰(zhàn),需要應(yīng)對(duì)快速交貨的壓力;需要應(yīng)對(duì)未定型產(chǎn)品邊設(shè)計(jì)、邊改進(jìn)的生產(chǎn)管理問題。為了適應(yīng)這些挑戰(zhàn),工藝技術(shù)部門采用專業(yè)的CAPP系統(tǒng),可以極大地提高工藝技術(shù)的管理水平,及時(shí)向生產(chǎn)系統(tǒng)傳遞數(shù)據(jù),及時(shí)向生產(chǎn)部門傳遞更改數(shù)據(jù),從而保證每個(gè)生產(chǎn)批次的順利進(jìn)行。
3 應(yīng)用案例
某企業(yè)是典型的科研試制型企業(yè),大量產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)繁重,新產(chǎn)品均需要嚴(yán)格的工藝流程來保證生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量分析存在的不足,來保證產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)。
企業(yè)急需解決工藝文件的快速編制、批次報(bào)表的自動(dòng)生成和產(chǎn)品轉(zhuǎn)階段時(shí)工藝文件的更新問題,從而向生產(chǎn)部門提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),使生產(chǎn)順利按計(jì)劃進(jìn)行。根據(jù)目前國內(nèi)CAPP發(fā)展水平,企業(yè)選擇了知名企業(yè)的CAPP作為應(yīng)用平臺(tái)開展工藝管理工作,結(jié)合部分個(gè)性定制,從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的具體需求。
通過幾年的努力,該企業(yè)達(dá)到了以下實(shí)施結(jié)果:
(1)完成了所標(biāo)全部工藝文件的定制工作。企業(yè)工藝文件的格式比較多,加上工藝部門負(fù)責(zé)的生產(chǎn)用的報(bào)表,共有多種,這些工藝文件基本都有續(xù)頁,模板定制和修改的工作量非常大。雙方采取了分工合作的方法,在很短的時(shí)間內(nèi),正確完成了工藝文件的全部定制工作。
(2)實(shí)現(xiàn)了與設(shè)計(jì)文件的全面集成。提取設(shè)計(jì)文件的信息,在CAPP中自動(dòng)生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)文件的瀏覽。在編制工藝文件中可以靈活提取產(chǎn)品信息,并實(shí)現(xiàn)三維圖、二維圖、word文件等的瀏覽。
(3)加強(qiáng)了CAPP系統(tǒng)的權(quán)限管理。系統(tǒng)提供了安全可靠的權(quán)限管理,包括產(chǎn)品權(quán)限,卡片的權(quán)限,人員權(quán)限、組的權(quán)限,甚至可以做到一張卡片的不同區(qū)域的權(quán)限控制。
(4)提供靈活方便的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理;可根據(jù)企業(yè)習(xí)慣建立工藝資源結(jié)構(gòu)樹,方便地把企業(yè)原有的word、excel格式的工藝數(shù)據(jù)導(dǎo)人到工藝數(shù)據(jù)庫,并能靈活定義過濾條件,在調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)只顯示必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(5)各種工藝報(bào)表的自動(dòng)生成。企業(yè)的工藝文件中報(bào)表非常多,CAPP系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的報(bào)表工具,可以按企業(yè)的填寫習(xí)慣直接自動(dòng)生成各種報(bào)表。
生成報(bào)表時(shí)可以靈活配置BOM,根據(jù)配置的BOM生成各種報(bào)表;自動(dòng)生成各種明細(xì)表和匯總表,工藝文件目錄,自動(dòng)生成批次報(bào)表:不同的生產(chǎn)批次,需要重新做成套的工藝報(bào)表,對(duì)每個(gè)批次的物料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。用CAPP的報(bào)表功能,不但可以實(shí)現(xiàn)能對(duì)批次報(bào)表進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算,還能一次生成多種批次報(bào)表,大大提高了工藝報(bào)表的編制效率。
(6)工藝文件自動(dòng)更新階段。企業(yè)需要根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的情況,對(duì)設(shè)計(jì)圖紙集中整理后轉(zhuǎn)階段,設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)BOM發(fā)生更改,此時(shí)要求工藝卡片中與設(shè)計(jì)BOM對(duì)應(yīng)的信息也能自動(dòng)更新,完成后轉(zhuǎn)階段的零件BOM的自動(dòng)刷新。
(7)為ERP接口傳遞數(shù)據(jù)。能夠根據(jù)工藝文件和設(shè)計(jì)BOM,形成制造BOM,并能提取和統(tǒng)計(jì)出工藝裝備、工藝材料等信息,能夠直接生成工藝路線,向ERP系統(tǒng)傳遞接口數(shù)據(jù)。
4 小結(jié)
工藝快速反應(yīng)是企業(yè)運(yùn)作不可或缺的重要一環(huán),企業(yè)應(yīng)予以高度重視,只要下大力氣理順并持之以恒必將給企業(yè)帶來生機(jī)和活力。CAPP系統(tǒng)不僅幫助企業(yè)工藝人員快速編制大量的工藝文件,還對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)管理提供了很好地支持,快速輸出大量報(bào)表,并能生成批次報(bào)表,滿足企業(yè)生產(chǎn)的需要。
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本文標(biāo)題:CAPP計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)在現(xiàn)代企業(yè)中的應(yīng)用
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