1 概述

    隨著信息技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的到來，信息與知識(shí)已經(jīng)成為企業(yè)中最重要的資源，對(duì)企業(yè)制造水平的發(fā)展起著關(guān)鍵作用。工藝技術(shù)是使各種原材料、半成品加工成為產(chǎn)品的方法和過程，工藝工作是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)工作，貫穿于企業(yè)生產(chǎn)的全過程，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率的重要手段，也是提升企業(yè)核心競爭力的有效保障。機(jī)械制造企業(yè)實(shí)行工藝信息化，已經(jīng)成為機(jī)械制造企業(yè)發(fā)展的迫切需求。為了更好地發(fā)揮工藝工作的作用和增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)響應(yīng)的能力，企業(yè)必須加強(qiáng)工藝管理。工藝管理的基本任務(wù)是在一定生產(chǎn)條件下，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論，對(duì)各項(xiàng)工藝工作進(jìn)行計(jì)劃、組織和控制，確保各項(xiàng)工作按一定的原則、程序和方法協(xié)調(diào)有效地進(jìn)行。工藝信息化是設(shè)計(jì)與制造信息化之間的橋梁，CAPP是連接CAD、PDM及ERP等信息系統(tǒng)的紐帶，起到承上啟下的重要作用，工藝信息化是企業(yè)信息化工作的重要組成部分。

2 工藝技術(shù)與工藝信息化

    2.1 工藝技術(shù)

    工藝技術(shù)是指工業(yè)產(chǎn)品的加工制造方法，包括從原料投入到產(chǎn)品包裝全過程的原料配方、工藝路線、工藝流程、工藝流程圖、工藝步驟、工藝指標(biāo)、操作要點(diǎn)、工藝控制等。不同的產(chǎn)品有不同的工藝技術(shù)，同一產(chǎn)品也可能有多種工藝技術(shù)，產(chǎn)品開發(fā)者和工藝設(shè)計(jì)者可根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源、能源、環(huán)境條件、產(chǎn)業(yè)政策等具體情況，選擇最合適的產(chǎn)品方案和工藝技術(shù)。結(jié)合具體的工藝活動(dòng)，對(duì)工藝知識(shí)管理活動(dòng)過程及內(nèi)容進(jìn)行研究，構(gòu)建工藝信息化活動(dòng)模型，工藝工作框架如圖1。

圖1 制造企業(yè)工藝工作框架圖

    2.2 工藝信息化

    信息技術(shù)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展起著越來越重要的作用，工藝信息化是提升企業(yè)核心競爭力的有效保障。工藝信息化分工藝設(shè)計(jì)與工藝管理兩個(gè)部分，主要涉及工藝設(shè)計(jì)信息化和制造過程工藝管理信息化。工藝管理的基本任務(wù)是結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，應(yīng)用現(xiàn)代管理科學(xué)理論和信息化技術(shù)，對(duì)各項(xiàng)工藝工作進(jìn)行規(guī)劃、計(jì)劃、組織和控制，使之按一定的原則、程序和方法協(xié)調(diào)有效地進(jìn)行，以保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展。工藝信息化是企業(yè)制造信息化的一個(gè)重要方面和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過工藝信息化，提高企業(yè)制造工藝部門數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化，全面提高企業(yè)整體工藝設(shè)計(jì)與管理的工作效率。

    工藝信息化主要業(yè)務(wù)流程見圖2，主要是工藝設(shè)計(jì)與工藝管理信息化，現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)信息化包括產(chǎn)品機(jī)構(gòu)CAD\CAE\CAPP\CAM，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性審查，工藝會(huì)簽、工藝任務(wù)分派、工藝方案設(shè)計(jì)、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝匯總、工藝資源庫、數(shù)字化虛擬裝配、工裝庫管理等，制造過程工藝管理信息化包括按工藝制造產(chǎn)品零件、由程序控制機(jī)床完成數(shù)控加工，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化裝配及數(shù)控加工程序管理等內(nèi)容。

圖2 工藝信息化業(yè)務(wù)流程圖

3 CAPP技術(shù)與集成應(yīng)用淺析

    3.1 工藝現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

    目前，在我國大部分制造企業(yè)中，還是依靠傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)工具與方法開展工藝工作，工藝人員在進(jìn)行工藝編制時(shí)往往陷入大量的文字、圖形處理和繁瑣的數(shù)字計(jì)算工作中，大量時(shí)間花在了工藝文件編制上，沒有更多的時(shí)間進(jìn)行工藝技術(shù)研究和生產(chǎn)服務(wù)，這不僅不利于工藝技術(shù)水平的提高，也很難提高工藝文件編制本身的水平。同時(shí)熟練的工藝人員日益短缺，而年輕的工藝人員則需要時(shí)間來積累經(jīng)驗(yàn)；在傳統(tǒng)的工藝工作方法下，很難將老工藝人員的工藝知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)完整保留下來，很難實(shí)現(xiàn)知識(shí)重用，這些原因都使得工藝設(shè)計(jì)成為產(chǎn)品制造過程中的薄弱環(huán)節(jié)。為迅速響應(yīng)市場(chǎng)的變化，提高企業(yè)競爭能力，就必須努力縮短工藝技術(shù)準(zhǔn)備周期，提高工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量及工藝快速反應(yīng)能力。而提高工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量及工藝快速反應(yīng)能力的一個(gè)重要手段就是全面應(yīng)用CAPP技術(shù)，走工藝信息化的發(fā)展道路。

    3.2 CAPP是工藝信息化的必經(jīng)之路

    CAPP是計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)的簡稱(computer aided process planning)，它利用計(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)。它是以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM(Products Data Management)為數(shù)據(jù)來源進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)與管理，并為企業(yè)資源計(jì)劃ERP系統(tǒng)(EntERPrise Resource Plan)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的工藝信息化工作平臺(tái)。

    CAPP分為工藝設(shè)計(jì)與工藝管理兩部分功能，其主要目標(biāo)包括：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)；涵蓋企業(yè)工藝工作的全過程。

    3.3 CAPP系統(tǒng)集成與應(yīng)用

    CAPP技術(shù)作為制造業(yè)信息化的重要組成部分，是產(chǎn)品制造信息的集成地，也是先進(jìn)制造系統(tǒng)的重要支撐技術(shù)之一。隨著計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、并行工程(CE)、智能制造系統(tǒng)(IMS)、虛擬制造系統(tǒng)(VMS)、敏捷制造(AM)等先進(jìn)制造系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)CAPP技術(shù)從應(yīng)用的廣度與深度上，都提出了更高、更新的要求。CAPP系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)交換和二次開發(fā)接口，支持與PDM、MRP、ERP等系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和重用。CAPP系統(tǒng)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)/制造一體化的橋梁，是CAD/CAM系統(tǒng)與PDM、MRP、ERP等其他企業(yè)管理軟件實(shí)現(xiàn)集成的關(guān)鍵，是企業(yè)管理信息化的基礎(chǔ)，CAPP與PDM\ERP集成框架見圖3。在工藝與過程管理集成及優(yōu)化方面，開發(fā)和集成了大量的CAPP工程應(yīng)用軟件和制造數(shù)據(jù)管理軟件，建立了各類工程數(shù)據(jù)庫、材料庫、設(shè)計(jì)和制造特征數(shù)據(jù)庫、典型工藝庫、典型零件庫等，初步解決了產(chǎn)品技術(shù)準(zhǔn)備階段的信息集成與共享問題，制定了相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并成功地應(yīng)用于新產(chǎn)品研發(fā)中，大大提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短了研制周期、降低了開發(fā)成本。

圖3 CAPP與PDM、ERP集成框架圖

    在PDM管理系統(tǒng)中，創(chuàng)建產(chǎn)品數(shù)據(jù)，以電子文檔完成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性審查，并完成各專業(yè)的工藝會(huì)簽，并將EBOM輸出給CAPP，實(shí)現(xiàn)安全的圖文檔數(shù)據(jù)共享：在CAPP中，工藝文檔自身有一套完整的電子簽審流程，工藝文件需要通過嚴(yán)格的簽審流程后歸檔，保證了數(shù)據(jù)的安全與受控，并且CAPP又為ERP提供了工藝路線、材料定額、工時(shí)定額等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

    工藝信息化是企業(yè)制造信息化的重要和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過工藝信息化，提高企業(yè)制造工藝部門數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化，全面提高企業(yè)整體工藝設(shè)計(jì)與管理的工作效率。CAPP作為企業(yè)信息化建設(shè)的關(guān)鍵和核心技術(shù)之一，研究和開發(fā)集成的、開放的CAPP工具系統(tǒng)使其可以快速開發(fā)和實(shí)施，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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本文標(biāo)題：工藝信息化及CAPP應(yīng)用淺析

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