計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃在敏捷制造活動中的要義分析

程發(fā)洲

摘 要：計算機(jī)輔助工藝主要是在計算機(jī)輔助設(shè)計和計算機(jī)輔助制造的基礎(chǔ)上，借助計算機(jī)圖形學(xué)、工程數(shù)據(jù)庫以及專家系統(tǒng)等計算機(jī)技術(shù)的信息優(yōu)勢進(jìn)行快速、精確的工藝設(shè)計。本文主要闡述計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃的關(guān)鍵模塊、相關(guān)模塊及具體運(yùn)行方式，為計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃在敏捷制造活動中的具體使用提供參考。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃;敏捷制造;構(gòu)成模塊

中圖分類號：TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）02-0008-02

Analysis on the Essentials of Computer-aided Process Planning?in Agile Manufacturing

Abstract： Computer aided technology is mainly based on computer-aided design and computer-aided manufacturing， and uses computer graphics， engineering databases， and expert systems to carry out rapid and accurate process design. This paper mainly expounded the key modules， related modules and specific operation modes of computer-aided process planning， and provided reference for the specific use of computer-aided process planning in agile manufacturing activities.

Keywords： computer aided process planning;agile manufacturing;component module

敏捷制造的主要特點(diǎn)是快速響應(yīng)，主要借助相應(yīng)管理活動滿足具體用戶需要，并以此快速進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的制造活動。相關(guān)產(chǎn)品的具體制造過程主要是產(chǎn)品制造信息和企業(yè)服務(wù)信息的整合。敏捷制造系統(tǒng)屬于共享信息系統(tǒng)，主要是使用隨意排列組合的工藝設(shè)備和柔性化、模塊化的方法輔以海量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。此系統(tǒng)的快速重構(gòu)功能可優(yōu)化資源利用率。因此，本文重點(diǎn)通過計算機(jī)輔助設(shè)計優(yōu)化相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程技術(shù)。

1 CAPP概述

CAPP即計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃，是在計算機(jī)系統(tǒng)中輸入需要加工零件的初始數(shù)據(jù)、加工條件及加工要求，待計算機(jī)接收相應(yīng)數(shù)據(jù)后自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行編程，編程完畢后輸出系統(tǒng)優(yōu)化后的工藝規(guī)程卡片。CAPP主要借助計算機(jī)技術(shù)分析相關(guān)產(chǎn)品原材料組成，并對其加工工藝和方法進(jìn)行最優(yōu)組合。換言之，計算機(jī)輔助工藝主要以CAD和CAM為基礎(chǔ)，規(guī)范產(chǎn)品制造的整個技術(shù)過程[1]。

2 CAPP的輸出構(gòu)成

計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃主要是按照具體工藝目標(biāo)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型輸出具體產(chǎn)品加工工藝數(shù)據(jù)與具體的加工過程。CAPP的輸出結(jié)構(gòu)類型包括工藝流程卡、工序卡、工步卡以及工序圖等與傳統(tǒng)工藝輸出類似的格式，還包括借助數(shù)據(jù)原理編輯、整理、修改以及組合文件數(shù)據(jù)庫原有資源形成的新工藝規(guī)劃。這是計算機(jī)工藝規(guī)劃的工作，也是CAPP最核心的輸出方法。在CAPP中引入云計算理論，進(jìn)一步擴(kuò)大了發(fā)展空間，可借助數(shù)據(jù)計算平臺完成數(shù)據(jù)庫的讀取和分析。此外，可借助預(yù)設(shè)軟件對其內(nèi)部進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，甚至可以直接做好最終產(chǎn)品。如果按照具體設(shè)計對象和生成方式進(jìn)行劃分，工藝過程設(shè)計系統(tǒng)存在3種系統(tǒng)模式。這3種模式是圍繞有標(biāo)準(zhǔn)的檢索式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)和產(chǎn)品加工過程的相似性開展的，基本是在原有零件的加工工藝的基礎(chǔ)上檢索和編輯，以生成新零件的工藝加工和過程設(shè)計。此外，3種模式中包括在原有零件的加工工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計系統(tǒng)。3種模式彼此滲透，互相融合，層層遞進(jìn)，是CAPP編程人員未來研究的大方向。

3 CAPP的基本組成模塊

CAPP設(shè)計系統(tǒng)的工作須借助計算機(jī)技術(shù)完成。它主要按照計算機(jī)輔助工藝系統(tǒng)基本工作原理，綜合考慮產(chǎn)品對象、規(guī)模大小等。通常，此系統(tǒng)是由若干基本工作模塊組成。本文簡要介紹4個關(guān)鍵模塊，即數(shù)據(jù)輸入和檢索控制模塊、設(shè)計決策模塊、工藝驗證決策模塊以及輸出模塊[2]。

第一，數(shù)據(jù)輸入和檢索控制模塊。數(shù)據(jù)輸入和檢索控制模塊收集數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品信息和加工設(shè)計信息，借助人機(jī)交互窗口和控制模塊的協(xié)調(diào)運(yùn)行，分析和選擇所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后采集、比較系統(tǒng)全面的產(chǎn)品信息和加工設(shè)計信息。

第二，設(shè)計決策模塊。此模塊是在產(chǎn)品信息收集的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的工藝規(guī)劃，主要涉及加工工藝流程的決策、產(chǎn)生工藝過程卡、工序決策模塊生成工序卡、計算工序間尺寸和生成工序圖等內(nèi)容。

第三，工藝驗證決策模塊。計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃的優(yōu)勢是具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)讀取和分析能力。工藝驗證決策模塊是模擬具體加工過程，以確保工藝正確性，有效提高工作效率，避免人力、物力的浪費(fèi)。此模塊的運(yùn)行主要是在云計算和加工動態(tài)仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開展的，是評估CAPP設(shè)計系統(tǒng)完善程度的重要指標(biāo)。

第四，輸出模塊。該模塊主要是輸出各類工藝文件，不僅包括工藝文件庫內(nèi)部工藝流程卡、工序卡、工步卡及工序圖等，還包括使用編輯工具對現(xiàn)有工藝文件進(jìn)行修改得到所需的工藝文件中的過程軟件和運(yùn)行記錄文檔。

4 CAPP產(chǎn)品輸出模型

CAPP是產(chǎn)品工藝管理活動運(yùn)行方式中的一種，最終目標(biāo)是找出最好的產(chǎn)品工藝流程和加工方法，核心內(nèi)容是產(chǎn)品毛坯的選擇和毛坯圖生成。此外，CAPP在通用機(jī)床、刀具、夾具及量具等選擇方面有一定作用。計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃的輸出步驟互相銜接，主要是輸入產(chǎn)品圖紙信息、擬定工藝路線和工序內(nèi)容、確定加工設(shè)備和工藝裝備、計算工藝參數(shù)以及輸出工藝文件。借助成組技術(shù)，將尺寸、形狀及工藝流程相似的產(chǎn)品零件組成相應(yīng)的零件族，并按零件族確定具體產(chǎn)品的制定工藝，實現(xiàn)了快速批量生產(chǎn)，直接淘汰了部分劣質(zhì)產(chǎn)品，提高了多品種、小批量生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

5 結(jié)語

隨著CAD和CAM技術(shù)的日漸完善，CAPP日趨成熟，極大地推動了產(chǎn)品的工藝管理集約化和智能化發(fā)展。國內(nèi)企業(yè)按照企業(yè)工藝發(fā)展的特征，對CAPP的具體應(yīng)用進(jìn)行持續(xù)更新與完善，并與自動化調(diào)度系統(tǒng)集成擴(kuò)增了CAPP的內(nèi)容，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究和工具系統(tǒng)的開發(fā)增添了活力。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙眾，馮曉東，孫康.集散控制系統(tǒng)原理及其應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[2]王威立，栗文雁.高精度伺服控制系統(tǒng)[M].北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2016.

[3]孟小峰.大數(shù)據(jù)管理：概念、技術(shù)與挑戰(zhàn)[J].計算機(jī)研究與發(fā)展，2013（1）：146-169.