淺析CAPP在軌道工程機(jī)械生產(chǎn)應(yīng)用

朱紅飛

【摘? 要】應(yīng)軌道工程機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，客戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量提出更高的要求。如何在創(chuàng)新的基礎(chǔ)上高質(zhì)量、高效率完成產(chǎn)品，現(xiàn)公司工藝過程設(shè)計(jì)大多處于手工、單機(jī)模式，已與PDM產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程脫節(jié)，為提高工藝過程設(shè)計(jì)水平，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)過程信息化、系統(tǒng)化，進(jìn)行CAPP工藝研究。

【關(guān)鍵詞】CAPP;工藝研究;應(yīng)用;發(fā)展意義

1.概述

產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)是聯(lián)系產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造的橋梁，是生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程中的加工工藝信息，描述了從原材料、半成品開始，各種物料在各個(gè)階段的處理方法和過程，內(nèi)容包括工藝規(guī)程、作業(yè)指導(dǎo)書、工藝卡、工裝夾具、工時(shí)定額、材料定額、數(shù)控加工程序等。加工信息對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的技術(shù)組織和管理具有關(guān)鍵作用，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和制造成本具有極為重要的影響。

CAPP（computer aided process planning）計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它的作用就是利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行零件加工工藝的制定，把毛坯加工成工程圖紙上所要求的零件。它是通過向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），有計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。

現(xiàn)階段工藝部門接到新車型設(shè)計(jì)圖紙時(shí)起，根據(jù)歸檔圖紙生產(chǎn)車間的大屬性分工，首先由個(gè)專業(yè)室進(jìn)行工藝性審查，其中包括圖紙正確性及加工合理性，隨后各專業(yè)室根據(jù)圖紙運(yùn)用Excel及CAD軟件手動(dòng)根據(jù)加工分工進(jìn)行各自工藝文件編制、BOM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化;定額室依據(jù)圖紙進(jìn)行材料定額、工時(shí)定額制定，后續(xù)應(yīng)用金蝶K3系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃，各生產(chǎn)車間按生產(chǎn)投料單領(lǐng)料、依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及工藝文件進(jìn)行施工，最后在領(lǐng)料完成后報(bào)工，財(cái)務(wù)進(jìn)行費(fèi)用成本數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.存在的問題及難點(diǎn)

運(yùn)用現(xiàn)有工藝手段存在以下的問題及難點(diǎn)：

（1）工藝數(shù)據(jù)匯總 ;（2）對(duì)工藝人員要求高 ;（3）勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低 ;（4）難以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 ;（5）工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高 ;（6）利用CAD圖形信息困難 （7）無法積累重用工藝經(jīng)驗(yàn); （8）無法適應(yīng)信息化發(fā)展 。

3.公司運(yùn)用CAPP系統(tǒng)的定位

CAPP的組成：（1）控制模塊?？刂颇K的主要任務(wù)就是協(xié)調(diào)各模塊運(yùn)行，是人機(jī)交互的窗口;（2）零件信息輸入模塊。可用此模塊實(shí)現(xiàn)從CAD系統(tǒng)直接獲取信息;（3）工藝工程設(shè)計(jì)模塊。進(jìn)行加工工藝流程的決策，產(chǎn)生工藝過程卡，供加工及生產(chǎn)部門使用;（4）工序決策模塊。生成工序卡，對(duì)工序件尺寸進(jìn)行計(jì)算，生產(chǎn)工序圖;（5）工步?jīng)Q策模塊。對(duì)工步內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定切削用量，提供形成NC加工控制指令所需的刀位文件;（6）NC加工指令生成模塊。調(diào)用NC指令代碼系統(tǒng)，產(chǎn)生NC加工控制指令;（7）輸出模塊。輸出模塊可輸出工序卡、工步卡、工序圖及其他文檔;（8）加工過程動(dòng)態(tài)仿真?？蓪?duì)加工過程進(jìn)行模擬，檢驗(yàn)工藝的正確性。

CAPP促進(jìn)了工藝標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了與企業(yè)其他應(yīng)用系統(tǒng)CAD、PDM、ERP等的集成，可有力促進(jìn)企業(yè)信息化的建設(shè)。

CAPP（computer aided process planning）計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)，給予了傳統(tǒng)工藝工作難題的最優(yōu)解決方案、工藝圖表的集成化設(shè)計(jì)、工藝文件在PDM系統(tǒng)中的管理、工藝匯總表、信息導(dǎo)入具有以下的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

可以使工藝人員從繁瑣重復(fù)的事務(wù)性工作中解脫出來，進(jìn)行創(chuàng)新性的工藝設(shè)計(jì)工作迅速編制出完整規(guī)范的工藝文件，提高工藝設(shè)計(jì)人員效率，提高工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量，并為制定先進(jìn)合理的工時(shí)定額、改善企業(yè)管理提供科學(xué)依據(jù)逐步實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的自動(dòng)化及工藝過程的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)化逐步積累工藝設(shè)計(jì)知識(shí)，從根本上改變工藝設(shè)計(jì)依賴于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的狀況縮短技術(shù)準(zhǔn)備周期，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，縮短整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品制造成本搭建設(shè)計(jì)與制造的橋梁，促進(jìn)企業(yè)信息化、數(shù)字化。

4.現(xiàn)今CAPP系統(tǒng)應(yīng)用情況

綜合各方面應(yīng)用情況，目前CAPP的應(yīng)用主要有以下問題：

（1）應(yīng)用范圍偏窄

CAPP系統(tǒng)主要在以零件為對(duì)象的機(jī)械加工工藝的應(yīng)用，未能應(yīng)用到產(chǎn)品全生命周期內(nèi)工藝的應(yīng)用，比如毛坯制造工藝、鍛造工藝、鈑金沖壓工藝、焊接工藝、裝配工藝、熱處理工藝等

（2）應(yīng)用深度較淺

CAPP不僅能實(shí)現(xiàn)工藝工作的電子化、標(biāo)準(zhǔn)化，最主要的還是工藝設(shè)計(jì)和工藝知識(shí)的積累。只有在實(shí)現(xiàn)前者的基礎(chǔ)上，通過CAPP系統(tǒng)對(duì)工藝設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)的積累，才能實(shí)現(xiàn)工藝技藝的傳承。而在這一點(diǎn)上，是我們應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的！

（3）滯后于研發(fā)設(shè)計(jì)

目前研發(fā)設(shè)計(jì)已全面使用三維軟件進(jìn)行，而CAPP系統(tǒng)還是基于二維繪圖軟件的工藝設(shè)計(jì)

（4） 與其他應(yīng)用系統(tǒng)的集成度不高

工藝是設(shè)計(jì)與制造的橋梁，工藝應(yīng)用CAPP后勢(shì)必要與上游研發(fā)所用PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）、下游ERP（企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)）乃至MES（面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的信息化管理系統(tǒng)）進(jìn)行集成。

（5）二次開發(fā)功能不高

CAPP必須能夠持續(xù)滿足客戶的個(gè)性化和變化的需求，具有二次開發(fā)的功能、可重構(gòu)。這一方面目前發(fā)展較慢，這也將是未來必然的發(fā)展趨勢(shì)！

5.目前與公司現(xiàn)狀的結(jié)合分析

面對(duì)日益殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及客戶日益?zhèn)€性化的要求，如何能既快又好的生產(chǎn)出可靠的產(chǎn)品，無疑將是對(duì)我們最大的考題。

因此我們必須在提高設(shè)計(jì)研發(fā)能力的同時(shí)，增強(qiáng)工藝設(shè)計(jì)能力，提升工藝信息化管理能力，才能縮短制造周期，提高生產(chǎn)質(zhì)量。

結(jié)合公司目前生產(chǎn)現(xiàn)狀，應(yīng)用CAPP這一工藝信息化管理系統(tǒng)，工藝設(shè)計(jì)方面?zhèn)€人認(rèn)推薦重點(diǎn)應(yīng)用裝配工藝、焊接工藝、機(jī)械加工工藝模塊。

然而，工藝信息化到底離我們有多遠(yuǎn)，我們還需要做哪些工作才能使CAPP系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn);，CAPP系統(tǒng)作為信息化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)，個(gè)人認(rèn)為，首先需要確定后續(xù)應(yīng)用CAPP系統(tǒng)與現(xiàn)有公司上線PDM（Product data management）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙產(chǎn)品的信息化到工藝設(shè)計(jì)的信息化連通，雖然在PLM系統(tǒng)里面有涉及工藝部分，但因側(cè)重點(diǎn)的不同，建議運(yùn)用CAPP進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)、工藝文件編制、BOM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、材料定額、工時(shí)定額編制，最終輸出生產(chǎn)應(yīng)用的各種信息數(shù)據(jù)。來指導(dǎo)生產(chǎn)，以及最重要的是核算制造成本。實(shí)現(xiàn)CAPP及PDM成功連接后可進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLM）。

其次就是與現(xiàn)有金蝶K3系統(tǒng)（ERP（enterprise resources planning）的一款軟件，以成本管理為目標(biāo)，計(jì)劃與流程控制為主線，建立企業(yè)人、財(cái)、物、供、產(chǎn)、銷科學(xué)完整的管理體系。它的定位為財(cái)務(wù)軟件，主要有八大模塊子系統(tǒng)：財(cái)務(wù)管理、供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)制造管理、銷售與分銷管理、人力資源管理、辦公自動(dòng)化、客戶關(guān)系管理、商業(yè)管理等）的結(jié)合，。

最主要的要預(yù)留CAPP二次開發(fā)的功能，更好的適應(yīng)公司未來的發(fā)展及個(gè)性化需求，為公司整個(gè)精益戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)提供保障！

6.結(jié)束語

綜上所述，作為工藝設(shè)計(jì)的信息化平臺(tái)，已成為一種利用自動(dòng)生成零件加工工藝信息，解決傳統(tǒng)手工工藝設(shè)計(jì)缺陷的重要工具和手段！簡(jiǎn)而言之，就是運(yùn)用CAPP進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和MBOM制作，輸出工藝文件，提高現(xiàn)有手工MBOM制作正確率及效率。實(shí)現(xiàn)工藝文件的標(biāo)準(zhǔn)化！提高工藝設(shè)計(jì)能力，大大縮短產(chǎn)品研制周期，進(jìn)一步提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力！

隨著全國(guó)“十三五”規(guī)劃，中國(guó)制造2025及互聯(lián)網(wǎng)+戰(zhàn)略的提出，無疑又是給工藝信息化發(fā)展的強(qiáng)勁助力！提高制造水平，實(shí)行CAPP工藝信息化設(shè)計(jì)已勢(shì)在必行，也將是未來工藝發(fā)展的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜兵兵 《CAPP在單件小批機(jī)械制造企業(yè)中的應(yīng)用》山東大學(xué) 2013年