计算机辅助工艺的应用与发展1

热烈欢迎广大科技工作者参加公司的继续工程教育!祝南方公司继续教育工程取得成功!计算机辅助工艺应用与发展南方公司计算中心张招健2004.4.24目录一、CAPP是什么二、CAPP在企业信息化中位置三、CAPP所处的基本环境四、对CAPP的基本需求五、CAPP的基本思想六、实现方式七、国外CAPP的发展八、国内CAPP的发展九、对CAPP的四种认识十、CAPP的体系结构十一、CAPP的解决方法十二、CAPP给企业带来什么十三、CAPP的实施要求十四、CAPP在株航公司的实施效果十五、思考题一、什么是CAPP？传统的狭义CAPP概念:ComputerAidedProcessPlanning数字化企业环境下的广义CAPP:ComputerAidedProductionPlanningBOM定义1、狭义的BOM狭义上的BOM(BillofMaterials)通常称为“物料清单”，就是产品结构（ProductStructure)。仅仅表述的是对物料物理结构按照一定的划分规则进行简单的分解，描述了物料的物理组成。一般按照功能进行层次的划分和描述。例如:物料清单/产品结构BOM定义XABE(2)CD(4)O(3)P(2)R(7)狭义BOM的不足之处:由于没有加上工艺成分，根据功能划分BOM层次结构，非常容易出现歧义。各人根据自己的理解或者现实生产情况的不同对于同一产品可能做出不同的BOM定义。BOM定义产生歧义的原因：没有考虑工艺流程结论：工艺流程决定了物料清单/产品结构的划分，而不是功能。BOM定义因此，这里提出广义的BOM概念广义的BOM=产品结构+工艺流程BOM定义2、广义的BOM广义上的BOM是产品结构和工艺流程的结合体，二者不可分割。离开工艺流程谈产品结构，没有现实意义。要客观科学的通过BOM来描述某一制造业产品，必须从制造工艺入手，才能准确描述和体现产品的结构。BOM定义BOM定义二者结合的方法：首先确定产品的工艺流程，然后描述每个工序（工艺流程的组成部分）上所使用的物料；由于生产组织方式的不同，各子物料有相应的生产子工艺流程，同样每个工序上存在物料的使用，这样就根据生产组织方式决定了BOM的层次。BOM定义按照产品结构的眼光来看：外购原材料(相关需求)(半成品决定)自制半成品(相关需求)(产品决定)外购件(相关需求)(产品决定)外购件(相关需求)(产品决定)产品(独立需求)(市场决定)工序10工序20工序30广义的BOM表述BOM定义BOM（BillofManufacturing)=工艺流程（Routing)+产品结构（ProductStructure)二、在企业信息化中的位置★CAPP是连接设计和生产的桥梁是制造业信息化的关键环节CAD/PDM“What”CAPP“How”ERP/MES“Whenandhere”三、CAPP所处的基本环境工艺设计是优化配置工艺资源，合理编排工艺过程的一门艺术。它是生产技术准备工作的第一步，也是连接产品设计与产品制造的桥梁。以文件形式确定下来的工艺规程是进行工装制造和零件加工的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响，因此是生产中的关键性工作。工艺设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法和加工顺序，以便能按设计要求生产出合格的成品零件。工艺设计的主要内容有：◆选择加工方法及采用的机床、刀具、夹具和其他工装设备等；◆安排合理的加工顺序；◆选择基准，确定加工余量和毛坯，计算工序尺寸和公差；◆选用合理的切削用量；◆计算时间定额和加工成本；◆编制包含上述所有资料的工艺文件。四、企业对CAPP的基本需求1.基于产品结构：在企业中，一切生产活动都是围绕产品而展开的。产品的生产过程也就是产品属性的生成过程。工艺文件作为产品的属性，应在工艺设计计划指导下，围绕产品结构（基于装配关系的产品零/部件明细表）展开。基于产品结构进行工艺设计，可以直观、方便、快捷地查找和管理工艺文件。2.工艺管理：在工艺工作中，工艺管理是非常重要的一部分，它包括产品级的工艺路线设计、材料定额汇总等。对于工艺设计和成本核算起着指导性的作用。3.工艺设计：这是工艺工作的核心工作，CAPP应高效率、高质量的保证工艺设计的完成，一般包括工艺过程卡和工序卡的编制、工序图的绘制。4.资源的利用：在工艺设计的过程中，常常需要用到资源，所谓资源就是工艺设计需要支配工艺资源数据（设备、工装物料和人力等），需要应用工艺技术支撑数据（工艺规范、国家/企业技术标准），需要参考工艺技术基础数据（工艺样板、工艺档案）。各个企业的资源是不同的，并且使用资源的方式也是不同的。CAPP系统应广泛而灵活地提供资源内容和资源使用方式。5.工艺汇总：也是工艺工作的一部分。工艺汇总卡片中的数据基于工艺规程，工艺规程中的工艺数据修改后，必须修改汇总卡片中的相关内容。6.工艺设计管理：诸如工艺设计目录、工艺设计文件封面、工夹具申请单等的填写对于规范工艺文件管理有着极为重要的意义。7.流程：工艺设计要经过设计、审核、批准、会签的工作流程。CAPP系统应能实现这种工艺工作中流程作业。8.工艺设计的后处理：对定型产品的工艺进行分类归档以及归档后的有效利用。9.典型工艺：CAPP系统中应有标准或称典型工艺的存储。在工艺设计中根据相似零件具有相似工艺的原理，常常有作为以后进行类似工艺设计的参考或模板。手工设计时，称其为哑工艺。CAPP应用的主要行业航空/航天制造汽车制造与装配重型机械特种机械进行复杂加工和装配工作的典型的机械制造型企业：五、CAPP的基本思想基于工作流的工艺设计过程管理基于工艺流程和工艺路线的工艺设计所见即所得的设计模式面向企业生产过程设计与管理六、实现方式--工艺路线与任务分解（1）机型1总成编号合件编号零件编号零件编号零件编号机型2工艺属性协配厂家参数工艺状态属性工艺结构树机型基型总成编号部件编号零件编号部件编号零件编号机型派生1总成编号产品结构树选装部件1选装部件2选装部件关联零部件1选装部件关联零部件2。。。。。。。。。零件编号总成属性部件属性零件属性产品属性加工流程（装配）工艺属性工艺属性加工中心或车间工艺状态属性加工流程1（制造）产品属性机型系列2零件编号机型系列1全部机型派生属性派生零部件机型派生2工位器具等工装、设备等加工流程2准备、生产工作流程工艺路线零件类型分车间/中心专业工艺实现方式--装配工艺装配流程图$VISIOCORPORATION操作检查等待运输图示说明111109876543212$VISIOCORPORATION$VISIOCORPORATION$VISIOCORPORATION$VISIOCORPORATION软件工作流程Step1导入PBOMStep2选择部件BOMStep3自动生成流程基图Step4人工调整装配顺序Step5插入必要的工序Step6联接工艺卡片Step7编辑工艺卡片Step8生成工艺路线单按以上步骤循环最终生成总装工艺特色：图示与结构树实现方式--工艺设计流程与评审产品设计阶段实现方式--工艺设计流程与评审产品工艺设计阶段实现方式--工艺设计流程与评审产品工艺设计阶段实现方式--工艺设计流程与评审产品试制阶段实现方式--工艺设计流程与评审产品小批试制实现方式--工艺设计流程与评审产品批量生产七、国内外CAPP发展状态(国外)由于加工自动化程度高，CAPP已经从“填表式操作指导书编写系统”发展到“从可重复使用的对象中创建详细的工艺路线、工序安排和操作指导”，支持“无纸化制造”模式。八、国内外CAPP发展状态(国内)1.部分企业的工艺设计仍然采用手工设计的方式2.有些企业自己在Word、Excel或AutoCAD上绘制出工艺卡片的空白表格，在此基础上进行工艺规程的设计。3.部分企业已充分认识到工艺设计的重要性，并购买了部分商品化的CAPP系统，但由于企业对CAPP的认识还存在一些误区，所选系统具有很大的局限性，CAPP的应用还不尽如人意。九、对CAPP的四种错误理解之一只是出卡片的工具1.制造业信息化过程中数字化系统中CAPP是连接CAD与CAM之间的桥梁与纽带。2.集成化的CAPP系统核心是工艺数据与数据库。CAPP系统必需能够生成工艺数据并进行管理而不只是完成工艺卡片的填写。对CAPP的四种错误理解之二可以实现自动化1.工艺设计是一个典型的复杂问题，所涉及的因素是大量的而且是错综复杂的。2.工艺设计对使用环境有着极大的依赖性，导致工艺设计具有很强的动态性和经验性。通用的自动化的CAPP系统还只能处于研究阶段，而无法应用到实际当中。目前CAPP当中的A是辅助（Aided）而不是自动化（Automatic）。对CAPP的四种错误理解之三只有编制工艺文件的人需要1.广义的CAPP覆盖了整个工艺部门的工艺数据的生成与管理范畴2.其外延伸扩展到生产管理等环节，为这些环节和部门提供数据因此，包括作业计划、产品设计、劳动工时和工艺管理等各种不同岗位都能从CAPP系统中受益。对CAPP的四种错误理解之四不用考虑和其他系统的兼容/集成1.工艺数据是指导企业生产活动的直接依据，被生产部门和管理部门大量使用2.工艺数据的生成过程与产品设计数据紧密关联这就注定CAPP系统必须与ERP/PDM能够集成，才能保证企业各部门能够有序的协同工作，最大限度的提高生产效率，降低生产成本。十、CAPP的体系结构2D/3DCAD模型PDMERP参数表管理工艺BOM管理基础数据维护工艺资源管理文件模版定制用户/权限管理加工工艺图形文件装配工艺工艺设计工艺数据库工艺数据管理报表管理典型/通用工艺工艺图册管理工艺数据输出视图管理工艺路线外部数据库工艺资源数据库十一、CAPP系统的解决方法工艺数据工艺文件数据访问安全控制数据有效性控制数据管理员定制工艺模板基础数据库卡片发布……其他部门人员工艺文件浏览进行工艺数据的集中管理、共享，使组织的利益能得到持续保障系统管理员权限设定领导量化考核检查数据报表查询、浏览卡片编制编制报表……设计人员工艺路线典型工艺十二、CAPP给企业带来什么？促进企业质量体系的有效实施更短的技术准备周期更全面、准确的工艺数据更规范、有序的工艺管理更标准、高效的工艺设计更强的市场潜力和竞争力十三、CAPP实施要求要结合并遵循企业的质量保证体系严格的实施过程管理规范的工作文档管理全企业的工程技术人员的共同参与CAPP在株航的应用1、CAPP系统配置2、用户权限管理定义CAPP系统人员、组、角色用户：组：指车间或单位，并把用户放在对应的组里角色：指权限的集合，如工艺员、工艺室主任、主工艺师、主管工艺处长、副总师等按组给工艺人员分配角色3、定制工艺文件模板（包括BOM信息来源）4、工艺基础数据维护建立基础数据库，定义工艺文件模板与数据库的关系5、工艺参数表管理6、权限模块：定义工艺文件模板与资源库的使用权7、工艺报表设计系统总体介绍：模块组成工艺文件编辑用户角色管理工艺简图绘制工艺文件定制工艺参数表管理工艺BOM管理工艺图册数据广播关系工艺数据浏览器基础数据维护工时材料定额计算工艺系统配置十四、CAPP在株航公司实施的情况CAPP使用步骤1工艺BOM导入和编辑目前明细表主要从autocad设计图纸提取和PRO/E三维图提取，采用手工编辑的方法修改；元件目录表主要采用导入的方式;2编制工艺文件工艺文件的编制，工艺文件的借用;3生成工艺报表各种报表的生成，注意产品报表和工艺报表的区别，批次报表的生成;4文件成册5工艺文件打印以成册文件的打印为主工艺文件编辑模块1、工艺文件编辑界面介绍2、产品和工艺结构树的显示及零部件属性3、工艺文件的编制4、零件和部件的工艺文件借用5、工艺卡片的另存6、工艺文件的查找按设计信息查找（标题查找和明细查找）、工艺信息查找7、工艺文件的下载与导入8、本地工艺文件的建立与导入工艺文件编辑界面部件工具条下拉菜单零件标准件图纸未入库当