CAPP系統在電站輔機制造企業的實施與應用

劉俊琦,劉 暉,周成效

(上海電氣電站設備有限公司電站輔機廠,上海 200090)

1 概 述

在20世紀60年代末,CAPP(計算機輔助工藝設計)的研究與開發就已開始。隨著近年對CAPP技術進行了大量的探討和研究,無論在深度和廣度上都取得了很大進展。但與CAD、CAM等計算機輔助技術的開發利用相比仍有很大差距,CAPP在應用方面仍是薄弱環節。這是由工藝設計問題的復雜性和特殊性所決定的;同時,也受CAPP發展的大背景和指導思想的影響。特別是壓力容器產品材質和結構的多樣化,以及焊接工藝因素的復雜化,造成了焊接工藝設計的繁瑣和復雜。

隨著計算機技術的發展及其在各領域應用的普及,CAPP在現代制造業中,具有重要的理論意義和廣泛迫切的實際需求。CAPP系統的應用不僅可以提高工藝規程設計效率和設計質量,縮短技術準備周期,還能讓工藝設計人員從繁瑣重復的工作中得到解脫,可以更多地將精力投入到工藝試驗和工藝攻關中。CAPP系統的應用可以使工藝設計保持一致性和規范化,有利于推進工藝設計的標準化,也為適應當前日趨信息化的現代制造業的需要和實現計算機集成創造了必要的技術條件。

2 CAPP系統的實施方案

上海電站輔機廠有限公司系上海電氣集團所屬的大型骨干企業。目前,為實現企業在國際化競爭中做大做強的發展目標,開始了企業內部的一體化進程。為此,上海電氣集團統一推出并運行了SAP管理系統,要以管理一體化為載體,全面提升整個企業的管理效率和運行效率。

基于這些設計環境,在考慮CAPP系統方案時,就需從全局出發,在系統的規劃中要有高瞻性,要有統一主體框架,也要考慮基礎數據的可靠性。這種信息數據整合方式是把集成作為一種全局活動的要素,因此,需要是一個開放式的、廣泛的策略,能對所有和集成相關的問題有所預見,分析存在的關聯性,提供指導并定義優先權。確定方案時,整個集成系統應有一個統一的可擴展的結構,然后才關注現有應用,使集成系統具有良好的伸縮性。CAPP系統方案的定位,應基于SAP的整體方案下的工藝部門的信息化解決方案。

3 CAPP系統實施內容

日趨激烈的市場競爭要求企業能不斷推出新產品,企業對客戶的要求必須做出快速的響應。與此同時,產品的技術要求越來越高,交貨期也越來越短,所有這一切對企業的技術能力、工藝能力是個嚴峻的挑戰,手工編制工藝將無法適應殘酷的市場競爭,企業迫切需要建立工藝快速反應能力。計算機輔助技術能有效提高企業的技術能力,也是提高工藝設計效率的有效手段。同時,CAPP系統的實施,將進一步推動企業的信息化建設。

3.1 項目實施目標

根據電站制造企業工藝部門的信息化解決方案并結合SAP管理系統的要求,建立CAPP系統業務平臺后需實施的目標為:

(1)創立工藝管理平臺,通過網絡實現工藝資源共享。把計算機技術運用到工藝處的日常工作中,大力提高工藝設計效率,并能充分利用整合后企業內各類信息資源。

(2)建立工藝信息資源的快速查詢平臺。

(3)以工藝知識管理為最終目標,積累工藝數據、歸納標準工藝規程、沉淀具有核心競爭力的工藝技術。

(4)以工藝人員無須在兩個系統重復錄入工藝數據為目的,滿足SAP與CAPP系統對工藝數據的要求。

3.2 項目實施要求及平臺的建設

在著手進行CAPP系統方案的調研過程中,要清楚地認識到企業需要應用面廣、實用性強、集成性好的平臺型CAPP系統。應是一個以整個產品為應用對象,以產品工藝數據為中心的集工藝過程設計、工藝信息管理為一體的交互式計算機應用系統和開發平臺,通過提供功能通用、強大的編輯工具、工藝資源管理工具、計算工具、匯總工具、配置工具以及開發工具給予工藝人員最大的幫助,輔助工藝人員提高工藝設計效率和設計質量,逐步實現工藝設計及管理的自動化和信息化。

3.2.1 CAPP系統平臺的主要功能

CAPP工藝設計系統平臺能提供工藝設計時所需的常規工具,具備一些重要的功能特點。

(1)交互式工藝設計

系統的設計思路是基于任務樹完成對工藝文件的編制工作,而工藝文件基于產品結構來進行管理,是一個基于產品結構的集成應用平臺。CAPP采用交互方式生成工藝卡片,并利用適合本企業特點的工藝數據庫進行交互方式填充。

(2)權限管理系統

根據工藝處各專業組職責,定制相應的CAPP權限系統,保障用戶工藝數據的安全。權限系統是整個CAPP系統的運行核心,權限系統設置是否合理直接影響工藝人員的日常工作和對工藝人員、工藝文件的管理以及工藝數據的安全性。

(3)卡片系統

使用的卡片格式種類,包括工藝處各專業使用的工藝文件及日常管理文件,包含常規產品和核電產品。

(4)企業通用資源庫

建立企業的工藝裝備、設備庫等通用資源庫。用戶可在現有庫的基礎上,不斷補充或修正數據庫中的資源內容,以滿足用戶的設計需求。目前企業已經建成包括鉆頭、刀具、圓環、卡板等多種企業資源數據庫。

(5)定制各種匯總表

目前建成以產品樹節點、工藝過程卡為數據源的各類匯總表,用以滿足工藝設計的要求和本企業實際生產需要,包括材料定額消耗匯總、焊材定額消耗匯總、材料消耗工藝定額明細規格匯總、工藝裝備一覽表匯總等。

3.2.2 CAPP系統平臺定制開發程序

(1)零件清單創建產品結構樹程序

將工藝處零件清單轉換為CAPP所識別的格式,并通過相關接口轉換為CAPP產品結構樹。工藝人員在產品結構樹中添加各種相關的工藝文件,或利用產品結構樹的各種屬性和工藝文件內容匯總出各類工藝文件。

(2)企業資源更新工具

由于需與SAP系統集成運行,CAPP中所使用的各種物料均來源于SAP,因此CAPP物料信息的更新極為重要。該工具可以通過自動和手動兩種方式運行,確保CAPP物料信息與SAP保持一致。

(3)企業資源及時提醒

企業實行資源統一管理,編碼繁多,因此對編碼所對應的物料信息及時查詢非常重要。該工具在鼠標移至編碼附近時,即可顯示相關物料信息。

(4)工時匯總程序

工藝處車間工時匯總表數據來源于工藝過程卡中的工時數據,通過工藝處要求的匯總規則,匯總出指定產品的工時數據,并可按照車間分類匯總。

(5)工程計算器

具有公式計算和公式管理器功能,提供材料定額計算和工時定額計算公式庫,用戶可自行擴充專用公式。系統按公式定義自動計算,計算結果自動填入工藝文件。

4 CAPP的集成應用

現在的CAPP用戶,對軟件的需求也不再只關注軟件對工藝設計本身的功能要求,而是站在企業信息化建設的高度,更加關注單個軟件系統的集成性、擴展性,通用性和靈活性。

4.1 集成要求

CAPP系統的建設將以電站集團和上輔正在實施的SAP系統對工藝數據的要求而建,通過滿足SAP與CAPP之間數據交互的業務流程和兩系統接口數據的匹配等要點,達到本次項目集成的要求。

(1)CAPP系統內數據是SAP基礎數據的源頭,將提供滿足SAP所要求的工藝路線和材料定額數據。

(2)建成后的CAPP系統是工藝技術設計的工作平臺,將全面實現工藝處工藝管理、工藝過程設計、材料定額、工時定額的工作,大力提高工作效率和質量,最終沉淀和積累企業的核心技術。

4.2 業務流程

圖1 CAPP系統業務流程

信息系統集成的實質是數據的集成整合,其業務流程見圖1所示。CAPP系統也是企業產品設計與生產制造之間的信息橋梁,承擔著上接設計數據、下傳工藝數據給SAP系統的重要任務,成為企業信息化數據流轉不可或缺的關鍵環節,提供給SAP系統的工藝數據是否及時、準確,將直接影響到整個SAP系統功能的正常發揮。

在系統集成要求的基礎上,與各方達成共識,制定合理有效的CAPP-SAP集成設計方案。總體上采用靈活、有效的數據級集成的方案。因為兩個系統偏重的對象及工作模式不同,數據級集成可以使兩系統相對獨立,不相互限制,同時又能滿足數據集成共享的要求。

系統集成后,可避免業務人員在CAPP和SAP兩套系統中重復錄入數據,提高工作效率,實現CAPP產生的產品材料定額(工藝BOM)、工藝路線數據向SAP系統的流轉,達到了系統集成后的目的。

4.3 SAP/CAPP接口表開發

系統集成總的原則是:基礎物料庫由SAP統一維護、管理,CAPP系統只對物料數據進行查詢和利用;工藝BOM 、工藝路線的唯一數據源在CAPP,由CAPP完成這些工藝數據向SAP的流轉。

4.4 接口表的具體實施

(1)建立產品工藝路線接口表、產品材料定額接口表、CAPP物料主數據接口表。

(2)利用SAP的 RFC功能將產品工藝路線接口表數據直接保存到SAP系統。

(3)利用SAP的 RFC功能將產品材料定額接口表數據直接保存到SAP系統中。

(4)將設計部門的物料主數據庫中的數據,同步保存到CAPP物料主數據接口表中。

(5)物料主數據的同步可采用定時自動同步和手動即時同步兩種方式。

(6)產品工藝路線接口表數據、產品材料定額接口表數據向SAP系統的提交,也可采用定時自動提交和手動即時提交兩種方式。提交結果信息反饋給CAPP系統。

5 結束語

CAPP系統的成功實施,為企業創立了工藝管理平臺,通過網絡實現工藝技術資源的共享。將計算機技術運用到工藝制訂的日常工作中,提高了工藝設計人員的工作效率,也充分利用了整合后企業內的各類資源。通過設計清單數據處理及SAP系統與CAPP接口的實施工作,打通了工藝與設計、SAP的數據流轉通道,為企業整體的信息化建設打下了堅實的基礎。

[1]府大興.CAPP的發展狀況及趨勢[J].電子機械工程.2000.

[2]吳相石,李曉林.現代CAPP技術與發展趨勢[J].鍋爐制造.2003.

[3]張振明.現代CAPP的應用與發展趨勢[J].CAD/CAM 與制造業信息化.2004.