中小機械企業CAPP系統應用及探討

摘 要：目前，國內中小機械企業雖然在一定程度上有所發展，但其生產管理和經營狀況不樂觀。生產裝備簡單落后，生產過程及管理不規范，生產周期得不到保障，產品附加值偏低。針對這些問題，本文提出利用CAPP系統軟件來進行工藝設計，同時規范企業的工藝管理，提升企業的設備和資源的利用率，加快產品的生產周期，提高產品附加值。通過一段時間對我廠工藝資料的收集和整理，以及CAPP系統軟件應用，我廠的工藝設計水平得到了提高，工藝技術資源得到了很好的應用和共享，產品的設計速度得到了提升，生產管理過程得到了規范。

關鍵詞：中小機械企業 工藝設計與管理 CAPP系統

中圖分類號：TH162 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0129-02

（1）目前，中小型機械企業大部分屬單件小批、多品種生產，每個企業都已基本形成一套適應工廠產品生產加工的工藝方法和習慣[1]，但在生產工藝管理上，不規范，標準化程度低，重復勞動大，生產周期長，返修率高，責任不明。在制造工藝上，中小機械企業具有很大的繼承性，制造過程主要依賴經驗；而工藝部門為弱化部門[2]，基本上不存在工藝管理，操作工人主要依據設計部門所提供的圖紙及實際加工經驗進行加工、裝配。工藝資源管理不規范，共享性差；設計和準備工作過長，重復修改次數多；在制造過程中，工藝操作不規范，設備及工藝裝備的利用率無法保證，材料浪費嚴重；總體上來講，加工質量得不到保證；生產效率，產品附加值低，生產周期長，企業的發展也受到很大的限制。

（2）利用CAPP系統實現工藝文件管理的意義：對中小型機械企業，利用CAPP系統實行工藝技術管理具有較大的現實意義與實用價值。

①實現工藝資源的共享[3]，規范工藝技術資料。由于CAPP系統軟件的需求，首先必須將企業所以有關的工藝技術資料進行收集和整理，按要求分類管理，這樣，一些零散的不被重視的隱性資料都能通過這次資料的收集和整理中顯現出來，形成規范的、可以共享和利用的顯性資料。另外，還可以對規范企業工藝技術文件的管理。

②明確員工的工作職能，加快產品設計和準備過程。利用CAPP系統軟件，通過資源和數據的共享，及CAPP系統權限的設置，能快速的提供和計算有關數據，合理的分派工作任務和職能，加快產品的設計過程，降低修改率。每次設計和選型的數據都能實現共享，為下次的設計工作留下不可缺少的資源。

1 我廠在實施CAPP前的生產現狀及對CAPP系統的要求

我廠屬于典型的單件小批生產企業，在市場競爭日趨激烈的情況下，我廠產品更新加快，品種增加，盡管這些產品有很大的繼承性，但設計人員不得不把大量的時間耗費在更改圖紙上及生產加工修訂上，設計部門與工藝部門交流主要通過圖紙，技術人員查找圖紙頻繁，雖然如此，加工出現的錯誤率還是比較高，責任不明，加工后零件誤差大，產品生產周期長，事故率高。由于這種只有生產圖紙為參考的所進行的加工生產，沒有規范的，合理的工藝文件及其它管理文檔，導致工藝技術管理混亂，工藝知識流失KnSb5ZzhvudsJhU/zPKqHA==嚴重，資源得不到合理利用，產品質量得不到保證，產品返修率高，交貨期不能保證。

2 CAPP系統軟件的類型與特點

（1）CAPP（Computer Aided Process Planning）計算機輔助工藝設計，是借助于計算機軟硬件技術和支撐環境，制定機械產品加工和裝配的工藝過程。隨著信息化技術的發展，CAPP軟件的應用也得到了不斷的更新和發展。目前，新一代CAPP工具系統在企業應用中取得良好的成效。我廠主要采用開目CAPP系統軟件來管理工藝技術文件。下面簡單介紹開目CAPP系統軟件的類型、功能、模塊及應用特點。

（2）類型：隨著信息技術的發展，CAPP系統也不斷的發展起來，目前，國內推出了不少商品化的CAPP系統，代表性的有：開目CAPP、天河CAPP、思普CAPP、金葉CAPP、大天CAPP、艾克斯特CAPP、天喻CAPP。并分別在企業得到了應用。就CAPP系設計工藝過程的方式不同，CAPP系統主要有幾種類型[4]。

①檢索型（Retrieval）：事先將設計好的零件加工工藝規程存儲在計算機中，在編制零件工藝規程時，根據零件圖號或名稱等檢索出存有的工藝規程，獲得工藝設計內容。

這類CAPP系統自動決策能力差，但最易建立，簡單實用，對于現行工藝規程比較穩定的企業比較實用。檢索式CAPP系統主要用于已經標準化的工藝過程設計。

②派生式（Variant）：以成組技術為基礎，按零件結構和工藝的相似性，將零件劃分為零件族，并給每一族的零件制定優化的加工方案和典型工藝過程。

派生式CAPP系統實質上是根據零件編碼檢索出標準工藝，并在此基礎上進行編輯修改，系統構建容易，有利于實現工藝設計的標準化和規格化，而且有較為成熟的理論基礎（如成組技術等），故開發、維護方便。 此類系統比較實用，發展較快，取得了一定的經濟效益。

③創成式（Generative）：系統能根據輸入的零件信息，通過邏輯推理、公式和算法等，作出工藝決策而自動地生成零件的工藝規程。

創成式CAPP系統是較為理想的系統模型，但由于制造過程的離散性、產品的多樣性、復雜性、制造環境的差異性、系統狀態的模糊性、工藝設計本身的經驗性等因素，使得工藝過程的設計成為相當復雜的決策過程，實現有一定適應面的、工藝完全自動生成的創成式CAPP系統具有相當的難度，已有的系統多是針對特定的零件類型（以回轉體為主）、特定的制造環境的專用系統。

④混合式（Hybrid）：融合了派生式和創成式兩類CAPP系統的特點。

混合式CAPP系統常采用派生的方法首先生成零件的典型加工順序，然后再根據零件信息，采用邏輯推理決策的方法生成零件的工序內容，最后再人機交互式地編輯修改工藝規程。目前混合式的CAPP系統應用較為廣泛。

⑤基于知識的專家系統（Expert System）：創成式CAPP系統主要區別在于工藝設計過程的決策方式不同：創成式CAPP是基于“邏輯算法+決策表”進行決策，專家系統CAPP則以“邏輯推理+知識”為核心，更強調工藝設計系統中工藝知識的表達、處理機制以及決策過程的自動化。

⑥集成化CAPP系統（Integrated）：隨著CIM概念的提出和CIMS 在制造領域的推廣應用，面向新的制造環境的集成化、智能化以及功能更完備的CAPP系統。

目前，我廠要求CAPP系統軟件除了具有設計單件小批零件工藝文件的需要，還主要考慮的是工藝技術資料的管理、應用與共享。根據這個特點，我們主要采用的是派生式的CAPP系統，一方面，能滿足我廠鏈輪及軸類零件加工工藝過程的編制；另一方面，能提供產品的快速設計、規范的加工、簡明的安裝調試的功能。

（3）特點。

①集成化。開目CAPP可以通過DWG、DXF、IGES等接口與其他多種CAD軟件集成，也可以和多種PDM軟件集成。還可以和國內外各種ERP軟件集成。

②實用化。工序簡圖生成方便，可以直接提取零件的外輪廓和加工面，并提供夾具庫?？梢圆迦攵喾N格式的圖形、圖像。并可以對其編輯。具有內置的“電子手冊”?？梢暂敵鏊械墓に囄募瑘D形文件或指定的工序卡片。

③工具化。是一種“柔性工具”，用戶可以進行可視化配置。自帶繪圖系統，可以任意繪制各種工藝表格和工序簡圖。用表格定義和工藝規程管理器可以任意設計各種類型的工藝文件。利用工藝資源管理器和公式管理器可以任意創建工藝資源和公式?？梢匀我鈩摻ㄗ约旱牧慵诸愐巹t，每一類可以建立一個典型工藝。

3 開目CAPP在我廠實施的過程

（1）針對企業要求與CAPP系統的需求，我們以已生產的兩類典型產品（埋刮機與斗提機）為依據，收集整理了設計與車間工藝數據、工程圖紙。收集有關資料類型如表1。

在此基礎上，利用CAPP系統軟件建立工藝管理數據庫，為實現企業資源共享和工藝管理與設計打下基礎。

（2）繪制工藝表格：有些表格形式已通過EXCEL格式存檔，運用CAPP系統直接調用原有的工藝表格，并進行簡單的修改；

（3）建立工藝資源庫：把已收集和整理好的資料，在CAPP系統利用工藝資源管理器建立。

（4）定義工藝表格：定義工藝表格的填寫內容、填寫格式、對應的庫文件。

（5）按工藝規程管理表格：為各種工藝規程配置工藝過程卡、工序卡、封面及續頁。

（6）建立公式庫：在公式管理器中建立CAPP中用于計算的各種公式。

安裝調試成功后效果如下。

4 結語

經過這次工藝技術文件的收集整理及CAPP系統的應用，我廠有關工藝資源基本收集起來，并實現了共享，提高了企業的管理和設計效率；此外，CAPP系統的應用，基本能解決我廠軸類零件、鏈輪類零件工藝規程的編制；CAPP系統合理設置，使企業管理人員、設計人員實現了更好的進行交流。不足之處，目前，CAPP系統在我廠應用還初步階段，有關員工還需要一段時間的培訓與適應；另外，我廠在裝配工藝的有關環節利用目前的CAPP系統還不能得到很好的解決，裝配過程中的焊接、油漆及其它一些精度要求還不能滿足要求。

參考文獻

[1]李智勇.SGP-CAPP軟件的開發及應用.傳動技術（四川），1992（2）.

[2]田淑瓊.淺析機械生產制造企業的生產管理.中國城市經濟，2010（5）.

[3]顧士華.企業CAPP應用分析.制造業自動化，2000（10）.

[4]卞敏.淺談CAPP系統的類型及原理.科技咨詢，2011（1）.