CAPP系統的工藝設計過程管理存在問題與對策分析

劉 丹 劉 冬 高成剛

(沈陽興華航空電器有限責任公司制造技術部 遼寧 沈陽 110144)

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CAPP系統的工藝設計過程管理存在問題與對策分析

劉 丹 劉 冬 高成剛

(沈陽興華航空電器有限責任公司制造技術部 遼寧 沈陽 110144)

隨著現代企業信息化的不斷推進，CAPP(計算機輔助工藝規劃)系統已經成為企業最重要的管理系統之一。CAPP系統可以解決傳統工藝設計過程中存在的效率低、周期長、質量波動大等問題，直接決定了零件從毛坯到成品的制造過程。基于此，針對目前企業的工藝設計過程缺乏協同工作的組織、控制與協調等問題進行深入的分析，并提出了相應的對策，為提高現代制造企業工作效率、縮短產品開發周期、快速響應市場提供一條有效途徑。

CAPP;工藝設計過程管理對策

工藝設計是產品制造過程中極其重要的基礎性工作，是一個將產品結構設計數據轉換成面向制造的指令性數據的重要環節[1]。它起到了承上啟下的橋梁作用，連接設計、制造及生產管理，始終貫穿于產品制造的全過程，直接對產品的性能、質量、成本以及生產效率等方面都有重要影響。因此，本文針對目前企業現有CAPP系統在工藝設計過程管理存在的問題進行深入分析，提出相應的對策，為企業縮短研發周期、降低成本提供一條有效途經。

一、企業現有CAPP系統的工藝設計過程管理存在問題分析

(一)工藝過程設計忽視“協同”因素

目前現代化企業的制造過程，不僅需要其工藝設計系統達到模塊化、通用化，同時更需要工藝設計員間或與其他部門人員的協同工作、甚至是與其他合作企業(或用戶)間的協同工作。尤其針對復雜產品的工藝設計，更需要工藝設計人員與研發、制造、計劃等部門進行協同工作，共同完成產品的工藝過程設計[1-2]。然而，目前企業現有的工藝設計系統(如：CAPP等)[3]，僅是實現了工藝設計的通用性和模塊化，而工藝設計過程中的協同因素卻往往被忽視了，導致工藝設計過程中缺乏協同工作的組織、控制和協調，影響產品的開發周期。

(二)協同工藝設計過程中的數據難于管理

在協同工藝設計過程中，既要從研發設計、設備等部門獲取數據，又要向制造、裝配、售后等部分傳輸數據，因此，在協同工藝設計過程中的數據類型多種多樣。同時由于協同工作的原因，可能使多人對同一工藝數據進行修改，從而導致工藝數據有多個版本，數據一致性差，難于管理。

(三)工藝設計過程缺乏對實時群體交互的支持

目前，企業的產品結構越來越復雜，從而導致其工藝過程也較為復雜。所以，對于復雜產品的工藝設計過程，不僅需要多個工藝設計人員協同完成，還需要其他部門(如：研發、制造、計劃，甚至包括用戶)共同協作完成。而企業現有的CAPP系統，僅支持工藝設計人員將零件設計圖紙轉化為工藝文件，不支持多人并行、協同完成產品的工藝過程設計，這極大影響了產品的開發效率。

二、完善CAPP系統的工藝設計過程管理的對策

(一)構建跨部門的協同工藝設計小組

企業根據每個產品對應研發設計人員、工藝設計人員、制造人員、裝配人員以及售后服務人員，甚至包括用戶，構建跨部門的工藝設計小組，從而保證產品在工藝設計階段就能發現制造、裝配過程中潛在的問題，并能及時解決。甚至通過用戶參與工藝設計，可以在工藝設計階段發現產品在使用過程中可能發生的失效風險，從而避免產品存在使用缺陷的風險。從而大幅減少了工藝設計更改的次數，縮短了產品開發周期，提高了產品質量。

(二)有效建立工藝數據訪問與權限管理機制

在進行協同工藝設計過程中，在多人協同工藝設計時，應建立工藝數據訪問控制機制、有效分配工藝數據訪問權限，擁有相應權限的工藝設計人員，才能對工藝數據進行建立、更新，不僅避免多用戶管理而導致的數據復雜性，還能夠避免工藝設計人員管理誤差帶來的CAPP系統安全隱患，從而也保證工藝數據的一致性。在此基礎上，構建工藝數據的交換途徑，提高工藝數據的可交流性，實現工藝與設計、生產等其他相關部門協同。

(三)構建基于CSCW的協同工藝設計平臺

計算機支持協同工作(computer-supported collaborative work，CSCW)技術[4]，即有效利用計算機、網絡信息技術，能夠支持跨部門、跨地域的用戶構建動態小組，并進行交互與協同工作。因此，要實現協同工藝設計過程管理，需要構建工藝設計過程的CSCW環境，而CSCW環境主要是包括如下層次：

通信層為協同工藝設計人員對某一產品進行多人協同工藝過程設計時，提供了異步通信工具和同步通信工具集，實現異步的產品圖紙與工藝文件的瀏覽與批注、召開小組網絡會議、論壇等。

信息層在協同工藝設計全過程中，能記錄工藝設計的進程并允許協同工藝設計人員容易查閱產品、設備以及用戶的共享信息。實施時，還應充分考慮傳統的工藝資料，以及安全機制。

協同工作層為各協同工藝設計人員提供共享的工作空間，使他們能就某一共同的目標實現工藝過程協同編輯、工藝路線討論以及工藝參數的優化等。

應用層為面向跨部門、跨地域的協同工藝設計活動模型的交互層，能夠有效將工藝設計的功能和應用程序組合起來，為工藝設計人員提供較為便捷的協同環境。

三、結束語

綜上，CAPP系統是現代企業銜接設計與制造的關鍵環節，直接影響產品的性能、成本與質量。因此，本文通過分析我國企業現有CAPP系統的工藝設計過程管理存在的問題，提出了有效對策，為企業能夠滿足復雜產品的多模式協同工藝設計要求，同時提高產品工藝設計的智能化、協同化與實用化水平開辟了一條有效的途徑。

[1]王嬋.敏捷制造模式下產品型中小企業的協同工藝設計.產業與科技論壇, 2012, (1): 75-76.

[2]王桂靜.協同工藝設計與管理技術研究與實現[D].西北工業大學, 2005.

[3]Wang Lihue, Shen Weaning, Xie Helen, Neelam kavil Joseph, Pardasani.Collaborative conceptual design-state of the art and future trends[J], Computer-Aided Design, 2002, 34(13): 981-996.

[4]王宏典，張友良．面向先進制造的CSCW研究與實踐[J]．中國機械工程，1998, 9(10):27-29．