淺析CAPP在軌道工程機械生產應用

朱紅飛

【摘? 要】應軌道工程機械行業的快速發展，客戶對產品的質量提出更高的要求。如何在創新的基礎上高質量、高效率完成產品，現公司工藝過程設計大多處于手工、單機模式，已與PDM產品設計過程脫節，為提高工藝過程設計水平，實現工藝設計過程信息化、系統化，進行CAPP工藝研究。

【關鍵詞】CAPP;工藝研究;應用;發展意義

1.概述

產品工藝設計是聯系產品設計和產品制造的橋梁，是生產過程中的重要環節。生產過程中的加工工藝信息，描述了從原材料、半成品開始，各種物料在各個階段的處理方法和過程，內容包括工藝規程、作業指導書、工藝卡、工裝夾具、工時定額、材料定額、數控加工程序等。加工信息對產品生產過程的技術組織和管理具有關鍵作用，對產品質量和制造成本具有極為重要的影響。

CAPP（computer aided process planning）計算機輔助工藝設計系統，它的作用就是利用計算機來進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。它是通過向計算機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），有計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內容等工藝文件的過程。

現階段工藝部門接到新車型設計圖紙時起，根據歸檔圖紙生產車間的大屬性分工，首先由個專業室進行工藝性審查，其中包括圖紙正確性及加工合理性，隨后各專業室根據圖紙運用Excel及CAD軟件手動根據加工分工進行各自工藝文件編制、BOM數據轉化;定額室依據圖紙進行材料定額、工時定額制定，后續應用金蝶K3系統下達生產計劃，各生產車間按生產投料單領料、依據設計圖紙及工藝文件進行施工，最后在領料完成后報工，財務進行費用成本數據基礎。

2.存在的問題及難點

運用現有工藝手段存在以下的問題及難點：

（1）工藝數據匯總 ;（2）對工藝人員要求高 ;（3）勞動強度大，效率低 ;（4）難以保證數據的準確性 ;（5）工藝設計優化、標準化程度不高 ;（6）利用CAD圖形信息困難 （7）無法積累重用工藝經驗; （8）無法適應信息化發展 。

3.公司運用CAPP系統的定位

CAPP的組成：（1）控制模塊。控制模塊的主要任務就是協調各模塊運行，是人機交互的窗口;（2）零件信息輸入模塊。可用此模塊實現從CAD系統直接獲取信息;（3）工藝工程設計模塊。進行加工工藝流程的決策，產生工藝過程卡，供加工及生產部門使用;（4）工序決策模塊。生成工序卡，對工序件尺寸進行計算，生產工序圖;（5）工步決策模塊。對工步內容進行設計，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。調用NC指令代碼系統，產生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）加工過程動態仿真。可對加工過程進行模擬，檢驗工藝的正確性。

CAPP促進了工藝標準化建設，實現了與企業其他應用系統CAD、PDM、ERP等的集成，可有力促進企業信息化的建設。

CAPP（computer aided process planning）計算機輔助工藝設計，給予了傳統工藝工作難題的最優解決方案、工藝圖表的集成化設計、工藝文件在PDM系統中的管理、工藝匯總表、信息導入具有以下的應用優勢：

可以使工藝人員從繁瑣重復的事務性工作中解脫出來，進行創新性的工藝設計工作迅速編制出完整規范的工藝文件，提高工藝設計人員效率，提高工藝設計質量，并為制定先進合理的工時定額、改善企業管理提供科學依據逐步實現工藝設計的自動化及工藝過程的規范化、標準化與優化逐步積累工藝設計知識，從根本上改變工藝設計依賴于個人經驗的狀況縮短技術準備周期，提高產品制造質量，縮短整個產品開發周期，降低產品制造成本搭建設計與制造的橋梁，促進企業信息化、數字化。

4.現今CAPP系統應用情況

綜合各方面應用情況，目前CAPP的應用主要有以下問題：

（1）應用范圍偏窄

CAPP系統主要在以零件為對象的機械加工工藝的應用，未能應用到產品全生命周期內工藝的應用，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）應用深度較淺

CAPP不僅能實現工藝工作的電子化、標準化，最主要的還是工藝設計和工藝知識的積累。只有在實現前者的基礎上，通過CAPP系統對工藝設計和經驗的積累，才能實現工藝技藝的傳承。而在這一點上，是我們應該重點關注的！

（3）滯后于研發設計

目前研發設計已全面使用三維軟件進行，而CAPP系統還是基于二維繪圖軟件的工藝設計

（4） 與其他應用系統的集成度不高

工藝是設計與制造的橋梁，工藝應用CAPP后勢必要與上游研發所用PDM（產品數據管理系統）、下游ERP（企業資源計劃系統）乃至MES（面向制造企業車間執行層的信息化管理系統）進行集成。

（5）二次開發功能不高

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

5.目前與公司現狀的結合分析

面對日益殘酷的市場競爭及客戶日益個性化的要求，如何能既快又好的生產出可靠的產品，無疑將是對我們最大的考題。

因此我們必須在提高設計研發能力的同時，增強工藝設計能力，提升工藝信息化管理能力，才能縮短制造周期，提高生產質量。

結合公司目前生產現狀，應用CAPP這一工藝信息化管理系統，工藝設計方面個人認推薦重點應用裝配工藝、焊接工藝、機械加工工藝模塊。

然而，工藝信息化到底離我們有多遠，我們還需要做哪些工作才能使CAPP系統應用于生產;，CAPP系統作為信息化工藝設計系統平臺，個人認為，首先需要確定后續應用CAPP系統與現有公司上線PDM（Product data management）產品數據管理系統的接口，實現設計圖紙產品的信息化到工藝設計的信息化連通，雖然在PLM系統里面有涉及工藝部分，但因側重點的不同，建議運用CAPP進行工藝設計、工藝文件編制、BOM數據轉化、材料定額、工時定額編制，最終輸出生產應用的各種信息數據。來指導生產，以及最重要的是核算制造成本。實現CAPP及PDM成功連接后可進一步進行產品全生命周期管理系統（PLM）。

其次就是與現有金蝶K3系統（ERP（enterprise resources planning）的一款軟件，以成本管理為目標，計劃與流程控制為主線，建立企業人、財、物、供、產、銷科學完整的管理體系。它的定位為財務軟件，主要有八大模塊子系統：財務管理、供應鏈管理、生產制造管理、銷售與分銷管理、人力資源管理、辦公自動化、客戶關系管理、商業管理等）的結合，。

最主要的要預留CAPP二次開發的功能，更好的適應公司未來的發展及個性化需求，為公司整個精益戰略的實現提供保障！

6.結束語

綜上所述，作為工藝設計的信息化平臺，已成為一種利用自動生成零件加工工藝信息，解決傳統手工工藝設計缺陷的重要工具和手段！簡而言之，就是運用CAPP進行工藝設計和MBOM制作，輸出工藝文件，提高現有手工MBOM制作正確率及效率。實現工藝文件的標準化！提高工藝設計能力，大大縮短產品研制周期，進一步提高產品競爭力！

隨著全國“十三五”規劃，中國制造2025及互聯網+戰略的提出，無疑又是給工藝信息化發展的強勁助力！提高制造水平，實行CAPP工藝信息化設計已勢在必行，也將是未來工藝發展的必然趨勢。

參考文獻

[1] 杜兵兵 《CAPP在單件小批機械制造企業中的應用》山東大學 2013年