CAPP应用三部曲 - 文章

CAPP应用三部曲

作者：中国机械与金属陈宗舜

制造业信息化包括产品开发信息化CAD/CAE、工艺设计信息化CAPP、制造过程信息化CAM、产品数据管理信息化PDM与经营管理信息化ERP，其中工艺设计信息化CAPP是CAD/CAM与ERP的桥梁，为了企业建立与应用好CAPP系统，必须进行三项基本工作，或称三项工作过程，可以称为CAPP应用三部曲，本文介绍企业应用CAPP三部曲。

建立系统目标

要做好任何事情，必须明确为什么要做？这就是说要明确进行事情的目的，只有明确进行事情的目的，才能做好工作，这是常识。从理论上讲：近代科学──系统工程指出，要建立一个系统，不论其大、小，都要建立系统目标，这是第一步，没有明确的目标，不可能做好系统开发与运行，更不可能取得实效。所以CAPP应用首先要建立系统目标，这是CAPP应用三步曲的第一部。企业应用CAPP目标是什么？下面做详细分析。

一、工艺人员的目标

简化工艺文件的编制，提高工作效率，提高工作质量，从繁琐的手工作业、重复劳动中解放出来，使自己有更多时间从事创造性劳动或学习，提高自己的工作能力与知识水平。

二、工艺部门的目标

缩短工艺准备周期，实现工艺设计的简化、规范化、标准化，提高工艺文件的质量，为企业生产提供优化工艺信息，简化工艺准备与工艺文件的管理，适应企业信息化的需要。

三、企业的目标

缩短生产技术准备周期，降低制造成本，为ERP提供合格的优化工艺信息，为CAD提供DFM、DFA工艺信息与数据，优化产品设计，为企业信息化起到承上启下的桥梁作用。

四、CAPP系统的目标

综合以上个人、部门及企业的目标，成为CAPP系统的目标：

（1）优化工艺设计，使企业生产系统获得合理、优化(安全、可靠、经济、快速)的制造工艺信息；
（2）改变工艺设计因人、因时造成的多样化，使工艺设计实现规范化、通用化、标准化；
（3）缩短工艺技术准备周期；
（4）减少工艺人员的重复劳动，从事创造性劳动；
（5）实现工艺系统内部的集成(工艺路线编制，工艺规程设计、材料、工时定额计算，工装设计)，简化工艺准备与工艺文件的管理；
（6）为MRP-Ⅱ/ERP提供计算机内部优化、规范的工艺设计信息，促进CAPP/MRP-Ⅱ(ERP)的集成，为MRP-Ⅱ/ERP实现优化生产管理打下基础；
（7）实现CAD/CAPP/NCP的集成。
（8）为实现以PDM为基础的企业信息集成提供工艺数据。

踏踏实实地做好工艺设计的规范化、标准化工作，这是CAPP应用三步曲第二部

一、工艺设计的规范化、标准化工作是CAPP系统的基础。从国外开发应用第一个CAPP系统起，直到人工智能、专家系统的应用，CAPP系统都是建立在工艺设计规范化、标准化的基础上。从国内上个世纪80年代开始直到目前应用成功，并取得实效的CAPP系统，无不建立在工艺设计规范化、标准化的基础上，计算机及其所有软件都是实现目标的工具，没有优化的工艺设计基础，最先进计算机软硬件也无法发挥其作用。

二、工艺设计的规范化、标准化工作是提高企业工艺工作水平的必由之路，是落实中央提出信息化促工业化方针的具体内容之一。中央提出信息化促工业化方针，用信息技术改造传统企业，要求通过信息化，改变不适应企业现代化的、传统落后的一切思想、制度与方法，企业工艺工作通过应用CAPP开展工艺设计的规范化、标准化工作，完全体现中央提出信息化促工业化的方针和用信息技术改造传统企业的要求。

三、工艺设计的规范化、标准化工作内容：

(1) 产品工艺工作的流程规范化、标准化

机械制造企业赋予产品工艺工作的任务是：为生产的产品制定既经济又安全并能保证质量、快速完成产品制造的工艺方案、工艺路线、各工种的工艺规程、材料定额、工时定额及工装设计等工艺文件，这些工艺工作包括铸、锻、铆、焊、热处理、机加工、装配等多个专业，它们互相都有严格的内在关系。产品工艺工作的流程，就是根据这些严格的内在关系，合理组织各专业工艺人员，在最短时间内完成各项工艺文件的编制。所以产品工艺工作的流程合理与否将影响各项工艺文件按期完成的时间与质量。产品工艺工作的流程规范化、标准化应以产品为核心，以工艺路线为依据，根据工艺路线安排工艺工作的流程，这一问题一般大型企业比较规范，但许多中、小企业比较紊乱，中、小企业占我国机械制造业80%以上，所以在推广应用CAPP时，对开展产品工艺工作的流程规范化、标准化必须予以重视。

(2) 工艺路线的规范化、标准化

在技术管理上，产品工艺工路线是面向产品，联接各专业工艺、各生产部门的技术文件。上与整个产品设计有关，下与每一个零部件制造的所有工艺文件有关，既是工艺工作流程的依据，也是各专业工艺联接的纽带。

在管理上，产品工艺工路线是各生产部门分工的依据，也是企业生产管理、财务管理、人力资源管理、设备管理、能源管理的依据。

所以必须制定工艺路线的规范、标准，使整个企业技术管理、生产经营管理规范化、标准化，达到最优化。

(3) 工艺规程的规范化、标准化

工艺规程包括铸、锻、铆、焊、热处理、机加工、装配等项工艺规程，它包含加工工序的顺序，每一工序使用的设备、工装、加工内容与要求，因此工艺规程的规范化、标准化必须包括加工顺序规范化、标准化；设备、工装选择规范化、标准化；加工余量的规范化、标准化；工艺要求的规范化、标准化，这些是生产工人操作的依据，也是基层生产管理的依据，是达到加工质量、效率的指导性文件。只有工艺规程的规范化、标准化，才能使生产工人操作优化，才能使基层管理优化。

(4) 材料定额的规范化、标准化

材料定额规定零件毛坯的余量与毛坯尺寸，不但与毛坯制造、下料、材料采购有关，而且是保证零件加工质量与效率的重要因素，因此与生产工人操作、零件成本息息相关，所以材料定额必须规范化、标准化。

(5) 工时定额的规范化、标准化

工时定额不但是对生产工人效率的要求与考核的依据，而且是各级生产计划、生产成本、人力资源管理、设备管理、能源管理的基础数据，只有工时定额的规范化、标准化，才有可能提高工时定额的准确率，也只有相对准确的工时定额，才能对生产工人准确的考核，保护生产工人的劳动积极性，保证生产计划、生产成本、人力资源管理、设备管理、能源管理工作水平的提高，从而优化整个企业经营管理。

(6) 工艺信息代码化与代码的规范化、标准化

以上5个方面提到是工艺设计内容的规范化、标准化，为了适应企业信息化要求，使CAPP系统不但能适应常规工艺工作的要求，也能起到为MRP-Ⅱ/ERP提供计算机内部的优化、规范的工艺设计信息，促进CAPP/MRP-Ⅱ(ERP)的集成，所以工艺设计的规范化、标准化必须包括工艺信息代码化与代码的规范化、标准化。因为目前我们使用计算机还是数字计算机，处理的信息基本是数字或字符，只有将信息代码化，才方便计算机处理。另一方面，企业信息化后，信息系统在计算机网络上运行，互相传递的信息不能再是传统的纸质文件，而是计算机内部规范化、标准化的代码。

工艺信息代码包括：工艺路线代码、设备代码、工装代码、工序代码、工艺规程代码、零件加工分类代码、材料代码等。

(7) 工艺文件格式及种类的规范化、标准化

企业信息化后，对原来传统手工作业条件下工艺文件格式及种类必须做相应调整、修改。由于企业信息化实现了数据共享，除了与生产工人直接见面的工艺文件保留纸质文件外，其他部门不再要纸质的各种汇总表，只要提供计算机内的信息与数据。关于各种必须保留的文件格式也要方便计算机的处理。

以上这些工艺规范化、标准化的内容，实际上就是要把传统工艺标准化体系的内容，加上企业信息化的要求，改造成符合建立CAPP知识库、规则库、数据库的要求，并能应用CAPP程序自动调用知识库、规则库、数据库中的知识、规则、数据，贯彻到工艺设计中。

CAPP系统的开发（引进）与二次开发，这是CAPP应用三步曲第三部

应用信息技术、计算机技术建立与实施CAPP系统，达到CAPP系统的目标。这是CAPP应用三步曲第第三部，具体工作：

一、CAPP系统的开发或引进。开发或引进CAPP系统必须：

(1)明确对系统功能的要求

·能按规范编制工艺路线，或自动生成工艺路线及有关报表；
·已使用过的工艺信息能按零件特征进行检索，并进行人工编辑；
·对通用、标准的工艺设计信息能按零件特征进行检索，并进行人工编辑；
·对符合工艺规范的零件能利用工艺数据库、规则库进行自动编辑；
·从CAD图形中读取图形，在工艺系统平台上修改，或进行绘制；
·系统能自动计算材料、工时定额及汇总；
·能自动编制工艺路线、工艺规程、材料、工时定额有关报表；
·能与CAD/PDM集成运行，也能独立运行；
·能自动生成ERP所需各种工艺数据。

二、明确对软件性能的要求

·能实现系统的目标（可以按情况分步实现）。
·易学易用。
·运行稳定、可靠，既能单机运行也能联网运行。
·维护方便，便于系统的用户化及二次开发、扩充提高。
·对大批量生产，批量生产及单件中小批量生产工艺设计要求有不同的解决方案。
·系统能从检索、派生、直到自动生成，逐步升级。

三、明确对系统结构的要求：

1. 具有支持实现目标的基础、通用工艺数据库，包括：

·典型工艺路线库；
·典型(标准)工艺规程库；
·典型(标准)工序内容库；
·机床(设备)库；
·工装库。

2. 具有知识库(规则库)，包括：

·工艺路线规范；
·零件分类规范；
·加工路线规范；
·机床(设备)选用规范；
·工装选用规范；
·工艺参数规范；
·工序内容选用规范；
·材料、工时定额计算规范。

3. 具有零件信息、工艺信息描述规范及代码系统。

四、明确辅助工艺设计的方式

·对已使用过的工艺信息能按零件特征进行检索，并进行人工编辑。
·对通用、标准的工艺设计信息能按零件特征进行检索，并进行人工编辑。
·对符合工艺规范的零件能利用工艺数据库、规则库进行人工编辑及自动编辑。
·从CAD图形中读取图形，在工艺系统平台上修改，并进行绘制。

只有了解以上问题，才能开发或引进CAPP系统。

五、CAPP系统二次开发与试运行

二次开发与试运行必须熟练掌握系统的原理、处理模式、数据结构、推理过程及程序文本，这些内容一般在用户培训时进行，但是为了掌握原型系统，便于二次开发还必须详细阅读原型系统的文档与程序，掌握输入信息的方法。二次开发内容：

（1）工具型软件的二次开发。按照软件系统的结构，将各种规范、数据、标准、典型、通用工艺、图样建库（知识库、数据库、图形库）。

（2）原型化软件的二次开发。

·标准化了的工艺文件内容的适应性开发。
·工艺规则的补充与修改。
·设备、工装及生产部门数据的补充与修改。
·输入信息方式的修改或增加接口。
·输出格式、输出方法的修改或补充。

结束语

以上是CAPP应用三部曲，这是应用CAPP基本、必须的步骤，是我国从上个世纪80年代第一批应用CAPP的济南第二机床厂起至2003年东方锅炉厂应用CAPP的20多年的经验总结。在实施过程中目标可以根据各企业情况分解，项目内容、时间具体安排要根据各企业情况制定实施方案，也可以称“CAPP实施三部曲”，将另有一文论述。任何事情都有客观规律性，人们只能认识客观规律，按客观规律办事，才能取得事业的成功，否则不可能取得应有的效果。(end)

(投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2005-12-31，阅读2613次)

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