一．引言
济南二机床集团有限公司始建于1937年，是国家重点支持的520家大型企业之一， 主要产品有：锻压设备、金切机床、自动化设备、铸造机械、环保建材，数控切割机等六个门类各具竞争优势的产品。主导产品国内市场占有率达70%，并远销世界50多个国家和地区。
近几年来，随着企业的持续发展，企业领导层充分认识到：企业要在激烈的市场竞争中占据一席之地并胜出，必须不断提高自身核心竞争力。
在装备制造企业中工艺设计是联系产品设计和产品生产的重要纽带，是重要的生产准备工作之一 ，工艺设计产生的加工方法和工艺资源等信息是指导企业物资采购、生产计划调度、组织生产、资源平衡、成本核算等重要的依据，因此工艺信息化是企业信息化中的关键环节。济南二机床的产品设计早已利用CAD进行，设计信息通过PDM进行管理， 企业的生产管理系统ERP也已经成功运行多年， 建立了大量的基础资源库，这些信息资源的建立为企业上CAPP系统提供了非常有利的条件。但是企业的工艺设计之前一直还是通过手工来进行，没有充分利用已有的信息资源，不仅要做大量的重复劳动，工艺规程设计效率低，技术准备周期长，而且不能保证工艺设计的一致性、规范化，不利于推进工艺标准化，保证不了工艺设计质量。因此充分利用已有的设计和生产资源，建立一个适合本企业的工艺设计与管理的CAPP系统，不仅可以提高工艺设计水平，而且可以有效提高企业的核心竞争力。
二．工艺设计的内容及对CAPP系统的要求
1．工艺设计的内容
前已述及工艺设计是生产技术准备工作的第一步，是生产中的关键性工作。工艺设计的主要任务就是为被加工零件选择合理的加工方法和加工顺序，以便能按设计要求生产出合格的成品零件。企业工艺设计的内容，包含工艺路线编制、工艺规程设计、材料定额计算、工时定额制定、零件提前期偏置期的设置、生产单位指定、工装设计以及工艺规程目录汇总等。工艺设计的过程是主管工艺员首先从上游设计部门得到零件图纸，编制出零件的工艺路线，然后工艺员根据工艺路线，分析设计图纸上有关零件结构形状、尺寸公差、材料及批量等方面的信息，结合加工制造中有关加工方法、加工设备、生产条件、加工成本等方面的信息，编制出零件的工艺规程。在编制工艺规程时，需要进行材料定额计算，生产单位指定，以及零件提前期的设置，在编制工序时，需要选择加工方法，查阅设备库选择加工设备，查阅工装库选择工装，如果没有检索到符合要求的工装时需要再进行工装设计。
企业都有自己的典型工艺， 因此在编制一个新工艺时，会充分利用已有的典型工艺，这样将会大大节省工艺编制时间。
工艺规程编制完成后，由标准工时定额员依据工艺规程和企业定额标准来制定工时，同时将工艺信息提交到ERP数据库，依此来组织生产、核算成本、采购等。最后汇总生成工艺规程目录，连同工艺规程一起，下发到车间 ，作为零件加工和工装制造的主要依据。
2．工艺设计对CAPP的要求
综上所述可知，工艺设计既与产品设计有关，又与企业生产密切相关。
济南二机床先后实施了CAD\ERP\PDM系统。产品设计部门在进行CAD设计时，不断优化设计结构，并建立了大量的通用件，设计信息经PDM进行统一管理。另一方面企业在实施ERP系统时，对企业资源进行了充分的论证分析，建立了设备编码库、工艺路线编码库、生产单位编码库、工作中心编码库、专（通）用工装编码库、材料编码库等企业资源基础库，这些基础数据库都是工艺设计所用到的。在应用手工方式进行工艺设计时，是无法利用这些已有资源的，仍需手工查阅工艺手册，重复输入数据。因此工艺设计对CAPP的要求首先就是充分共享已有的数据和图库，并为ERP输送数据，保证不重复输入数据，提高数据的一致性和规范性，提高工艺编制的效率和工艺设计水平。
三．CAPP系统的功能特点
济南二机床集团公司的工艺技术人员分别从事机械加工、装配、锻造、铸造、热处理、和焊接等不同专业。CAPP系统开发前，工艺规程设计除部分手工编制外，一部分已经应用WORD辅助进行，工艺规程已经由纸质转变为数字化，在一定程度上减轻了重复劳动。但还存在一定的问题，比如工艺规程模板不统一，数据不能共享，工艺数据不能和ERP直接集成，工艺文件没有得到有效管理，造成检索困难，已有的工艺规程得不到有效利用，工艺参数仍要手工查找工艺手册，工艺目录需要手工汇总等等，这些问题影响着工艺规程编制的效率和工艺设计的质量。为了彻底解决这些问题，要求开发的CAPP系统，必须具有如下功能特点：
1．根据各专业的特点，建立相应的工艺规程模板
参照国家标准和企业标准，经过讨论最终确定，分别建立了机械加工、装配、锻造、普通热处理、中频热处理、焊接零件和焊接结构件等专业的工艺规程卡片模板。在每一个工艺规程卡片模板内，包含相应的工艺数据模型。在应用CAPP系统时，用户选取不同的模板，系统相应显示不同的程序界面，根据不同的专业要求输入相应的信息。 各个工艺规程卡片模板互相独立，程序功能和数据相互共享，这样做的好处是不同模板数据模型清晰又便于系统维护。
2．充分考虑CAD/CAPP/PDM/ERP各系统之间的共享和集成
CAPP系统开发时，充分考虑与现有CAD/PDM/ERP系统的共享和集成， 不造成重复录入的现象。具体体现在如下几方面：（1）共享零件设计信息，在选择好工艺规程卡片模板后， 只需要输入零件件号，则零件名称、材质、重量、单台数量等信息直接从数据库内取出；（2）共享零件图纸，工艺设计需要工序图的时候，可以直接将已经画好的CAD电子图，复制粘贴到工艺规程内修改即可。（3）共享企业资源信息，在编制工序时，需要选择设备、工作中心或工装等信息时，只需输入相应的检索条件，系统即可直接从数据库内取出相应的信息。（4）工艺规程设计完成后，零件的定额重，毛重，工时定额，毛坯号，生产单位，提前期，以及零件工序号，工序码，工作中心，技术条件等等工艺信息，直接提交到ERP系统，无需再次重复录入。
3．在工艺规程设计时计算材料定额
材料定额的计算根据锻件、焊接件的不同，各有不同的计算方法。以焊接件来说，又分为圆钢和型钢，型钢内又分为不同类别，在CAPP系统内，把不同类别材料的定额计算公式分别嵌入到系统中，在工艺规程设计时，输入材料编码，系统自动根据材料名称来选取相应的计算公式，从而计算出相应的定额重和毛重。
4．系统建立并具备标准工序库和特殊符号库
根据零件的相似性原理，建立了多项标准工序库，分别按零件的形状特征和加工方法分成了若干大类再细分到小类。在工艺规程应用CAPP系统时，可以直接快速进行检索和调用。
5．基于典型工艺和产品工艺进行工艺设计
工艺规程设计时，很少是直接重新设计，都是在已有工艺的基础上，进行修改完成新的工艺。因此CAPP系统必须具有基于典型工艺和产品工艺进行设计的功能。除了建立典型工艺库，还建立了基于典型工艺的工时定额库，在工艺规程完成后，工时定额也可以基于典型工时定额库来完成，不仅效率大大提高，同时对零件工艺规程的通用化、标准化也起到一定的优化作用。
6．自动汇总工艺规程卡片目录
工艺规程编制完成后，要对工艺规程卡片目录进行汇总，应用CAPP系统前，是手工进行录入，也是一件费时间又毫无创新意义的重复劳动，应用CAPP系统后，这项工作在处理工艺信息的同时就自动汇总完成。
7．批量打印工艺规程卡片
一个零件的工艺规程少则一两页，多则几十页，单个零件的打印费时费力，利用CAPP系统的批量打印功能，既可以单张打印也可以批量打印，效率高，灵活方便。
8．权限管理
前已述及，工艺设计分为不同的专业，不同的专业工艺人员，对工艺图库的访问要求是不一样的。比如说机械加工工艺人员访问的是机械加工工艺图库，装配工艺人员访问的是装配工艺图库，热加工工艺人员访问的是热加工工艺图库，所以系统必须具有权限管理功能，根据不同工艺人员的角色，赋予不同的访问权限。
四．CAPP系统实施应用和效果
济南二机床集团有限公司CAPP系统得以成功开发和实施，首先离不开领导层的正确决策和大力支持，其次是主管实施的管理部门组织实施的措施得力，加之用户和开发人员的密切配合，使得CAPP系统在短短的两年时间内从机械加工、装配、到热加工等三个不同专业范围内逐步成功实施应用。
到目前为止，济南二机床集团有限公司机械加工、装配、热加工已全部应用CAPP系统进行工艺设计，通过CAPP系统的应用，在CAD/PDM和ERP系统之间架起了数据流通的桥梁，实现了CAD/CAPP/PDM/ERP系统数据的集成和共享，从整体上缩短了技术准备周期，工艺规程的编制效率得到进一步提高，工艺规程设计的规范性得到了统一，对工艺文档进行了安全有效的管理，整个工艺设计水平都得到了提升。
五．CAPP系统开发和实施体会
工艺设计是直接关系到企业生命的一项很重要的技术工作，工艺设计的水平高低和效率高低，直接影响到企业的核心竞争力。因此应用CAPP系统进行工艺设计，对企业来说是当务之急。企业要根据自身的情况，决定是引进CAPP系统或者自行开发。企业上CAPP系统，和企业上CAD/PDM/ERP没有先后之分，但一定要有总体规划，就是说不管先上哪个系统，在项目开始时都要为其它系统的实施做好全局准备工作。
其次对一个企业来说，CAPP系统的开发或引进只是一方面，系统的实施是一个非常重要的环节，在系统实施过程中，管理、开发和用户三方必须密切配合，其中尤以管理和开发最为重要，开发人员处于中间环节，一方面要耐心听取用户的要求，尽快拿出解决问题开发方案，另一方面对用户的一些困难要及时向管理人员反映，得到上级领导的支持。只要科学合理，措施得当，目标坚定，项目就一定会实施成功。
六．结束语
通过CAPP系统的开发和应用，带动了企业工艺信息化的进步，提高了工艺设计的整体水平， 目前企业正在全面推广三维设计和以三维设计为基础的PDM系统，工艺设计将会随着企业信息化的发展，不断向更高的目标迈进。
12/10/2010
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