浅析CAPP在轨道工程机械生产应用

朱红飞

【摘  要】应轨道工程机械行业的快速发展，客户对产品的质量提出更高的要求。如何在创新的基础上高质量、高效率完成产品，现公司工艺过程设计大多处于手工、单机模式，已与PDM产品设计过程脱节，为提高工艺过程设计水平，实现工艺设计过程信息化、系统化，进行CAPP工藝研究。

【关键词】CAPP;工艺研究;应用;发展意义

1.概述

产品工艺设计是联系产品设计和产品制造的桥梁，是生产过程中的重要环节。生产过程中的加工工艺信息，描述了从原材料、半成品开始，各种物料在各个阶段的处理方法和过程，内容包括工艺规程、作业指导书、工艺卡、工装夹具、工时定额、材料定额、数控加工程序等。加工信息对产品生产过程的技术组织和管理具有关键作用，对产品质量和制造成本具有极为重要的影响。

CAPP（computer aided process planning）计算机辅助工艺设计系统，它的作用就是利用计算机来进行零件加工工艺的制定，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），有计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。

现阶段工艺部门接到新车型设计图纸时起，根据归档图纸生产车间的大属性分工，首先由个专业室进行工艺性审查，其中包括图纸正确性及加工合理性，随后各专业室根据图纸运用Excel及CAD软件手动根据加工分工进行各自工艺文件编制、BOM数据转化;定额室依据图纸进行材料定额、工时定额制定，后续应用金蝶K3系统下达生产计划，各生产车间按生产投料单领料、依据设计图纸及工艺文件进行施工，最后在领料完成后报工，财务进行费用成本数据基础。

2.存在的问题及难点

运用现有工艺手段存在以下的问题及难点：

（1）工艺数据汇总 ;（2）对工艺人员要求高 ;（3）劳动强度大，效率低 ;（4）难以保证数据的准确性 ;（5）工艺设计优化、标准化程度不高 ;（6）利用CAD图形信息困难 （7）无法积累重用工艺经验; （8）无法适应信息化发展 。

3.公司运用CAPP系统的定位

CAPP的组成：（1）控制模块。控制模块的主要任务就是协调各模块运行，是人机交互的窗口;（2）零件信息输入模块。可用此模块实现从CAD系统直接获取信息;（3）工艺工程设计模块。进行加工工艺流程的决策，产生工艺过程卡，供加工及生产部门使用;（4）工序决策模块。生成工序卡，对工序件尺寸进行计算，生产工序图;（5）工步决策模块。对工步内容进行设计，确定切削用量，提供形成NC加工控制指令所需的刀位文件;（6）NC加工指令生成模块。调用NC指令代码系统，产生NC加工控制指令;（7）输出模块。输出模块可输出工序卡、工步卡、工序图及其他文档;（8）加工过程动态仿真。可对加工过程进行模拟，检验工艺的正确性。

CAPP促进了工艺标准化建设，实现了与企业其他应用系统CAD、PDM、ERP等的集成，可有力促进企业信息化的建设。

CAPP（computer aided process planning）计算机辅助工艺设计，给予了传统工艺工作难题的最优解决方案、工艺图表的集成化设计、工艺文件在PDM系统中的管理、工艺汇总表、信息导入具有以下的应用优势：

可以使工艺人员从繁琐重复的事务性工作中解脱出来，进行创新性的工艺设计工作迅速编制出完整规范的工艺文件，提高工艺设计人员效率，提高工艺设计质量，并为制定先进合理的工时定额、改善企业管理提供科学依据逐步实现工艺设计的自动化及工艺过程的规范化、标准化与优化逐步积累工艺设计知识，从根本上改变工艺设计依赖于个人经验的状况缩短技术准备周期，提高产品制造质量，缩短整个产品开发周期，降低产品制造成本搭建设计与制造的桥梁，促进企业信息化、数字化。

4.现今CAPP系统应用情况

综合各方面应用情况，目前CAPP的应用主要有以下问题：

（1）应用范围偏窄

CAPP系统主要在以零件为对象的机械加工工艺的应用，未能应用到产品全生命周期内工艺的应用，比如毛坯制造工艺、锻造工艺、钣金冲压工艺、焊接工艺、装配工艺、热处理工艺等

（2）应用深度较浅

CAPP不仅能实现工艺工作的电子化、标准化，最主要的还是工艺设计和工艺知识的积累。只有在实现前者的基础上，通过CAPP系统对工艺设计和经验的积累，才能实现工艺技艺的传承。而在这一点上，是我们应该重点关注的！

（3）滞后于研发设计

目前研发设计已全面使用三维软件进行，而CAPP系统还是基于二维绘图软件的工艺设计

（4） 与其他应用系统的集成度不高

工艺是设计与制造的桥梁，工艺应用CAPP后势必要与上游研发所用PDM（产品数据管理系统）、下游ERP（企业资源计划系统）乃至MES（面向制造企业车间执行层的信息化管理系统）进行集成。

（5）二次开发功能不高

CAPP必须能够持续满足客户的个性化和变化的需求，具有二次开发的功能、可重构。这一方面目前发展较慢，这也将是未来必然的发展趋势！

5.目前与公司现状的结合分析

面对日益残酷的市场竞争及客户日益个性化的要求，如何能既快又好的生产出可靠的产品，无疑将是对我们最大的考题。

因此我们必须在提高设计研发能力的同时，增强工艺设计能力，提升工艺信息化管理能力，才能缩短制造周期，提高生产质量。

结合公司目前生产现状，应用CAPP这一工艺信息化管理系统，工艺设计方面个人认推荐重点应用装配工艺、焊接工艺、机械加工工艺模块。

然而，工艺信息化到底离我们有多远，我们还需要做哪些工作才能使CAPP系统应用于生产;，CAPP系统作为信息化工艺设计系统平台，个人认为，首先需要确定后续应用CAPP系统与现有公司上线PDM（Product data management）产品数据管理系统的接口，实现设计图纸产品的信息化到工艺设计的信息化连通，虽然在PLM系统里面有涉及工艺部分，但因侧重点的不同，建议运用CAPP进行工艺设计、工艺文件编制、BOM数据转化、材料定额、工时定额编制，最终输出生产应用的各种信息数据。来指导生产，以及最重要的是核算制造成本。实现CAPP及PDM成功连接后可进一步进行产品全生命周期管理系统（PLM）。

其次就是与现有金蝶K3系统（ERP（enterprise resources planning）的一款软件，以成本管理为目标，计划与流程控制为主线，建立企业人、财、物、供、产、销科学完整的管理体系。它的定位为财务软件，主要有八大模块子系统：财务管理、供应链管理、生产制造管理、销售与分销管理、人力资源管理、办公自动化、客户关系管理、商业管理等）的结合，。

最主要的要预留CAPP二次开发的功能，更好的适应公司未来的发展及个性化需求，为公司整个精益战略的实现提供保障！

6.结束语

综上所述，作为工艺设计的信息化平台，已成为一种利用自动生成零件加工工艺信息，解决传统手工工艺设计缺陷的重要工具和手段！简而言之，就是运用CAPP进行工艺设计和MBOM制作，输出工艺文件，提高现有手工MBOM制作正确率及效率。实现工艺文件的标准化！提高工艺设计能力，大大缩短产品研制周期，进一步提高产品竞争力！

随着全国“十三五”规划，中国制造2025及互联网+战略的提出，无疑又是给工艺信息化发展的强劲助力！提高制造水平，实行CAPP工艺信息化设计已势在必行，也将是未来工艺发展的必然趋势。

参考文献

[1] 杜兵兵 《CAPP在单件小批机械制造企业中的应用》山东大学 2013年