本站原创摘 要：目前,国内中小机械企业虽然在一定程度上有所发展,但其生产管理和经营状况不乐观.生产装备简单落后,生产过程及管理不规范,生产周期得不到保障,产品附加值偏低.针对这些问题,本文提出利用CAPP系统软件来进行工艺设计,同时规范企业的工艺管理,提升企业的设备和资源的利用率,加快产品的生产周期,提高产品附加值.通过一段时间对我厂工艺资料的收集和整理,以及CAPP系统软件应用,我厂的工艺设计水平得到了提高,工艺技术资源得到了很好的应用和共享,产品的设计速度得到了提升,生产管理过程得到了规范.
关 键 词 ：中小机械企业 工艺设计与管理 CAPP系统
中图分类号：TH162 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0129-02
（1）目前,中小型机械企业大部分属单件小批、多品种生产,每个企业都已基本形成一套适应工厂产品生产加工的工艺方法和习惯[1],但在生产工艺管理上,不规范,标准化程度低,重复劳动大,生产周期长,返修率高,责任不明.在制造工艺上,中小机械企业具有很大的继承性,制造过程主要依赖经验；而工艺部门为弱化部门[2],基本上不存在工艺管理,操作工人主要依据设计部门所提供的图纸及实际加工经验进行加工、装配.工艺资源管理不规范,共享性差；设计和准备工作过长,重复修改次数多；在制造过程中,工艺操作不规范,设备及工艺装备的利用率无法保证,材料浪费严重；总体上来讲,加工质量得不到保证；生产效率,产品附加值低,生产周期长,企业的发展也受到很大的限制.
（2）利用CAPP系统实现工艺文件管理的意义：对中小型机械企业,利用CAPP系统实行工艺技术管理具有较大的现实意义与实用价值.
①实现工艺资源的共享[3],规范工艺技术资料.由于CAPP系统软件的需求,首先必须将企业所以有关的工艺技术资料进行收集和整理,按要求分类管理,这样,一些零散的不被重视的隐性资料都能通过这次资料的收集和整理中显现出来,形成规范的、可以共享和利用的显性资料.另外,还可以对规范企业工艺技术文件的管理.
②明确员工的工作职能,加快产品设计和准备过程.利用CAPP系统软件,通过资源和数据的共享,及CAPP系统权限的设置,能快速的提供和计算有关数据,合理的分派工作任务和职能,加快产品的设计过程,降低修改率.每次设计和选型的数据都能实现共享,为下次的设计工作留下不可缺少的资源.
1.我厂在实施CAPP前的生产现状及对CAPP系统的要求
我厂属于典型的单件小批生产企业,在市场竞争日趋激烈的情况下,我厂产品更新加快,品种增加,尽管这些产品有很大的继承性,但设计人员不得不把大量的时间耗费在更改图纸上及生产加工修订上,设计部门与工艺部门交流主要通过图纸,技术人员查找图纸频繁,虽然如此,加工出现的错误率还是比较高,责任不明,加工后零件误差大,产品生产周期长,事故率高.由于这种只有生产图纸为参考的所进行的加工生产,没有规范的,合理的工艺文件及其它管理文档,导致工艺技术管理混乱,工艺知识流失严重,资源得不到合理利用,产品质量得不到保证,产品返修率高,交货期不能保证.
2.CAPP系统软件的类型与特点
（1）CAPP（Computer Aided Process Planning）计算机辅助工艺设计,是借助于计算机软硬件技术和支撑环境,制定机械产品加工和装配的工艺过程.随着信息化技术的发展,CAPP软件的应用也得到了不断的更新和发展.目前,新一代CAPP工具系统在企业应用中取得良好的成效.我厂主要采用开目CAPP系统软件来管理工艺技术文件.下面简单介绍开目CAPP系统软件的类型、功能、模块及应用特点.
（2）类型：随着信息技术的发展,CAPP系统也不断的发展起来,目前,国内推出了不少商品化的CAPP系统,代表性的有：开目CAPP、天河CAPP、思普CAPP、金叶CAPP、大天CAPP、艾克斯特CAPP、天喻CAPP.并分别在企业得到了应用.就CAPP系设计工艺过程的方式不同,CAPP系统主要有几种类型[4].
①检索型（Retrieval）：事先将设计好的零件加工工艺规程存储在计算机中,在编制零件工艺规程时,根据零件图号或名称等检索出存有的工艺规程,获得工艺设计内容.
这类CAPP系统自动决策能力差,但最易建立,简单实用,对于现行工艺规程比较稳定的企业比较实用.检索式CAPP系统主要用于已经标准化的工艺过程设计.
②派生式（Variant）：以成组技术为基础,按零件结构和工艺的相似性,将零件划分为零件族,并给每一族的零件制定优化的加工方案和典型工艺过程.
派生式CAPP系统实质上是根据零件编码检索出标准工艺,并在此基础上进行编辑修改,系统构建容易,有利于实现工艺设计的标准化和规格化,而且有较为成熟的理论基础（如成组技术等）,故开发、维护方便. 此类系统比较实用,发展较快,取得了一定的经济效益.
③创成式（Generative）：系统能根据输入的零件信息,通过逻辑推理、公式和算法等,作出工艺决策而自动地生成零件的工艺规程.
创成式CAPP系统是较为理想的系统模型,但由于制造过程的离散性、产品的多样性、复杂性、制造环境的差异性、系统状态的模糊性、工艺设计本身的经验性等因素,使得工艺过程的设计成为相当复杂的决策过程,实现有一定适应面的、工艺完全自动生成的创成式CAPP系统具有相当的难度,已有的系统多是针对特定的零件类型（以回转体为主）、特定的制造环境的专用系统.
④混合式（Hybrid）：融合了派生式和创成式两类CAPP系统的特点.
混合式CAPP系统常采用派生的方法首先生成零件的典型加工顺序,然后再根据零件信息,采用逻辑推理决策的方法生成零件的工序内容,最后再人机交互式地编辑修改工艺规程.目前混合式的CAPP系统应用较为广泛. ⑤基于知识的专家系统（Expert System）：创成式CAPP系统主要区别在于工艺设计过程的决策方式不同：创成式CAPP是基于“逻辑算法+决策表”进行决策,专家系统CAPP则以“逻辑推理+知识”为核心,更强调工艺设计系统中工艺知识的表达、处理机制以及决策过程的自动化.
⑥集成化CAPP系统（Integrated）：随着CIM概念的提出和CIMS 在制造领域的推广应用,面向新的制造环境的集成化、智能化以及功能更完备的CAPP系统.
目前,我厂要求CAPP系统软件除了具有设计单件小批零件工艺文件的需要,还主要考虑的是工艺技术资料的管理、应用与共享.根据这个特点,我们主要采用的是派生式的CAPP系统,一方面,能满足我厂链轮及轴类零件加工工艺过程的编制；另一方面,能提供产品的快速设计、规范的加工、简明的安装调试的功能.
（3）特点.
①集成化.开目CAPP可以通过DWG、DXF、IGES等接口与其他多种CAD软件集成,也可以和多种PDM软件集成.还可以和国内外各种ERP软件集成.
②实用化.工序简图生成方便,可以直接提取零件的外轮廓和加工面,并提供夹具库.可以插入多种格式的图形、图像.并可以对其编辑.具有内置的“电子手册”.可以输出所有的工艺文件,图形文件或指定的工序卡片.
③工具化.是一种“柔性工具”,用户可以进行可视化配置.自带绘图系统,可以任意绘制各种工艺表格和工序简图.用表格定义和工艺规程管理器可以任意设计各种类型的工艺文件.利用工艺资源管理器和公式管理器可以任意创建工艺资源和公式.可以任意创建自己的零件分类规则,每一类可以建立一个典型工艺.
3.开目CAPP在我厂实施的过程
（1）针对企业要求与CAPP系统的需求,我们以已生产的两类典型产品（埋刮机与斗提机）为依据,收集整理了设计与车间工艺数据、工程图纸.收集有关资料类型如表1.
在此基础上,利用CAPP系统软件建立工艺管理数据库,为实现企业资源共享和工艺管理与设计打下基础.
（2）绘制工艺表格：有些表格形式已通过EXCEL格式存档,运用CAPP系统直接调用原有的工艺表格,并进行简单的修改；
（3）建立工艺资源库：把已收集和整理好的资料,在CAPP系统利用工艺资源管理器建立.
（4）定义工艺表格：定义工艺表格的填写内容、填写格式、对应的库文件.
（5）按工艺规程管理表格：为各种工艺规程配置工艺过程卡、工序卡、封面及续页.
（6）建立公式库：在公式管理器中建立CAPP中用于计算的各种公式.
安装调试成功后效果如下.
4.结语
经过这次工艺技术文件的收集整理及CAPP系统的应用,我厂有关工艺资源基本收集起来,并实现了共享,提高了企业的管理和设计效率；此外,CAPP系统的应用,基本能解决我厂轴类零件、链轮类零件工艺规程的编制；CAPP系统合理设置,使企业管理人员、设计人员实现了更好的进行交流.不足之处,目前,CAPP系统在我厂应用还初步阶段,有关员工还需要一段时间的培训与适应；另外,我厂在装配工艺的有关环节利用目前的CAPP系统还不能得到很好的解决,装配过程中的焊接、油漆及其它一些精度要求还不能满足要求.