计算机辅助工艺过程设计(CAPP)在汽车业中的应用

CAPP (computer aided process planning, 计算机辅助工艺过程设计) 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) , 由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。

1 CAPP在汽车制造行业中的需求

由于汽车生产客户需求的个性化要求程度高, 产品零部件数量、种类繁多。汽车行业CAPP的内涵和外延都发生了变化, 主要体现在: (1) 具有传统CAPP的通用模块, 以满足技术文档、工艺规程、以及QS9000标准体系文件的编辑要求; (2) CAPP与CAD的集成内容更丰富。

2 某汽车制造厂的工艺管理现状的分析

2.1 工艺管理现状

2.1.1 工艺文件

2.1.2 企业编制工艺的流程

以总装车间为例:《过程流程图》—《过程FMEA》—《控制计划》—《机加工及装配作业指导书》, 同时编制《明细表》、《生产、辅助材料定额明细表》等。

2.2 存在的问题

工艺设计的效率亟待提高。工艺标准化水平难以进一步提高;原有工艺文件的格式, 不便于实现工艺信息的计算机汇总与再利用。工艺资源利用率不高。工艺信息汇总手段落后, 效率低、容易出错。技术部门间还存在着“信息孤岛”。

2.3 针对以上问题问题的改进方法

(1) 在公司技术组和各分车间等部门实施CAPP系统, 进行计算机辅助工艺设计与规划。 (2) 运用CAPP建立企业工艺资源信息库, 通过计算机网络供工艺人员共享。 (3) 实施BOM自动汇总模块, 对CAD和CAPP系统产生的产品和工艺信息进行自动汇总, 并可以执行排序、查找、计算各种操作。 (4) 实现与PLM和ERP的集成, 为企业深化信息化建设, 打下坚实基础。

3 CAPP系统的应用方案

3.1 总体目标

取代传统的手工设计、编制工艺文件工作, 大幅提高工艺设计质量和效率。

3.2 CAPP系统总体框架

根据总体目标、工艺部门现行业务的分析诊断及改进建议, 对某汽车公司的CAPP系统的总体框架规划如图1。

3.3 功能模块描述

3.3.1 工艺规划模块的技术方案

包括:表格绘制与定义、工艺类型管理。

3.3.2 辅助工具的技术方案

包括:工艺资源管理、典型工艺管理、Excel/Word转换、CAD数据读取。

3.3.3 工艺设计的技术方案

包括:工艺编辑器、工艺路线管理、工艺结构管理、16949工艺质量管理。

3.3.4 工艺输出的技术方案

3.3.5 工艺管理的技术方案

包括:BOM汇总、权限管理、工艺签审流程管理、版本管理。

4 CAPP系统与现有系统的集成

4.1 CAPP与PLM之间的集成

4.1.1 PLM与CAPP集成的内容

PLM系统向CAPP系统提供的信息主要有:零部件属性信息、工艺规程类型、用户、角色信息、文件名CAPP向PLM提供的信息CAPP系统向PLM系统提供的信息主要有:工艺路线、工时、材料、工装夹具。

4.1.2 集成的方法

开放数据结构, PLM、CAPP系统分别开放数据结构, CAPP在工艺编制时候所需要的信息直接从PLM数据库中进行读取;PLM所需要的工艺信息从CAPP的工艺文档中读取。中间文件, CAPP和PLM系统约定好交换信息的中间文件格式, 分别读取接口组件, 利用接口组件, CAPP需要PLM的零部件信息等, 由PLM系统提供的接口组件传递给CAPP;PLM需信息, 由CAPP系统提供的接口组件传递给PLM。

4.2 CAPP与ERP系统的集成

(1) CAPP与ERP集成的主要信息, 包括:工艺路线、工时定额、材料定额、设备及工装。

(2) 集成的主要接口方案有:采用中间文件。双方约定好接口数据格式, CAPP生成中间文件, 由ERP读取, 数据的分析比较由ERP自己维护。采用中间数据表的格式, 是第一种方式的变形。双方开放数据库结构, 由CAPP或ERP系统自己读取其需要的各种数据。采用数据库接口组件, CAPP和ERP系统提供两个系统集成的接口组件, 再由开发商实现系统的集成。

5 结语

CAPP是企业计算机集成制造工程中的一个重要模块, 也是IT建设的关键环节。许多企业在尚未深化CAPP应用的情况下实施ERP系统, 导致ERP系统所需的数据只能重复手工输入, 严重影响了ERP系统的应用效果。近年CAPP软件的发展取得了长足的进步, 为全面推广CAPP应用奠定了基础。无论是采用国内的CAPP软件, 还是采用国外相关软件的工艺管理模块, 必将为汽车制造业逐步实现工艺设计和管理的自动化、信息化作出重要贡献。

摘要：本文叙述了CAPP的基本概念和在汽车行业的用途, 以一家汽车厂为例, 证明了CAPP在汽车制造业的应用的重要性, 并对与ERP、PLM系统结合, 国内外厂家的案例作了分析。

关键词：CAPP,工艺,PLM,ERP

参考文献

[1] 孔宪光, 许建新, 张振明.基于PDM的企业工艺信息系统研究与开发[J].计算机应用, 2003 (S2) .