1 前言
工藝是聯接產品設計與生產的橋梁，是整個產品生命周期管理中的樞紐，整個工藝規劃過程是在多約束條件下的多目標尋優過程，為此，無論按照那種方式工作的工藝規劃系統，首先應該具有信息集成和共享功能，能夠直接或間接的獲取設計源頭的CAD信息以及生產、制造部門的物料、資源狀態等約束和目標的條件信息；然后是對信息的處理、分析和解算功能或通過交互界面輔助人工完成；最后將規劃的結果格式化輸出，如：打印成工藝卡下發到生產部門，將MBOM輸出到ERP系統等；在工藝規劃過程中的用戶權限、工藝文檔和流程管理等也是必不可少的功能。信息化是“以點帶面”的過程，因此，當工具系統被廣泛使用后，缺少協同平臺就成為制約工具系統進一步發展的瓶頸，由此可見，CAPP與CAD/ERP的集成能力以及CAPP過程的協同化、并行化設計能力成為構建高效CAPP系統的關鍵。
Dassault systèmes公司ENOVIA品牌下的Smarteam作為產品數據管理系統，從構建之初就充分考慮到平臺系統，應具有強大的多CAD工具集成、靈活擴展和開放功能，可以和現有的主流CAD系統集成，讀取CAD的文檔信息，生成并管理EBOM；通過GateWay與ERP系統進行數據傳遞，實時獲取ERP中的物料狀態信息；提供C/S和B/S兩種工作方式，可分別適用于工程師和管理人員的需要。在客戶有工藝規劃需求，但是還沒有使用CAPP工具或現有CAPP系統無法滿足其協同設計，流程管理等需求的情況下，可以在SmarTeam系統實施過程進行CAPP功能的開發，這樣可以使用SmarTeam中的CAD數據，并對工藝規劃過程、數據和規劃結果的會簽、評審流程進行無縫的集成管理。本文以在某客戶實施的項目為基礎，介紹基于SmarTeam的CAPP系統的構建方法。
2 工藝規劃系統實現
2.1 基于SmarTeam的功能架構
在SmarTeam構建到的系統中，CAPP是整個企業設計工程部門信息化平臺的一個主要部分，整個平臺系統首先包含了PDM系統的基礎功能：文檔管理，產品結構，零部件管理等基本功能模塊，功能結構樹以及每個模塊相應的管理內容和子模塊如下圖1。
圖1 基于SmarTeam的PDM系統功能結構圖
該系統中除了對工藝數據和工藝資源模塊外，其它功能的數據結構都可從SmarTeam的數據庫模版中直接得到，對于工藝管理信息的數據定義通過數據建模工具（Data Model Designer DMD）交互操作實現。
2.2 集成工藝規劃方案設計
基于SmarTeam定義的工藝管理數據模型，以及SmarTeam提供的開放的和數據庫結構和API函數，設計相應的工藝規劃系統，從底層的數據庫和電子倉庫到用戶界面的設計如圖2。
圖2 工藝規劃系統定制層次結構關系圖
工藝規劃系統主要包括工藝產品結構樹管理模塊、工藝設計模塊、資源庫管理模塊、工裝明細統計模塊、流程管理模塊、編碼器管理模塊和工藝文件管理模塊。
a.工藝產品結構樹管理模塊：CAPP系統中的產品結構樹PBOM通過無縫集成，來源于SmarTeam固有系統中的產品結構EBOM，但是為了制造和裝配的作業劃分，PBOM與EBOM的結構發生的變化，零部件之間的隸屬和層次關系將有所不同。
b.工藝設計模塊：該模塊是工藝設計的核心功能，設計的輸入信息，如：產品結構、材質等基本屬性信息可以從SmarTeam系統中直接自動獲取，同時根據資源狀態管理模塊實時獲取企業資源庫信息；整個產品信息采用樹狀圖記錄，并可以通過OCX插件動態顯示工藝結果，輔助工藝設計人員和管理者評價設計結果，如圖3。設計過程：
1）引用典型工藝或相似工藝經過少量修改生成新工藝；
2）進行工時定額和材料定額的計算與統計匯總；
3）工序卡與對應的過程卡建立雙向數據關聯，自動更新工藝屬性內容；
4）實時預覽正在編輯的文件，并對工藝狀態進行圖形化顯示，便于設計者評估工藝結果，調整相應得工藝設計參數。
圖3 工藝樹以及裝配工藝結果評價
c.工藝文件格式定制模塊：工藝結果為了適應企業管理和生產需要，有多種不同的工藝文件格式，此模塊允許用戶自定義工藝格式，可以在允許的范圍內修改所需要的工藝屬性信息，與實際填寫到工藝文件上的字段信息建立關聯。操作簡便易行，允許恢復錯誤操作，如圖4是工藝卡管理和輸出界面。
圖4 工藝結果屬性管理及工藝卡格式
d.資源庫管理模塊：資源包括企業的各種工藝裝備、機床設備、專家知識庫、切削參數和標準工藝術語等，這些信息作為工藝設計時的參考和統計匯總時的依據。在此模塊中，提供專用資源的數據信息維護，而且允許用戶根據需要建立新的資源庫結構，所有的資源庫中的設備狀態信息通過與ERP系統的集成功能，實時獲取資源的可行性和資源能力信息，如圖5。
圖5 設備資源信息
e.工裝明細統計模塊：主要完成工藝文件明細表的自動提取，為其他部門及時提供準確工藝數據信息。根據經審批生效的工藝文件可以按照工藝的不同分產品或零件分類提取各種工裝明細表、設備明細表和材輔料明細表等；進行產品零部件目標成本分解，可方便快捷地實現成本核算。當工藝文件信息改變時，明細表中相關數據自動更新，保證了數據的統一性和準確性。
f.流程管理模塊：SmarTeam系統提供圖示化流程模板定義功能，可以直觀地建立流程步驟并保證步驟之間的關聯關系。系統提供接受和下達任務功能，接受并顯示來自上級步驟的任務，同時任務完成以后能夠自動下達任務到下一級任務。在工藝規劃時，流程管理用于對工藝文檔的審批，并為每一步驟指定負責人、步驟計劃開始及計劃完成時間。當工作不能按時完成時，系統會自動報警。系統用消息驅動的方式進行審批流程的跟蹤。
g.編碼管理模塊：編碼是企業信息化建設的基礎，完整、靈活、有效的編碼系統可以實現企業資源的有效管理。主要對企業的部門、人員、工藝裝備進行編碼，在工藝設計人員、工裝管理人員和倉庫管理人員之間建立良好的信息溝通。系統提供一個便捷編碼生成器，根據企業編碼規則輔助產生工藝組件編碼、工藝部門編碼、人員編碼、工序編碼、工藝裝備編碼等。
h.工藝文件管理模塊：此模塊包括典型工藝管理、工藝文件管理和工藝版本管理，它是一般PDM系統文檔管理功能的子集。
i.典型工藝管理模塊：典型工藝主要有裝配工藝和零件加工典型工藝，基于典型工藝模版庫，工藝人員在編工藝時，通過選取一些特征，自動調出典型工藝進行修改，然后生成新的工藝樹，從而提高工藝規劃效率，并能夠繼承工藝設計知識和經驗。
3 系統特點
基于SmarTeam的CAPP系統，工藝信息的整合、搭配、管理工作均由SmarTeam系統監控執行，同時融入任務流程管理、圈閱審批管理、標準化與質量審核管理、人力與組織機構協調管理等過程。創作性的工藝設計工作會成為工藝設計人員主要工作內容，將工藝設計人員從大量繁瑣、重復的勞動中解放出來，并提高工藝設計的質量，縮短生產準備周期。這種系統的主要特點如下：
a.產品設計數據信息(零件、部件信息)利用率高，通過SmarTeam與CAD建立的產品信息數據庫共享(而不是提取)，從而實現實時訪問產品設計數據；
b.制造資源、工藝參數等通過建立制造資源庫和工藝參數庫，進入SmarTeam中被統一管理，并通過權限進行共享；
c.企業利用SmarTeam建立并管理工藝人員的工藝經驗、工藝知識庫，并在工藝設計過程中得到充分的重用、共享和補充；
d.充分利用產品、工藝設計綜合數據庫(包括產品結構數據庫、企業制造資源庫、工藝參數庫、工藝知識庫等)中的數據進行合理組合、統計、計算，按照一定的工藝規則生成企業各個部門需要的各類工藝文件和統計報表；
e.從設計、管理、集成等多方面解決企業的工藝設計問題，搭建工藝設計平臺(數據平臺)解決工藝設計、集成和協作等問題，而不是僅僅圍繞工藝卡片(圖形平臺)進行工藝的編寫工作；
f.采用簡單的用戶定制工具EXCEL、WORD或AUTOCAD，由用戶定義或定制工藝報表和工藝卡片；
g.能夠智能化地利用企業制造資源，解決工藝數據的利用和管理；
h.采用開放的體系結構，方便用戶進行二次開發和接口貫通；
i.基于數據庫，能與其它系統集成(MRPⅡ、ERP)，共享產品數據庫。
4 結束語
基于SmarTeam這樣PDM平臺構建的工藝規劃系統，相對于專用的CAPP工具有較好的系統集成性，可以充分利用PDM系統提供的資源庫、知識庫等共享數據庫和管理功能模塊，不必再開發CAPP系統與PDM系統之間集成插件，它對PDM系統的開發性以及項目實施人員開發能力和經驗要求較高，項目實施前對工藝設計部門的設計需求要作充分、詳細地調研和整理工作。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://m.guhuozai8.cn/
相關文章
