0 引言
CAPP作為企業(yè)信息化中的重要一環(huán),必將對整個企業(yè)信息化工作的成敗產(chǎn)生重大影響。CAPP中產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)是企業(yè)生產(chǎn)活動的重要依據(jù),沒有CAPP的支持,ERP等管理系統(tǒng)也就無法從技術(shù)部門自動、高效、準(zhǔn)確地獲取制造過程數(shù)據(jù)。CAPP的重要性已被越來越多的企業(yè)所認(rèn)識。
迄今為止,國內(nèi)外在CAPP技術(shù)的研究和系統(tǒng)開發(fā)上已投人大量的力量,已開發(fā)出為數(shù)眾多的CAPP系統(tǒng),少數(shù)已經(jīng)商品化。但總的來看,CAPP的研究、開發(fā)方向還存在很多問題。從應(yīng)用角度看,已取得的實(shí)際效益和投入的力量很不相稱。長期以來,CAPP的目標(biāo)直是開發(fā)代替工藝人員的自動化系統(tǒng),而不是輔助系統(tǒng),具有很大的片面性,過分強(qiáng)調(diào)了工藝設(shè)計的自動化。導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)周期長、費(fèi)用高、適應(yīng)性差等問題,而R忽視了工藝管理功能難以滿足先進(jìn)制造系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展需求。
CAPP即不是全自動化系統(tǒng),也不是簡單的用計算機(jī)代替手工填寫卡片。它要能夠優(yōu)化工藝設(shè)計,提高工藝設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化水平,實(shí)行人機(jī)有機(jī)結(jié)合CAPP系統(tǒng)不僅要能夠指導(dǎo)生產(chǎn)過程,還要能對相關(guān)信息進(jìn)行管理。這樣CAPP系統(tǒng)不但叮以優(yōu)化工藝設(shè)計,還會對企業(yè)的信息化提供堅實(shí)的基礎(chǔ)。
1 裝配工藝設(shè)計的特點(diǎn)
同機(jī)加工工藝相比,裝配工藝具有下面的特點(diǎn):
(1)對不同類型信息描述的詳盡程度不同。如機(jī)加工工藝對零件的各種幾何信息需要詳細(xì)描述,而對零件之間裝配關(guān)系的描述卻很少;而在裝配工藝中,因為其主要目的是規(guī)劃如何將零部件進(jìn)行組裝,所以需要對零部件之間的裝配關(guān)系進(jìn)行詳盡的描述,而對單個零件幾何信息的描述需求不大。
(2)在信息重用方面,裝配工藝在同類產(chǎn)品間相互引用的情況比較多,不同型號的產(chǎn)品使用不同的零部件,但是裝配過程相同,這樣就出現(xiàn)了交叉引用的情況。
為了保證裝配準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行,必須基于產(chǎn)品裝配模型制定完整、正確的裝配工藝規(guī)程,以保證裝配的質(zhì)量。產(chǎn)品裝配模型是一個支持產(chǎn)品從概念設(shè)計到零件設(shè)計,能完整正確地傳遞不同裝配單元的裝配層次和裝配關(guān)系等信息的模型。
2 裝配CAPP系統(tǒng)的工藝管理
根據(jù)企業(yè)對CAPP應(yīng)用的需求,CAPP系統(tǒng)應(yīng)足以產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)為中心的集工藝設(shè)計與工藝管理為一體的交互式計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)人機(jī)混合智能和人、技術(shù)與管理的集成,逐步和部分實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計與管理的自動化,從設(shè)計和管理等多方面提高工藝人員的工作效率產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)是CAPP系統(tǒng)的中心,也是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的重要組成部分,是企業(yè)生產(chǎn)信息的匯集處。
從發(fā)展看,CAPP的主要功能應(yīng)是保證產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的完整性、一致性,實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品工藝信息的集成與共享,而不應(yīng)是孤立地編制零件工藝規(guī)程及輸出工藝卡片。零件工藝規(guī)程編制的功能應(yīng)是生成產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù),而工藝卡片是工藝數(shù)據(jù)的格式化表現(xiàn)形式,完全可由系統(tǒng)自動生成,并自動完成各類統(tǒng)計,生成統(tǒng)計報表(明細(xì)表)。這樣不儀可以極大地提高工藝文件的編制效率,而且可最大限度地減少人為失誤。
產(chǎn)品工藝設(shè)計及管理的一體化應(yīng)成為CAPP系統(tǒng)的重要特征。從信息系統(tǒng)角度看,企業(yè)工藝管理包括以下方面的內(nèi)容:(1)與基礎(chǔ)工藝信息管理相關(guān)的制造資源信息、各類工藝標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等;(2)產(chǎn)品工藝信息與文件管理;(3)產(chǎn)品工藝設(shè)計流程管理。
2.1 工藝管理功能實(shí)施的必要性
工藝管理是企業(yè)管理中的重要組成部分,聯(lián)系著企業(yè)多個部門。工藝管理的質(zhì)量直接影響工藝設(shè)計工作的開展,因此,開展計算機(jī)輔助工藝管理對提高工藝工作和企業(yè)管理的水平,促進(jìn)企業(yè)傳統(tǒng)管理模式的更新,有著重要意義。
從企業(yè)管理角度來看,工裝設(shè)備、材料及輔料、外協(xié)件、工時定額等各類統(tǒng)計匯總功能,各種產(chǎn)品的工藝文件和工裝、工具文件的歸檔與更新等產(chǎn)品工藝管理工作占有十分重要的地位。工藝人員的大部分時間用于工藝數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計、重復(fù)填寫的工作,不僅工作效率低、而且很難保證工藝信息及文件的準(zhǔn)確性、一致性。因此,工藝信息管理工作是整個工藝工作的重要組成部分。裝配工藝設(shè)計對CAPP系統(tǒng)的工藝管理功能提出了以下要求:
(1)有效的工藝信息管理方式。在機(jī)加工中,可以將零件加工工藝作為一個單元管理。而裝配工藝卻不能采用這種信息管理方法,因為裝配工藝是由一組工藝文件構(gòu)成的,包括工序流程圖、部裝工序卡片、預(yù)裝下序卡片、總裝工序卡片、質(zhì)量檢測點(diǎn)作業(yè)指導(dǎo)書等。并且整個工藝中包含的工序多,每一個工序中又包含了大量的工藝信息,如工步內(nèi)容、裝配要求、設(shè)備、輔料、定員、工時定額等。同時,不同產(chǎn)品往往具有多道相同的工序,工藝信息間的
相互借鑒很多例如產(chǎn)品B裝配工藝的前4道工序與產(chǎn)品A相同,而第5道工序不同。此時應(yīng)以工序為最小單位組織工藝信息,則部分信息可以共享,從而避免大量數(shù)據(jù)冗余。
(2)優(yōu)化的文件管理方式在機(jī)加工工藝中往往以設(shè)計BOM為核心組織工藝文件,即建立零件基本信息與零件工藝信息間的關(guān)系。但這種方法不完全適合于裝配工藝。因為,在組裝過程中可能出現(xiàn)設(shè)計BOM中不存在的虛擬組件。這將導(dǎo)致系統(tǒng)的權(quán)限劃分不明確,工藝文件不易管理等缺點(diǎn)。
2.2 工藝管理的功能模塊結(jié)構(gòu)
CAPP系統(tǒng)中,工藝管理的目的是在整個工藝設(shè)計生命周期內(nèi),集成并管理與工藝設(shè)計有關(guān)的信息、過程、人及機(jī)器。與工藝設(shè)計有關(guān)的信息包括:工藝規(guī)程、審批信息以及產(chǎn)品信息等。工藝管理的任務(wù)是進(jìn)行工藝設(shè)計任務(wù)分配、任務(wù)的流程設(shè)置、權(quán)限設(shè)置以及任務(wù)進(jìn)行中協(xié)調(diào)控制等。圖1是工藝管理的模塊結(jié)構(gòu)。
圖1工藝管理的功能模塊結(jié)構(gòu)
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2.3工藝權(quán)限管理
在現(xiàn)代制造業(yè)中、工藝設(shè)計往往由多人完成,這就要求CAPP系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌矸荨⒉煌に嚱M別的人員進(jìn)行有效的管理。系統(tǒng)中的工藝管理模塊能夠?qū)ο到y(tǒng)的每一個用戶進(jìn)行權(quán)限設(shè)置。工藝人員登錄系統(tǒng)后,系統(tǒng)依據(jù)其權(quán)限賦予不同的操作功能。
權(quán)限管理是指對不同人員、在不同狀態(tài)所擁有權(quán)限的控制。權(quán)限主要有對各種工藝文件的瀏覽、修改、刪除等。工藝權(quán)限管理涉及到工作人員、工作階段和工作任務(wù)三方面。對應(yīng)到系統(tǒng)中,就是用戶、工作階段和角色。用戶對某個工藝文件的權(quán)限決定于其所屬的工作組、角色、工藝文件的狀態(tài)。因此權(quán)限設(shè)置的工作分為兩個模塊:用戶定義和角色定義。用戶定義用于維護(hù)、管理系統(tǒng)使用人員的各種信息;角色的內(nèi)容分為兩部分:對工藝的操作和對任務(wù)的操作,具體定義了用戶對工藝數(shù)據(jù)的可用操作(編輯、瀏覽等)和對任務(wù)的控制操作(任務(wù)的提升、降級等)。在定義了用戶和角色后,再結(jié)合工作流程,就可以通過權(quán)限控制矩陣實(shí)現(xiàn)對工作權(quán)限的管理。
圖2以工藝文件結(jié)構(gòu)樹為核心的工藝文件管理模型
2.4 工藝文件管理
在對企業(yè)的調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn),雖然企業(yè)也在使用計算機(jī)對工藝文件進(jìn)行管理,但多數(shù)只是使用Windows所提供的文件管理功能來實(shí)現(xiàn),這使得工藝文件許理工作操作繁瑣、難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重用、缺乏安全性,并未實(shí)現(xiàn)計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃與管理的有機(jī)結(jié)合。針對裝配工藝的特點(diǎn),建立了以工藝文件結(jié)構(gòu)樹為核心的工藝文件管理方式,管理模型如圖2所平。系統(tǒng)將產(chǎn)品的所有工藝文件分為兩大類工藝規(guī)程文件和工藝管理文件。該產(chǎn)品的所有工藝文件按文件的類型分類掛在不同的文件類型節(jié)點(diǎn)卜。依據(jù)當(dāng)前各個工藝文件的工作階段,以工藝文件樹為核心對工藝文件進(jìn)行管理。
2.5 工作流程管理
工藝設(shè)計工作具有多層次性及多階段性,在工藝流程開始后要控制工作的進(jìn)展,確保系統(tǒng)能夠按照預(yù)先定義的流程進(jìn)展這一任務(wù)是在系統(tǒng)工作權(quán)限控制,通過提供任務(wù)啟動、提升和降級等操作實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)通過提升和降級操作改變工藝文件所處的工作階段。提升操作是用戶在完成本步任務(wù)后,進(jìn)人下一步工作而進(jìn)行的,例如,工藝編制完成后,工藝人員提交審核可以將工作流程由工藝編制提升到審核;而降級操作正好相反,是用戶認(rèn)為需要重新進(jìn)行前面的工作時進(jìn)行的操作。
工作流程管理上要包括三個部分。工作流服務(wù)是整個系統(tǒng)的核心,工作流的模型定義與監(jiān)控管理都同用戶相關(guān)聯(lián),用戶通過應(yīng)用界面及系統(tǒng)提供的功能定義工作流模型,監(jiān)控管理工作流,軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。該模塊屬即時性、基于數(shù)據(jù)庫并由任務(wù)驅(qū)動的工作流管理系統(tǒng)。為了提供良好的靈活性,適應(yīng)工藝設(shè)計流程中的變動,用戶在模塊中自定義工作流,并允許用戶在運(yùn)行過程中修改工作流,因此是即時的。工作流是根據(jù)用戶自定義的工作流程執(zhí)行的,只有當(dāng)前一個工作項完成后,后一工作項才被創(chuàng)建,因此是任務(wù)驅(qū)動的。
在工藝設(shè)計系統(tǒng)中,工藝結(jié)果只有經(jīng)過一定的審核程序,才能得到認(rèn)可。該系統(tǒng)中工藝的簽審是通過對工藝屬性的調(diào)整自動完成的。工藝屬性是用戶自定義的工藝文件管理特征,通過定義屬性提供了一種添加專門信息給工藝文件并由系統(tǒng)建立控制的機(jī)制,在屬性和工藝文件之間建立了一種邏輯聯(lián)系。利用文件屬性信息(編輯狀態(tài)、提交狀態(tài)、提交人員、提交時間等)可對文件進(jìn)行簽審。管理系統(tǒng)把工藝設(shè)計權(quán)限由低到高分為:編輯、校對、審核、會簽和批準(zhǔn)五種。不同工藝權(quán)限的工藝人員對提交菜單的叮操作項是不一樣的。保證了一旦文件被提交,就不能被隨便修改。根據(jù)簽審管理生成的工藝信息和工藝文件管理生成的文件信息,通過任務(wù)啟動、提升或降級工作流程的操作,實(shí)現(xiàn)對工藝工作流程進(jìn)行實(shí)時控制。
系統(tǒng)管理員需要依據(jù)工藝信息、工藝流程及各個用戶的角色,對系統(tǒng)所有用戶的信息進(jìn)行管理,其中包括用戶定義信息(如:用戶代碼、姓名、定義日期等)和用戶權(quán)限信息。
3 結(jié)論
CAPP雖然經(jīng)過多年的發(fā)展,但是至今仍是計算機(jī)輔助技術(shù)領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)和企業(yè)CIMS實(shí)施的瓶預(yù)。本系統(tǒng)通過工藝文件樹來將上藝文件的設(shè)計與管理連接,簡單明了,易于使用,便于信息和文件的查詢和匯總,實(shí)現(xiàn)了一藝設(shè)計與工藝管理全過程的信息共享,數(shù)據(jù)次性輸入、相互關(guān)聯(lián),杜絕數(shù)據(jù)重復(fù)輸人操作,提高了數(shù)據(jù)庫信息的一致性。
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