CAPP系统的工艺设计过程管理存在问题与对策分析

刘 丹 刘 冬 高成刚

(沈阳兴华航空电器有限责任公司制造技术部 辽宁 沈阳 110144)



CAPP系统的工艺设计过程管理存在问题与对策分析

刘 丹 刘 冬 高成刚

(沈阳兴华航空电器有限责任公司制造技术部 辽宁 沈阳 110144)

随着现代企业信息化的不断推进，CAPP(计算机辅助工艺规划)系统已经成为企业最重要的管理系统之一。CAPP系统可以解决传统工艺设计过程中存在的效率低、周期长、质量波动大等问题，直接决定了零件从毛坯到成品的制造过程。基于此，针对目前企业的工艺设计过程缺乏协同工作的组织、控制与协调等问题进行深入的分析，并提出了相应的对策，为提高现代制造企业工作效率、缩短产品开发周期、快速响应市场提供一条有效途径。

CAPP;工艺设计过程管理对策

工艺设计是产品制造过程中极其重要的基础性工作，是一个将产品结构设计数据转换成面向制造的指令性数据的重要环节[1]。它起到了承上启下的桥梁作用，连接设计、制造及生产管理，始终贯穿于产品制造的全过程，直接对产品的性能、质量、成本以及生产效率等方面都有重要影响。因此，本文针对目前企业现有CAPP系统在工艺设计过程管理存在的问题进行深入分析，提出相应的对策，为企业缩短研发周期、降低成本提供一条有效途经。

一、企业现有CAPP系统的工艺设计过程管理存在问题分析

(一)工艺过程设计忽视“协同”因素

目前现代化企业的制造过程，不仅需要其工艺设计系统达到模块化、通用化，同时更需要工艺设计员间或与其他部门人员的协同工作、甚至是与其他合作企业(或用户)间的协同工作。尤其针对复杂产品的工艺设计，更需要工艺设计人员与研发、制造、计划等部门进行协同工作，共同完成产品的工艺过程设计[1-2]。然而，目前企业现有的工艺设计系统(如：CAPP等)[3]，仅是实现了工艺设计的通用性和模块化，而工艺设计过程中的协同因素却往往被忽视了，导致工艺设计过程中缺乏协同工作的组织、控制和协调，影响产品的开发周期。

(二)协同工艺设计过程中的数据难于管理

在协同工艺设计过程中，既要从研发设计、设备等部门获取数据，又要向制造、装配、售后等部分传输数据，因此，在协同工艺设计过程中的数据类型多种多样。同时由于协同工作的原因，可能使多人对同一工艺数据进行修改，从而导致工艺数据有多个版本，数据一致性差，难于管理。

(三)工艺设计过程缺乏对实时群体交互的支持

目前，企业的产品结构越来越复杂，从而导致其工艺过程也较为复杂。所以，对于复杂产品的工艺设计过程，不仅需要多个工艺设计人员协同完成，还需要其他部门(如：研发、制造、计划，甚至包括用户)共同协作完成。而企业现有的CAPP系统，仅支持工艺设计人员将零件设计图纸转化为工艺文件，不支持多人并行、协同完成产品的工艺过程设计，这极大影响了产品的开发效率。

二、完善CAPP系统的工艺设计过程管理的对策

(一)构建跨部门的协同工艺设计小组

企业根据每个产品对应研发设计人员、工艺设计人员、制造人员、装配人员以及售后服务人员，甚至包括用户，构建跨部门的工艺设计小组，从而保证产品在工艺设计阶段就能发现制造、装配过程中潜在的问题，并能及时解决。甚至通过用户参与工艺设计，可以在工艺设计阶段发现产品在使用过程中可能发生的失效风险，从而避免产品存在使用缺陷的风险。从而大幅减少了工艺设计更改的次数，缩短了产品开发周期，提高了产品质量。

(二)有效建立工艺数据访问与权限管理机制

在进行协同工艺设计过程中，在多人协同工艺设计时，应建立工艺数据访问控制机制、有效分配工艺数据访问权限，拥有相应权限的工艺设计人员，才能对工艺数据进行建立、更新，不仅避免多用户管理而导致的数据复杂性，还能够避免工艺设计人员管理误差带来的CAPP系统安全隐患，从而也保证工艺数据的一致性。在此基础上，构建工艺数据的交换途径，提高工艺数据的可交流性，实现工艺与设计、生产等其他相关部门协同。

(三)构建基于CSCW的协同工艺设计平台

计算机支持协同工作(computer-supported collaborative work，CSCW)技术[4]，即有效利用计算机、网络信息技术，能够支持跨部门、跨地域的用户构建动态小组，并进行交互与协同工作。因此，要实现协同工艺设计过程管理，需要构建工艺设计过程的CSCW环境，而CSCW环境主要是包括如下层次：

通信层为协同工艺设计人员对某一产品进行多人协同工艺过程设计时，提供了异步通信工具和同步通信工具集，实现异步的产品图纸与工艺文件的浏览与批注、召开小组网络会议、论坛等。

信息层在协同工艺设计全过程中，能记录工艺设计的进程并允许协同工艺设计人员容易查阅产品、设备以及用户的共享信息。实施时，还应充分考虑传统的工艺资料，以及安全机制。

协同工作层为各协同工艺设计人员提供共享的工作空间，使他们能就某一共同的目标实现工艺过程协同编辑、工艺路线讨论以及工艺参数的优化等。

应用层为面向跨部门、跨地域的协同工艺设计活动模型的交互层，能够有效将工艺设计的功能和应用程序组合起来，为工艺设计人员提供较为便捷的协同环境。

三、结束语

综上，CAPP系统是现代企业衔接设计与制造的关键环节，直接影响产品的性能、成本与质量。因此，本文通过分析我国企业现有CAPP系统的工艺设计过程管理存在的问题，提出了有效对策，为企业能够满足复杂产品的多模式协同工艺设计要求，同时提高产品工艺设计的智能化、协同化与实用化水平开辟了一条有效的途径。

[1]王婵.敏捷制造模式下产品型中小企业的协同工艺设计.产业与科技论坛, 2012, (1): 75-76.

[2]王桂静.协同工艺设计与管理技术研究与实现[D].西北工业大学, 2005.

[3]Wang Lihue, Shen Weaning, Xie Helen, Neelam kavil Joseph, Pardasani.Collaborative conceptual design-state of the art and future trends[J], Computer-Aided Design, 2002, 34(13): 981-996.

[4]王宏典，张友良．面向先进制造的CSCW研究与实践[J]．中国机械工程，1998, 9(10):27-29．