目前，全國壓力容器制造企業有6000余家，大多數企業的制造工藝還采用CAD方式編制，相似產品的工藝文件需重復編制，工藝人員勞動強度較大，效率較低，不利于壓力容器制造行業的快速發展。壓力容器CAPP技術采用網絡化模式，依據壓力容器制造的法律法規、標準，建立具有普遍意義的通用壓力容器工藝卡片、質量計劃生成及相關文件標準化模板，能實現產品信息的共享，縮短工藝設計周期，提高企業產品在市場上的競爭能力。同時，有利于對工藝設計的最優化和標準化，可以使企業的產品生產獲得更大的效益，為用戶提供優質產品。
1 PVCAPP系統開發的需求
PVCAPP系統開發的目的是為了滿足壓力容器制造企業對產品信息的共享，實時地、動態地管理工藝數據，實現對壓力容器制造工藝的高效管理。主要需求如下：
(1)建立具有普遍意義的通用化壓力容器工藝卡片、質量計劃生成及相關文件標準化模板。
(2)實現產品信息數據集成，將設計部門的產品數據導人CAPP數據庫中，供工藝、生產、供應等部門再次利用，解決生產管理系統再次手工輸入產品數據的重復勞動。
(3)實現壓力容器產品工藝管理集成，工藝人員交互工藝設計、工藝派生、工藝文件生成、工藝流程CAD圖生成；質量計劃派生、質量計劃文件生成；工藝信息查詢、基礎信息管理；工藝卡片設計時，系統可實現工藝表頭的自動填寫；實現產品BOM信息導入、錄入、查詢；實現工藝卡片、質量計劃工作流管理。
2 PVCAPP系統的設計
PVCAPP系統的設計，參考國內外CAPP軟件，如Autocap和CAXA等進行設計開發，形成適用于壓力容器制造的CAPP系統。
2.1 系統運行環境
操作系統：Windows2000 Professional/XP。
其他應用系統：MS OFFICE、AUTO CAD。
系統結構：B/S模式&C/S模式。
運行環境：集團網絡，服務器及客戶端。
2.2 系統功能特點
系統建立開放的數據特征管理，由用戶自行建立特征數據，根據特征數據查找相關典型信息，快速派生工藝卡片、質量計劃。系統能從CAD圖紙自動導入壓力容器產品BOM信息、相關技術信息，與產品設計系統實現信息共享。從壓力容器產品工藝卡片自動生成CAD工藝流程圖，自動輸出壓力容器產品BOM信息、相關技術信息，輸出工藝卡片、質量計劃，與生產管理系統實現信息共享。
2.3 系統功能模塊
系統功能模塊包括：系統登錄、產品數據管理、產品工藝管理、質量計劃管理、系統數據管理，圖1為壓力容器CAPP管理系統圖。
用戶在客戶端登錄，給出系統路徑。進入CAPP管理系統登錄界面，輸入用戶名和密碼后，登錄到系統主界面，選擇相應模塊開始工作。
圖1 壓力容器CAPP管理系統
2.3.1 產品數據管理模塊
“產品數據管理”模塊用于對產品特征和產品設計數據進行設置，它包括：產品數據錄入、產品數據導入、工藝流程導出、特征數據管理、類型數據管理、產品數據查詢、特征數據查詢和類別數據查詢等模塊。產品數據管理模塊如圖2所示。
圖2 產品數據管理模塊
產品數據管理模塊可以實現產品數據的添加、修改、刪除、查詢、查看、附件的上傳、下載和刪除等功能。產品數據管理過程中的數據導入是工作量比較大的一項復雜的工作。我們選擇了具有代表性和廣泛適用性的壓力容器產品進行數據的導入。列舉了化工壓力容器常用的反應釜、換熱器、儲運設備等，同時由主要工藝工程師配合提出數據需求，保證數據的科學性和實用性。
2.3.2 產品工藝管理模塊
“產品工藝管理”模塊用于對產品工藝和產品工藝規程設計數據進行設置，它包括：工藝規程派生、工藝規程設計、工藝規程審核、工藝規程批準、工藝規程修改、工藝規程查詢、工藝規程封面、工藝規程目錄、工藝規程概述。產品工藝管理模塊可以實現進行產品工藝的添加、查詢、刪除和提交（產品整體提交）．產品工藝附件的上傳、下載和刪除。最主要的功能是根據特征條件搜索典型工藝，并生成目標工藝，若沒搜到合適的記錄則進入工藝規程設計界面，進行手動添加。生成目標工藝之后，可以對工藝信息進行修改補充。產品工藝管理模塊如圖3所示。
圖3 產品工藝管理模塊
產品工藝管理模塊是CAPP系統的主要應用模塊，可以通過對數據管理模塊中的數據信息進行選擇和處理，得到所需的專用工藝規程等文件。
2.3.3 質量計劃管理模塊
“質量計劃管理”模塊用于對本系統的產品質量計劃信息進行設置，它包括：質量計劃派生、質量計劃編制、質量計劃審核、質量計劃批準、質量計劃查詢、質量計劃修改、質量計劃封面和質量計劃概述。質量計劃管理模塊如圖4所示。
圖4 質量計劃管理模塊
產品質量計劃管理模塊可以實現產品質量計劃的編制、修改、查詢和刪除以及質量計劃的審核、批準，產品質量計劃附件的上傳、下載和刪除。同時能實現審批后質量計劃的打印輸出。
2.3.4 系統數據管理模塊
“系統數據管理”模塊用于對部門、用戶、角色進行設置，它包括：部門管理、用戶管理、角色管理、權限管理。數據系統管理模塊可以實現對部門、用戶和角色信息的管理。包括添加、修改、刪除信息，對密碼及權限進行管理。根據企業的實際情況設置工作組，并對工作組進行操作權限控制。該系統分以下幾個工作組：系統管理員組、標準信息管理員組、工藝員組、其他人員組。系統管理員對整個系統進行管理，可添加、更改、刪除本系統用戶信息，對工藝輔助信息數據，包括：工序名稱、標準工藝程序、車間、設備、夾具、量檢具、輔具、工藝樣板等數據信息進行維護。為避免多人管理發生混亂，規定系統管理員只能一人。標準信息管理員只能用于維護標準件信息，無其他權限。工藝員組的所有成員均可編制工藝卡片，對工藝卡片進行修改操作，可瀏覽標準件信息等。系統數據管理模塊如圖5所示。
圖5 系統數據管理模塊
3 PVCAPP系統的測試
3.1 測試過程
CAPP系統運行環境為分布式網絡環境，測試環境完全模擬某公司現有的實際網絡、數據庫等環境。對該公司CAPP系統進行了4方面的性能運行測試：
(1)基礎數據庫的維護。
(2)工藝過程卡的編制。
(3)工藝文件的打印輸出。
(4)生成工藝數據，實現工藝數據的網絡管理。
在CAPP系統運行測試的過程中，我們發現基礎數據庫中的數據信息不全，導致生成工藝工程卡和工藝規程時，出現缺項的問題，我們又組織有關工藝工程師補充完善了數據信息。
3.2 發現的主要問題
(1)因數據信息不全面，有些特殊產品的工藝文件無法自動形成，需要手動完成數據的添加。
(2)對于熱處理、鍛造等工藝因為工藝過程比較特殊，缺少相關數據，沒有形成工藝的控制。
(3)現有CAPP系統僅針對企業的實際情況進行管理，還不能有效地總結行業工藝“設計經驗”和“設計知識”，適用性還比較小，其他企業使用時，因產品制造過程和選用設備不同，還需要修改程序。
(4)CAPP需要與企業的其他應用系統進行集成，包括材料采購、驗收等環節，使工藝數據的價值得到更有效的發揮和利用。
3.3 解決方案
(1)根據企業產品的發展需要，不斷收集完善數據信息，將特殊產品的工藝數據及時添加到數據庫中，同時收集企業同行業的相關信息，保證產品數據的全面性。
(2)對于熱處理、鍛造等特殊工藝過程，與熱處理工程師、鍛造工程師共同補充相關數據，添加到數據庫中，以便對該工藝進行控制。
(3)將現有CAPP系統設計為柔性管理系統，可以人機交互，實現管理的人工選擇性，因不同的制造過程選用不同的設備增加行業中的適用性。
(4)補充數據管理模塊中的部門，將材料采購、驗收等部門納入到CAPP系統中，使工藝數據充分共享，使數據價值得到有效的發揮和利用。
4 PVCAPP的應用前景
通過測試及試用過程中的改進，目前CAPP系統在壓力容器產品工藝編制及制造過程中具有很好的適用性。CAPP軟件的應用，使工藝人員從繁瑣的重復勞動中解放出來，大大降低了工藝人員的勞動強度，極大地提高了工作效率和工作熱情。同時使企業的壓力容器制造系統實行網絡管理，對企業的快速發展起到了重要作用。
5 結束語
PVCAPP管理系統的開發改變了過去壓力容器制造企業采用CAD編制工藝的傳統方式，將企業多年從事壓力容器制造的經驗數據進行歸類匯總，形成數據信息，通過CAPP系統的數據處理模塊，將所需的數據信息用于產品工藝文件的編制，同時將數據信息在企業內部的網絡上共享，實現其他部門對數據的瀏覽和使用功能。簡化了工作流程，加快了業務辦理的速度，提高了效率，給企業帶來了更高的經濟效益。
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本文標題：壓力容器CAPP技術的應用
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