一、行業介紹
汽車行業作為我國重點產品、快速發展的產業，近些年發展迅速，而作為汽車零部件——汽車軸承行業，發展也較快，特別是在2009-2010年間，出現爆發式大幅增漲。汽車改進、更新換代較快，以每輛車約50套軸承，每套軸承2個套圈，每個套圈鍛壓、車削、熱處理、磨削4個大工序計算，每輛車的軸承工序就有400個。汽車軸承加工精度高，技術密集型行業，隨著汽車工業的發展，整車和主機廠對軸承性能的要求日益提高，因此軸承生產企業的工藝技術水平和技術儲備要求較高，企業只有通過提高工藝技術水平和不斷的研發新技術、新工藝，才能適應激烈的市場競爭，目前國內有軸承企業幾千家，誰能撐握先機，誰就能撐握市場的主動權。
二、企業介紹和實施背景
襄陽汽車軸承股份有限公司（簡稱：襄軸）作為國內最大的汽車軸承生產企業，始建于1968年，可生產12類2000多個品種，現已形成重型、中型、輕型、微型、轎車等各種車型可整車配套的軸承體系。襄軸以每年200個以上的速度推出新品，這就對現場工藝技術人員提出了更高的要求，即要求急時、有效的解決現場問題，又要快速、準確的編制各種工藝文件。
襄軸作為一個有著四十多年歷史的大型國有企業，產品設計能力和工藝能力強、技術人員經驗豐富，這就需要大量知識經驗整理成數據、公式，使這些知識經驗能更有效的傳承。過去主要是通過文字資料，如形成企業自己的標準、設計方法等，但這些資料大部分都是紙質形式存在，在數據量大、工作節奏快的今天，已不能滿足工作的需要，有些經驗并未形成統一的公式或方法，會出現同一類形的產品，工藝設計上有差異，不利于快速設計、生產，不利于通用化、節約成本。
軸承工藝的特點：
1、軸承工藝長、工藝總類多，需要公式計算、查找資料、繪制圖形，工藝編制的工作量大、重復勞動多。
2、軸承零件結構和工序路線相似或相同，通過少量工序內容的變化或輸入參數變化，即可生成新的工藝。
3、軸承工藝計算方法成熟，設計經驗豐富，大部分可以整理成計算機語言，部分工藝人員已使用了excel用于部分計算，但也僅限于計算，并且是個人單機使用，無法及時共享。
以車工工藝為例，一個工藝人員編制一個軸承的車工工藝，需要3個小時左右，大量的時間都用于查找資料、工藝尺寸的計算、重復制圖上。
因此，我們將CAPP引入企業放到了日程上來。
圖1 手工編制工藝文件流程
三、CAPP介紹及選型
CAPP（computer aided process planning）：計算機輔助工藝過程設計），是利用計算機來進行零件加工工藝過程的制訂，把毛坯加工成工程圖紙上所要求的零件。它是通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內容等工藝文件的過程。
選型CAPP初，我們提出了一些要求：1、可以形成自己的知識庫，便于查找、維護；2、在傳統CAPP的基礎上，需增加參數化設計，將一些設計方法融入到參數化CAPP應用中，減少技術人員的工作強度、提高效率和設計準確性；3、參數化應用要便于使用，不僅是工藝技術人員使用方便，配置人員也需上手容易；4、可集成在現有的PDM中進行管理。
通過多方的選型，襄軸選定了使用開目公司軟件產品，在普通CAPP的基礎上，增加了參數化設計，進行軸承的參數化CAPP應用。
開目CAPP優點：
1、基于參數表和過程圖的可視化表示方法。
2、智能化與工藝人員主動決策相結合。
3、可實現工藝知識積累，在實用中提高企業的工藝管理水平。
四、實施情況
襄軸的參數化CAPP實施主要分為以下幾個步驟：
1、成立項目組，包括軟件持術人員、配置人員、最終使用的工藝人員等，展開多部門跨領域的合作；
2、業務調研，了解當前的業務流程、整理資料、公式；
3、在調研的基礎上形成技術解決方案；
4、基礎數據庫的建立、適應CAPP底圖表格的制定等準備工作（見圖2、圖3）；
圖2 底圖配置界面，制定統一的工藝模版本
圖3 數據庫的建立
5、參數化配置、軟件測試，該過程持續時間長，工作量大，需多次反復進行，襄軸經過了近一年配置、調試（見圖4～圖7）。
圖4 參數定界面，可配置參數類型、計算公式、查找數據庫
圖5 VISO的配置界面，用于配置參數化流程，并可調動AUTO CAD圖形
圖6 工藝屬性的定義，可將底圖模版本、參數化定義、VISO流程集成使用
圖7 試的窗口界面，用于檢驗流程、參數、公式等配置是否正確
6、軟件測試完成后，實際使用工藝人員，進行最終驗證，襄軸工藝人員的使用測試經過三輪，提出了大量的修改意見，包括計算正確性、人性化設計、界面設計等。
五、應用情況
現已完成了圓錐滾子軸承的外圈和外圈的全套工藝文件，包括鍛壓、車削、熱處理、磨削。可生成圓錐滾子軸承套圈從下料到成品的所有工藝文件，包括鍛壓作業指導書、車削作業指導書、熱處理作業指導書、磨工作業指導書、磨工檢驗指導書、車削量具明細表等等，共計十余個類型，減少計算、制圖、查表等人為干預80%以上，整體提高了效率3倍以上。以車削工藝文件為例，可由原來的3個小時，縮短為目前的1個小時左右，節省了大量時間。（圖8～圖11，參數生成的文件示例）
圖8 參數化生成“鍛壓作業指導書”（示例）
圖9 參數化生成“車削作業指導書”（示例）
圖10 參數化生成“熱處理作業指導書”（示例）
圖11 參數化生成“磨工作業指導書”（示例）
對于參數化生成的文件，可以進行手動二次編輯，可以進行刪除行、插入行、復制、粘貼等類似于EXCEL的編輯界面（圖12、圖13）。
圖12 文字區的編輯界面（示例）
圖13 調動AUTO CAD，對圖形編輯（示例）
參數化CAPP已與PDM集成，直接通過PDM調用參數化CAPP，生成的工藝文件直接導入PDM系統，走簽審流程（圖14）。
圖14 參數化與PDM的集成管理（示例）
六、實施參數化CAPP應注意的事項
1、實施參數化CAPP，需要做好企業的前期標準、通用化工作，包括工裝夾具的標準化、通用化，包括設計方法的標準化等，這是一個很重要的基礎性工作。
2、參數化CAPP的實施屬于跨行業的一個項目，項目組成員需有軟件背知識的人員、工藝技術人員、軟件工具改進人員等，特別是軟件配置人員必須要有工藝技術員的背景或能與工藝技術人員無障礙交流。
3、參數化配置過程，更像一個軟件編程的過程，只是這個過程可視化界面強，因此前期策劃很重要，包括整體的配置布局、參數定義規則、參數類形設置、計算公式步驟和查數據庫的方法。
七、結論
1、建立了包括軸承工藝路線中的關鍵參數、工藝資源、工藝方法等的工藝知識庫，為實現CAPP參數化奠定了基礎；
2、建立了基于流程圖的典型工藝模板，實現了產品的快速變型工藝設計，顯著提高了工藝設計的準確度和效率；
3、建立軸承企業的工藝知識庫及工藝知識積累機制，滿足了工藝知識的積累與傳承要求，大幅提高了產品的系列化和標準化水平，降低了生產成本；
4、基于通用工藝建模工具，形成了由企業自主完成產品工藝的知識化、標準化、模塊化的參數化CAPP實現的成功模式，滿足了企業對系統的自主擴展需求，有利于行業推廣應用。
綜上，通過參數CAPP工具，企業人員可以自己配置、修改參數化工藝文件。參數化CAPP系統對于系列化、標準化的汽車零部件生產企業，提高工藝編制的準確、效率，提升企業技術管理水平有著十分重要的意義。
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本文標題：參數化CAPP在汽車零部件行業的深化應用
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