1 概述
隨著信息技術的發展和知識經濟的到來，信息與知識已經成為企業中最重要的資源，對企業制造水平的發展起著關鍵作用。工藝技術是使各種原材料、半成品加工成為產品的方法和過程，工藝工作是機械制造業的基礎工作，貫穿于企業生產的全過程，是實現產品設計、保證產品質量、降低生產成本和提高生產效率的重要手段，也是提升企業核心競爭力的有效保障。機械制造企業實行工藝信息化，已經成為機械制造企業發展的迫切需求。為了更好地發揮工藝工作的作用和增強企業市場響應的能力，企業必須加強工藝管理。工藝管理的基本任務是在一定生產條件下，應用現代科學理論，對各項工藝工作進行計劃、組織和控制，確保各項工作按一定的原則、程序和方法協調有效地進行。工藝信息化是設計與制造信息化之間的橋梁，CAPP是連接CAD、PDM及ERP等信息系統的紐帶，起到承上啟下的重要作用，工藝信息化是企業信息化工作的重要組成部分。
2 工藝技術與工藝信息化
2.1 工藝技術
工藝技術是指工業產品的加工制造方法，包括從原料投入到產品包裝全過程的原料配方、工藝路線、工藝流程、工藝流程圖、工藝步驟、工藝指標、操作要點、工藝控制等。不同的產品有不同的工藝技術，同一產品也可能有多種工藝技術，產品開發者和工藝設計者可根據當地資源、能源、環境條件、產業政策等具體情況，選擇最合適的產品方案和工藝技術。結合具體的工藝活動，對工藝知識管理活動過程及內容進行研究，構建工藝信息化活動模型，工藝工作框架如圖1。
圖1 制造企業工藝工作框架圖
2.2 工藝信息化
信息技術對先進制造技術的發展起著越來越重要的作用，工藝信息化是提升企業核心競爭力的有效保障。工藝信息化分工藝設計與工藝管理兩個部分，主要涉及工藝設計信息化和制造過程工藝管理信息化。工藝管理的基本任務是結合企業的實際情況，應用現代管理科學理論和信息化技術，對各項工藝工作進行規劃、計劃、組織和控制，使之按一定的原則、程序和方法協調有效地進行，以保證產品質量、提高生產效率、降低環境影響，實現經濟效益和社會效益協調發展。工藝信息化是企業制造信息化的一個重要方面和關鍵環節，通過工藝信息化，提高企業制造工藝部門數字化、集成化、網絡化，全面提高企業整體工藝設計與管理的工作效率。
工藝信息化主要業務流程見圖2，主要是工藝設計與工藝管理信息化，現代機械制造工藝設計信息化包括產品機構CAD\CAE\CAPP\CAM，產品設計的工藝性審查，工藝會簽、工藝任務分派、工藝方案設計、工藝規程設計、工藝匯總、工藝資源庫、數字化虛擬裝配、工裝庫管理等，制造過程工藝管理信息化包括按工藝制造產品零件、由程序控制機床完成數控加工，并實現產品的數字化裝配及數控加工程序管理等內容。
圖2 工藝信息化業務流程圖
3 CAPP技術與集成應用淺析
3.1 工藝現狀與發展趨勢
目前，在我國大部分制造企業中，還是依靠傳統的工藝設計工具與方法開展工藝工作，工藝人員在進行工藝編制時往往陷入大量的文字、圖形處理和繁瑣的數字計算工作中，大量時間花在了工藝文件編制上，沒有更多的時間進行工藝技術研究和生產服務，這不僅不利于工藝技術水平的提高，也很難提高工藝文件編制本身的水平。同時熟練的工藝人員日益短缺，而年輕的工藝人員則需要時間來積累經驗；在傳統的工藝工作方法下，很難將老工藝人員的工藝知識和經驗完整保留下來，很難實現知識重用，這些原因都使得工藝設計成為產品制造過程中的薄弱環節。為迅速響應市場的變化，提高企業競爭能力，就必須努力縮短工藝技術準備周期，提高工藝設計質量及工藝快速反應能力。而提高工藝設計質量及工藝快速反應能力的一個重要手段就是全面應用CAPP技術，走工藝信息化的發展道路。
3.2 CAPP是工藝信息化的必經之路
CAPP是計算機輔助工藝設計的簡稱(computer aided process planning)，它利用計算機技術輔助工藝人員完成工藝性審查、工藝方案設計、工藝路線制訂、工藝規程設計、工藝定額編制、工藝管理等數字化工藝工作的活動。它是以產品數據管理PDM(Products Data Management)為數據來源進行工藝設計與管理，并為企業資源計劃ERP系統(EntERPrise Resource Plan)提供基礎數據的工藝信息化工作平臺。
CAPP分為工藝設計與工藝管理兩部分功能，其主要目標包括：提高工藝設計的效率與質量；促進工藝的標準化、規范化；促進工藝優化；滿足產品全生命周期中對工藝設計的要求；保證工藝數據的完整性、一致性和可重用性；實現工藝知識和經驗的積累、共享和管理；促進產品的并行設計和協同設計；涵蓋企業工藝工作的全過程。
3.3 CAPP系統集成與應用
CAPP技術作為制造業信息化的重要組成部分，是產品制造信息的集成地，也是先進制造系統的重要支撐技術之一。隨著計算機集成制造系統(CIMS)、并行工程(CE)、智能制造系統(IMS)、虛擬制造系統(VMS)、敏捷制造(AM)等先進制造系統的發展，對CAPP技術從應用的廣度與深度上，都提出了更高、更新的要求。CAPP系統應具有數據交換和二次開發接口，支持與PDM、MRP、ERP等系統集成，實現數據的共享和重用。CAPP系統作為產品設計/制造一體化的橋梁，是CAD/CAM系統與PDM、MRP、ERP等其他企業管理軟件實現集成的關鍵，是企業管理信息化的基礎，CAPP與PDM\ERP集成框架見圖3。在工藝與過程管理集成及優化方面，開發和集成了大量的CAPP工程應用軟件和制造數據管理軟件，建立了各類工程數據庫、材料庫、設計和制造特征數據庫、典型工藝庫、典型零件庫等，初步解決了產品技術準備階段的信息集成與共享問題，制定了相應的企業標準規范，并成功地應用于新產品研發中，大大提高了設計質量、縮短了研制周期、降低了開發成本。
圖3 CAPP與PDM、ERP集成框架圖
在PDM管理系統中，創建產品數據，以電子文檔完成產品結構工藝性審查，并完成各專業的工藝會簽，并將EBOM輸出給CAPP，實現安全的圖文檔數據共享：在CAPP中，工藝文檔自身有一套完整的電子簽審流程，工藝文件需要通過嚴格的簽審流程后歸檔，保證了數據的安全與受控，并且CAPP又為ERP提供了工藝路線、材料定額、工時定額等基礎數據。
4 結語
工藝信息化是企業制造信息化的重要和關鍵環節，通過工藝信息化，提高企業制造工藝部門數字化、集成化、網絡化，全面提高企業整體工藝設計與管理的工作效率。CAPP作為企業信息化建設的關鍵和核心技術之一，研究和開發集成的、開放的CAPP工具系統使其可以快速開發和實施，具有廣闊的應用前景。
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本文標題：工藝信息化及CAPP應用淺析
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