劉俊琦,劉 暉,周成效

(上海電氣電站設(shè)備有限公司電站輔機(jī)廠,上海 200090)

1 概 述

在20世紀(jì)60年代末,CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì))的研究與開(kāi)發(fā)就已開(kāi)始。隨著近年對(duì)CAPP技術(shù)進(jìn)行了大量的探討和研究,無(wú)論在深度和廣度上都取得了很大進(jìn)展。但與CAD、CAM等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用相比仍有很大差距,CAPP在應(yīng)用方面仍是薄弱環(huán)節(jié)。這是由工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題的復(fù)雜性和特殊性所決定的;同時(shí),也受CAPP發(fā)展的大背景和指導(dǎo)思想的影響。特別是壓力容器產(chǎn)品材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的多樣化,以及焊接工藝因素的復(fù)雜化,造成了焊接工藝設(shè)計(jì)的繁瑣和復(fù)雜。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其在各領(lǐng)域應(yīng)用的普及,CAPP在現(xiàn)代制造業(yè)中,具有重要的理論意義和廣泛迫切的實(shí)際需求。CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以提高工藝規(guī)程設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短技術(shù)準(zhǔn)備周期,還能讓工藝設(shè)計(jì)人員從繁瑣重復(fù)的工作中得到解脫,可以更多地將精力投入到工藝試驗(yàn)和工藝攻關(guān)中。CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用可以使工藝設(shè)計(jì)保持一致性和規(guī)范化,有利于推進(jìn)工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化,也為適應(yīng)當(dāng)前日趨信息化的現(xiàn)代制造業(yè)的需要和實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成創(chuàng)造了必要的技術(shù)條件。

2 CAPP系統(tǒng)的實(shí)施方案

上海電站輔機(jī)廠有限公司系上海電氣集團(tuán)所屬的大型骨干企業(yè)。目前,為實(shí)現(xiàn)企業(yè)在國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)中做大做強(qiáng)的發(fā)展目標(biāo),開(kāi)始了企業(yè)內(nèi)部的一體化進(jìn)程。為此,上海電氣集團(tuán)統(tǒng)一推出并運(yùn)行了SAP管理系統(tǒng),要以管理一體化為載體,全面提升整個(gè)企業(yè)的管理效率和運(yùn)行效率。

基于這些設(shè)計(jì)環(huán)境,在考慮CAPP系統(tǒng)方案時(shí),就需從全局出發(fā),在系統(tǒng)的規(guī)劃中要有高瞻性,要有統(tǒng)一主體框架,也要考慮基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性。這種信息數(shù)據(jù)整合方式是把集成作為一種全局活動(dòng)的要素,因此,需要是一個(gè)開(kāi)放式的、廣泛的策略,能對(duì)所有和集成相關(guān)的問(wèn)題有所預(yù)見(jiàn),分析存在的關(guān)聯(lián)性,提供指導(dǎo)并定義優(yōu)先權(quán)。確定方案時(shí),整個(gè)集成系統(tǒng)應(yīng)有一個(gè)統(tǒng)一的可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu),然后才關(guān)注現(xiàn)有應(yīng)用,使集成系統(tǒng)具有良好的伸縮性。CAPP系統(tǒng)方案的定位,應(yīng)基于SAP的整體方案下的工藝部門(mén)的信息化解決方案。

3 CAPP系統(tǒng)實(shí)施內(nèi)容

日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求企業(yè)能不斷推出新產(chǎn)品,企業(yè)對(duì)客戶的要求必須做出快速的響應(yīng)。與此同時(shí),產(chǎn)品的技術(shù)要求越來(lái)越高,交貨期也越來(lái)越短,所有這一切對(duì)企業(yè)的技術(shù)能力、工藝能力是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),手工編制工藝將無(wú)法適應(yīng)殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),企業(yè)迫切需要建立工藝快速反應(yīng)能力。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)能有效提高企業(yè)的技術(shù)能力,也是提高工藝設(shè)計(jì)效率的有效手段。同時(shí),CAPP系統(tǒng)的實(shí)施,將進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)的信息化建設(shè)。

3.1 項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)

根據(jù)電站制造企業(yè)工藝部門(mén)的信息化解決方案并結(jié)合SAP管理系統(tǒng)的要求,建立CAPP系統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺(tái)后需實(shí)施的目標(biāo)為:

(1)創(chuàng)立工藝管理平臺(tái),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工藝資源共享。把計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到工藝處的日常工作中,大力提高工藝設(shè)計(jì)效率,并能充分利用整合后企業(yè)內(nèi)各類(lèi)信息資源。

(2)建立工藝信息資源的快速查詢(xún)平臺(tái)。

(3)以工藝知識(shí)管理為最終目標(biāo),積累工藝數(shù)據(jù)、歸納標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程、沉淀具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的工藝技術(shù)。

(4)以工藝人員無(wú)須在兩個(gè)系統(tǒng)重復(fù)錄入工藝數(shù)據(jù)為目的,滿足SAP與CAPP系統(tǒng)對(duì)工藝數(shù)據(jù)的要求。

3.2 項(xiàng)目實(shí)施要求及平臺(tái)的建設(shè)

在著手進(jìn)行CAPP系統(tǒng)方案的調(diào)研過(guò)程中,要清楚地認(rèn)識(shí)到企業(yè)需要應(yīng)用面廣、實(shí)用性強(qiáng)、集成性好的平臺(tái)型CAPP系統(tǒng)。應(yīng)是一個(gè)以整個(gè)產(chǎn)品為應(yīng)用對(duì)象,以產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)為中心的集工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、工藝信息管理為一體的交互式計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)平臺(tái),通過(guò)提供功能通用、強(qiáng)大的編輯工具、工藝資源管理工具、計(jì)算工具、匯總工具、配置工具以及開(kāi)發(fā)工具給予工藝人員最大的幫助,輔助工藝人員提高工藝設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量,逐步實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)及管理的自動(dòng)化和信息化。

3.2.1 CAPP系統(tǒng)平臺(tái)的主要功能

CAPP工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)能提供工藝設(shè)計(jì)時(shí)所需的常規(guī)工具,具備一些重要的功能特點(diǎn)。

(1)交互式工藝設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是基于任務(wù)樹(shù)完成對(duì)工藝文件的編制工作,而工藝文件基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行管理,是一個(gè)基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的集成應(yīng)用平臺(tái)。CAPP采用交互方式生成工藝卡片,并利用適合本企業(yè)特點(diǎn)的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互方式填充。

(2)權(quán)限管理系統(tǒng)

根據(jù)工藝處各專(zhuān)業(yè)組職責(zé),定制相應(yīng)的CAPP權(quán)限系統(tǒng),保障用戶工藝數(shù)據(jù)的安全。權(quán)限系統(tǒng)是整個(gè)CAPP系統(tǒng)的運(yùn)行核心,權(quán)限系統(tǒng)設(shè)置是否合理直接影響工藝人員的日常工作和對(duì)工藝人員、工藝文件的管理以及工藝數(shù)據(jù)的安全性。

(3)卡片系統(tǒng)

使用的卡片格式種類(lèi),包括工藝處各專(zhuān)業(yè)使用的工藝文件及日常管理文件,包含常規(guī)產(chǎn)品和核電產(chǎn)品。

(4)企業(yè)通用資源庫(kù)

建立企業(yè)的工藝裝備、設(shè)備庫(kù)等通用資源庫(kù)。用戶可在現(xiàn)有庫(kù)的基礎(chǔ)上,不斷補(bǔ)充或修正數(shù)據(jù)庫(kù)中的資源內(nèi)容,以滿足用戶的設(shè)計(jì)需求。目前企業(yè)已經(jīng)建成包括鉆頭、刀具、圓環(huán)、卡板等多種企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)。

(5)定制各種匯總表

目前建成以產(chǎn)品樹(shù)節(jié)點(diǎn)、工藝過(guò)程卡為數(shù)據(jù)源的各類(lèi)匯總表,用以滿足工藝設(shè)計(jì)的要求和本企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要,包括材料定額消耗匯總、焊材定額消耗匯總、材料消耗工藝定額明細(xì)規(guī)格匯總、工藝裝備一覽表匯總等。

3.2.2 CAPP系統(tǒng)平臺(tái)定制開(kāi)發(fā)程序

(1)零件清單創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)程序

將工藝處零件清單轉(zhuǎn)換為CAPP所識(shí)別的格式,并通過(guò)相關(guān)接口轉(zhuǎn)換為CAPP產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。工藝人員在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)中添加各種相關(guān)的工藝文件,或利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的各種屬性和工藝文件內(nèi)容匯總出各類(lèi)工藝文件。

(2)企業(yè)資源更新工具

由于需與SAP系統(tǒng)集成運(yùn)行,CAPP中所使用的各種物料均來(lái)源于SAP,因此CAPP物料信息的更新極為重要。該工具可以通過(guò)自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式運(yùn)行,確保CAPP物料信息與SAP保持一致。

(3)企業(yè)資源及時(shí)提醒

企業(yè)實(shí)行資源統(tǒng)一管理,編碼繁多,因此對(duì)編碼所對(duì)應(yīng)的物料信息及時(shí)查詢(xún)非常重要。該工具在鼠標(biāo)移至編碼附近時(shí),即可顯示相關(guān)物料信息。

(4)工時(shí)匯總程序

工藝處車(chē)間工時(shí)匯總表數(shù)據(jù)來(lái)源于工藝過(guò)程卡中的工時(shí)數(shù)據(jù),通過(guò)工藝處要求的匯總規(guī)則,匯總出指定產(chǎn)品的工時(shí)數(shù)據(jù),并可按照車(chē)間分類(lèi)匯總。

(5)工程計(jì)算器

具有公式計(jì)算和公式管理器功能,提供材料定額計(jì)算和工時(shí)定額計(jì)算公式庫(kù),用戶可自行擴(kuò)充專(zhuān)用公式。系統(tǒng)按公式定義自動(dòng)計(jì)算,計(jì)算結(jié)果自動(dòng)填入工藝文件。

4 CAPP的集成應(yīng)用

現(xiàn)在的CAPP用戶,對(duì)軟件的需求也不再只關(guān)注軟件對(duì)工藝設(shè)計(jì)本身的功能要求,而是站在企業(yè)信息化建設(shè)的高度,更加關(guān)注單個(gè)軟件系統(tǒng)的集成性、擴(kuò)展性,通用性和靈活性。

4.1 集成要求

CAPP系統(tǒng)的建設(shè)將以電站集團(tuán)和上輔正在實(shí)施的SAP系統(tǒng)對(duì)工藝數(shù)據(jù)的要求而建,通過(guò)滿足SAP與CAPP之間數(shù)據(jù)交互的業(yè)務(wù)流程和兩系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)的匹配等要點(diǎn),達(dá)到本次項(xiàng)目集成的要求。

(1)CAPP系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)是SAP基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的源頭,將提供滿足SAP所要求的工藝路線和材料定額數(shù)據(jù)。

(2)建成后的CAPP系統(tǒng)是工藝技術(shù)設(shè)計(jì)的工作平臺(tái),將全面實(shí)現(xiàn)工藝處工藝管理、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、材料定額、工時(shí)定額的工作,大力提高工作效率和質(zhì)量,最終沉淀和積累企業(yè)的核心技術(shù)。

4.2 業(yè)務(wù)流程

圖1 CAPP系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

信息系統(tǒng)集成的實(shí)質(zhì)是數(shù)據(jù)的集成整合,其業(yè)務(wù)流程見(jiàn)圖1所示。CAPP系統(tǒng)也是企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造之間的信息橋梁,承擔(dān)著上接設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、下傳工藝數(shù)據(jù)給SAP系統(tǒng)的重要任務(wù),成為企業(yè)信息化數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié),提供給SAP系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)是否及時(shí)、準(zhǔn)確,將直接影響到整個(gè)SAP系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。

在系統(tǒng)集成要求的基礎(chǔ)上,與各方達(dá)成共識(shí),制定合理有效的CAPP-SAP集成設(shè)計(jì)方案?？傮w上采用靈活、有效的數(shù)據(jù)級(jí)集成的方案。因?yàn)閮蓚€(gè)系統(tǒng)偏重的對(duì)象及工作模式不同,數(shù)據(jù)級(jí)集成可以使兩系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,不相互限制,同時(shí)又能滿足數(shù)據(jù)集成共享的要求。

系統(tǒng)集成后,可避免業(yè)務(wù)人員在CAPP和SAP兩套系統(tǒng)中重復(fù)錄入數(shù)據(jù),提高工作效率,實(shí)現(xiàn)CAPP產(chǎn)生的產(chǎn)品材料定額(工藝BOM)、工藝路線數(shù)據(jù)向SAP系統(tǒng)的流轉(zhuǎn),達(dá)到了系統(tǒng)集成后的目的。

4.3 SAP/CAPP接口表開(kāi)發(fā)

系統(tǒng)集成總的原則是:基礎(chǔ)物料庫(kù)由SAP統(tǒng)一維護(hù)、管理,CAPP系統(tǒng)只對(duì)物料數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)和利用;工藝BOM 、工藝路線的唯一數(shù)據(jù)源在CAPP,由CAPP完成這些工藝數(shù)據(jù)向SAP的流轉(zhuǎn)。

4.4 接口表的具體實(shí)施

(1)建立產(chǎn)品工藝路線接口表、產(chǎn)品材料定額接口表、CAPP物料主數(shù)據(jù)接口表。

(2)利用SAP的 RFC功能將產(chǎn)品工藝路線接口表數(shù)據(jù)直接保存到SAP系統(tǒng)。

(3)利用SAP的 RFC功能將產(chǎn)品材料定額接口表數(shù)據(jù)直接保存到SAP系統(tǒng)中。

(4)將設(shè)計(jì)部門(mén)的物料主數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù),同步保存到CAPP物料主數(shù)據(jù)接口表中。

(5)物料主數(shù)據(jù)的同步可采用定時(shí)自動(dòng)同步和手動(dòng)即時(shí)同步兩種方式。

(6)產(chǎn)品工藝路線接口表數(shù)據(jù)、產(chǎn)品材料定額接口表數(shù)據(jù)向SAP系統(tǒng)的提交,也可采用定時(shí)自動(dòng)提交和手動(dòng)即時(shí)提交兩種方式。提交結(jié)果信息反饋給CAPP系統(tǒng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

CAPP系統(tǒng)的成功實(shí)施,為企業(yè)創(chuàng)立了工藝管理平臺(tái),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工藝技術(shù)資源的共享。將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到工藝制訂的日常工作中,提高了工藝設(shè)計(jì)人員的工作效率,也充分利用了整合后企業(yè)內(nèi)的各類(lèi)資源。通過(guò)設(shè)計(jì)清單數(shù)據(jù)處理及SAP系統(tǒng)與CAPP接口的實(shí)施工作,打通了工藝與設(shè)計(jì)、SAP的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)通道,為企業(yè)整體的信息化建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]府大興.CAPP的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)[J].電子機(jī)械工程.2000.

[2]吳相石,李曉林.現(xiàn)代CAPP技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J].鍋爐制造.2003.

[3]張振明.現(xiàn)代CAPP的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)[J].CAD/CAM 與制造業(yè)信息化.2004.