引言
CAPP作为实现产品由设计过程向制造过程转化的关键技术,对整个CIMS信息集成起着重要的作用。同时,工艺信息的管理是整个CIMS信息管理的一个重要方面。它对于提高工艺设计的质量和效率、促进工艺规程的标准化和优化、缩短产品开发周期、减少设计差错等方面都具有明显的作用。目前,针对CAPP的研究已不单纯集中在产品设计与工艺设计或工艺设计与生产计划调度之间的信息共享与通讯,而是融合了完善的管理机制和基于网络环境下的分布协调机制。这一趋势主要由以下两方面原因造成:
(1)实施CAPP的企业对工艺的计算机化有了更完善、更实际的要求.企业所需要的不再是处处追求自动化但根本不适应自身动态柔性环境的自动工艺生成器,而是能全面管理工艺的规划、设计、评审、归档任务流程的工艺管理系统。
(2)随着市场对产品个体化、多元化和小批量生产的要求,迫使制造企业加速新产品的开发制造周期,在此前提下企业为寻求发展,往往联合成企业集团或以动态联盟的形式合作生产。因此,基于网络分布环境下的工艺系统的研究开发将符合实际需求。
本文将致力于研究分布环境下工艺管理流程的分解与协调方式,并构筑了符合分布环境的集成工艺管理模型。基于本文思想所开发的原型系统目前已应用于具体的企业中。
l.工艺管理过程中的分布特色
工艺任务的实施一般由工艺方案、工艺过程规划、结构工艺审查、工艺路线描述、工艺编制等阶段构成。工艺编制完成后还应进行会审才能归档,另外.用于生产加工的工艺卡片还需制造加工部门的会签才能指导生产。在制订工艺的整个流程中,不同部门、不同职位的工作人员必须密切配合才能有效正确的完成工艺编制。典型的工艺开发如图1所示,其中,从工艺设计任务下达到工艺会签结束的整个流程由工艺负责人:工艺设计员工艺签审员,以及制造部门、市场销售部门的工作人员共同完成.工艺负责人工艺任务的规划,以及工艺路线的制订;工艺设计员负责具体工艺的编制;工艺签审员与工艺负责人一起对工艺设计员编制的工艺卡片进行多级签审。
在实际生产中,进行工艺开发的相关人员往往分属不同的部门,在不同的地点完成规定的工艺开发任务。例如。对于由多个分厂组成的集团企业,某一产品的生产往往需要各个分厂对工艺进行协同设计才能实施。此时,需由总厂技术统筹生产工艺的整体规划,协调各分厂的工艺任务,同时监控分厂的任务完成情况。各分厂技术部门在总厂的统一指挥调度下,结合本厂的实际设备使用情况,进行工艺的编制。
一般来说,在总厂完成的工艺设计规划工作有:(1)产品设计信息在产品工艺BOM表的转换;(2)总厂技术部内部的任务规划与实施;(3)制订工艺方案,(4)完成产品的结构工艺性审查。(5)制订过程开发计划;(6)制订工艺路线图描述表,构划各分厂的工艺任务;(7)对各分厂返还的工艺文档进行会审和会签;($)对历史文档进行管理。由分厂完成的工艺设计任务有:(1)零件图纸的信息分析,(2)毛坯设计;(3)加工方法选择; (4)加工阶段划分;(5)加工顺序安排;(6)工序制订;(73设备及工艺装备选择;(8)加工余量、工序尺寸和公差计算;(9)切削用量计算;(10)工时定额计算;(11)生成工艺文件、绘制工序图。
2.具有分布特色的计X机辅助工艺管理系统结构
为适应实际企业生产中的工艺分布管理特性,计算机辅助工艺设计系统也应具有分级、分由的体系结构。图2表示了具有两级结构的分布CAPP系统,该系统包含了宏级工艺管理子系统和微级工艺设计子系统。宏级工艺管理子系统控制了产品的设计信息向BOM图的转换、方案制订、结构工艺审查、开发计划、工艺路线描述、会审、系统管理、权限管理等操作;微级工艺管理子系统负责工艺任务的获取、工艺设计、工艺卡片的生成、工艺文档的提交等操作。在企业实施中,宏级工艺管理子系统安装在总厂工艺管理部,微级工艺设计子系统安装在各分厂设计部。它们之间通过网络联结成一主多从的分布式体系统结构。同时宏级工艺管理系统与微级工艺设计系统之间通过以下接口进行信息和功能的集成;
(1) BOM数据同步微级工艺设计子系统对宏级工艺管理子系统的BOM信息表进行映射,并通过定期检查BOM日志表中来维护两级体系中的I30M数据
(2)工艺路线描述信息获取宏级工艺管理子系统通过绘制工艺路线图,来指定执行某一工艺任务的分厂、加工种类、生产类型、以及工艺设计结束后的签审会审方式。该工艺路线图将自动转化为对应的任务信息并发布给相应的微级工艺设计子系统。
(3)工艺文档的提交与归档微级工艺设计子系统在完成工艺设计后,进行工艺文档的提交并由宏级工艺管理子系统对提交的工艺文档进行会审。会审通过的文档转人归档库,会审未通过的文档将打架微级工艺设计子系统进行再设计。
由上述分级结构规划的分布式集成工艺管理系统如图3所示。其结构共分四层:① GUI界面层,该层提供统一的用户操作界面,以达到操作的一致性与相似性;②宏工艺管理与微工艺设计层,该层提供分级的工艺管理与设计功能,图3中标示了宏工艺管理与微工艺设计子系统的功能模块,两个子系统之间的信息结构与流向如图中箭头所示。同进,该层也是整个系统的核心,其规划和实施的质量将直接影响整个工艺管理系统的运作。③数据管理层,该层存储所有的系统数据、工艺信息与管理数据。通过专用数据接口或ODBC,该层可以与任意关系数据库相并连并可维护分布、异构的数据库结构。④网络通讯层,该层调用相应的网络通讯协议,保证分布环境下数据传输的准确。
采用分级结构规划计算机工艺管理系统具有以下优点:
(1)任务分工明确。分级结构将工艺管理与工艺设计进行了合理的划分,使得该结构体系更能适合企业尤其是具有分厂或子公司的集团型企业的需求。同时,合理的任务分工也能减小计算机工艺管理系统的实施规模与难度。
(2)数据存储合理、传输迅速。由于企业实际生产中会产生大量的工艺管理与设计文档,所圳如何管理(存储、更新 .检索〕工艺信息非常重要。采用分布的工艺管理结构以及分布数据库的实施,可以将数据的管理缩小到子系统内,而整个系统之间只传送相应的接口信息。这样可以提高系统的数据传输率并通过只对关链数据进行镜像与双工操作,提高系统安全性。
(3)适应企业的动态性、多变性。分布、层次化的结构不仅为企业实施该类系统提供了方便,同时也适应了企业管理流程的动态变化(例如分厂的重组或动态添加)。
3.结论
基于上述思想,我们开发了应用于上海市汽车工业总公司下属集团企业的集成工艺管理系统HZCAPP,该系统目前经过侧试和评审,已进入实际使用阶段。经过系统开发和试运行,充分证实了基于分布环境的、包含宏工艺管理子系统与徽工艺设计子系统的分级、分布的体系的可行性和先进性。我们下一步的将构筑出分布粒度更小的工艺管理体系,以适应动态联盟等企业结构的要求,设计更符合企业动态性需求的分布工艺管理系统。
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本文标题:分布环境下的集成工艺管理系统