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基于PDM平台的工艺发展趋势探讨

2018-03-27罗素文

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随着产品数据管理(PDM)技术的发展和应用的深入,使用基于PDM平台的专业CAPP,实现面向整个产品的工艺设计和工艺文件的管理成为一种趋势,并将逐步取代传统的工艺。从工艺的发展趋势看,工艺正朝着规范化、集成化、智能化方向发展。
    随着企业信息化发展,工艺设计制造也应随之进步,单一的工艺卡片表格编制已满足不了企业发展需求,必须应用专业CAPP。工艺卡片所有列信息都与工艺资源建立关联关系,并且工艺卡片所有信息都能提取后处理,满足自动化单元之间信息传递和转换,解决“信息孤岛”的问题。日前,制造业企业实现信息化最关键的问题,就是企业技术部门与生产管理部门的信息集成,因为企业资源管理系统ERP要能够正常运行,就需要准确的技术基础数据:产品结构、工艺路线、工序名称、工时定额、材料定额等信息。所以,将来工艺发展趋势就是在PDM环境下,以数据库的形式将工艺数据转换到ERP系统的信息大数据库中,实现企业技术部门与生产管理部门的信息系统无缝集成。
 
一、工艺现状
 
    近几年,根据本单位工艺应用情况,也调研过一些企业单位的工艺应用情况,相比研发设计,工艺都有滞后现象,并从不同程度影响企业的长远发展。很多企业单位的CAPP仅局限于制定工艺规程,已经不能满足企业信息化的需求;工艺卡片所有工艺信息都需要人工输入,工艺与设计信息是分开的,工艺人员重复劳动,严重影响工作效率,并且由于二次手工输入存在输入错误信息等问题。
 
二、工艺预处理的工作
 
    (1)建立适合企业的工艺资源库:设备库、工装库、刀具库、标准工具库、外购件库、典型工艺库等。(2)工艺的规范化、标准化工作。a.工艺规程模板的规范化、标准化:定制适合企业运行模式的工艺规程模板(包括下料工艺规程模板、加工工艺规程模板、热处理工艺规程模板、总装工艺规程模板等),并且规范化、标准化。b.工艺资源库内容与工艺卡片对应列的关联:规范化的工艺卡片所有列信息都与工艺资源建立关联关系,在用CAPP系统进行工艺设计时,能方便快捷地查询各种类型的工艺数据,并自动填入工艺文件中去。C.工艺基础数据的完善、规范 (3)建立《工艺规程编审》、《工装、工序图设计》等工艺流程,达到“流程管事”。(4)制定工艺操作规范管理制度,达到“制度管人”。
 
三、PDM平台对CAPP的技术支持
 
    (1)环境支持:在PDM通过定制和二次开发满足企业个性化需求,从产品结构树方便、快速的查找到对应对象的文卷、属性以及关联对象的工艺文件等信息(如下图1)
 
从结构树查询关联工艺文件
图1从结构树查询关联工艺文件
 
    (2)信息集成:PDM系统与CAPP系统信息集成主要是解决系统之问的信息共享、交流与传递。以PDM为框架进行的与CAPP系统的集成,是实现产品数据的高效管理和共享信息化工作的核心。数据集成包括产品数据的数据集成,工艺信息的集成和共享,工艺资源数据集成,而数据管理是PDM的主要功能之一。CAD/CAPP/PLM 一体化集成系统中提供的产品BOM,技术数据,零部件设计及工艺属性,加工工艺路线,工时、材料定额,毛坯类型等信息,帮助ERP系统管理好制造资源相关数据,如库存信息,成本信息,制造BOM等重要数据。并且在PDM环境下,以数据库的形式将数据转换到ERP系统的基础信息数据库中,实现企业技术部门和企业管理部门之间的信息集成。
 
    (3)工作流程管理:在PDM支持下,实现了CAD、CAPP、Word文档的流程自动签名,所有技术文件、工艺卡片等文档的校审全部实现了流程管理。充分利用PDM系统的权限管理,按角色定义,角色访问权限不同,进行工艺技术人员角色和权限的分派。因PDM对企业用户组织和工作流程的支持,且工作流程的实现完全依赖PDM,所以一般新的设计文档、工艺文档都可以通过工作流进行设计或编制。工作流通过文档对象在工作流的各步骤任务之问的传递,实现签审过程,并实现文档状态的变迁,流程完成自动发布归档(如下图2)。
 
工作流程任务传递
图2工作流程任务传递
 
四、研究CAPP技术意义
 
    (1)用专业CAPP替代传统的工艺过程设计,对于机械制造业具有重要意义。可以将工艺设计人员从繁重、重复的劳动中解放出来,转而从事新产品及新工艺研究等智造工作。
 
    (2)提高工艺过程设计质量,计算机能按程序要求进行工艺过程设计,减少人为因素的影响,工艺过程规范化、标准化。
 
    (3)工艺直接指导生产,专业CAPP技术能够缩短生产准备周期,减少工艺过程设计费用及制造费用,提高生产效率,提升产品的市场竞争力。
 
    (4)专业CAPP集成性好,提供标准集成接口:与CAD/PDM/ERP等软件的集成,实现企业数据的自动传递。真正起到工艺设计的桥梁作用:向上,可以直接读取CAD的设计图纸信息;向下,可为PDM、ERP系统提供所需的工艺路线、工时定额、材料定额、工序名称以及使用设备等信息,实现了真正的信息集成。
 
五、工艺发展趋势
 
    (一)CAPP的规范、标准化管理
 
    1)工艺规程模板的规范、标准化:定制适合企业运行模式的各类工艺规程模板,并且规范、标准化,以便在PDM系统和ERP系统中顺利运作。
 
    2)工艺资源库内容与工艺卡片建立了对应列关联,工艺卡片所有信息都能提取后处理,满足自动化单元之间信息传递和转换。
 
    (二)使用PDM 平台的专业CAPP
 
    1)使用PDM系统的权限管理:对不同角色的工艺技术人员进行CAPP的专业技术分工作业,并授予相应的对象操作权,实现“专业人员编辑,其它人员参考、浏览”。
 
    2)使用PDM系统的工作流管理:制造业企业采用工作流管理的价值在于可以让技术文档的签审过程实现自动化。人员、文档、权限及各类数据资源跟随流程的过程而自动变化,提高了文档流转的效率、安全性和规范性,同时给设计者提供一个最方便的工作环境,实现“流程管事”。
 
    3)使用PDM系统的版本管理:实现CAPP工艺技术文件的唯一性、有效性。
 
    4)使用PDM系统的工艺数据管理:将工艺路线、工时定额等数据统一存放到PDM 数据库中,方便查询、追溯,也可供ERP等其它系统调用,实现资源共享。
 
    (三)三维CAPP技术
 
    目前工艺规程是以二维形式表达的,工艺与设计信息是分开的,工序简图脱离了三维产品模型,工艺设计过程,工序简图往往需要重新绘制。工序简图与产品模型无法实现全关联,一旦产品模型发生变化,工序简图不能关联改变。所以,利用三维CAPP技术对零件的工序卡片进行定义,更加直观、系统地表现出零件的各种加工特性,有助于工人的理解,提高生产效率。
 
    (四)信息集成化
 
    CAPP是CAD与CAM之间的桥梁,是PDM与ERP产品信息的重要来源。这些系统的发展可以相对不平衡,但必须在并行工程思想的指导下实现CAPP与CAD、CAM等系统的全面集成,发挥CAPP在整个生产活动中的信息中枢和功能调节作用。这包括与产品设计实现双向的信息交换与传送;与生产计划调度系统实现有效集成,实现企业级乃至更大范围的信息化。
 
六、结语
 
    从工艺的发展趋势看,工艺正朝着规范化、集成化、智能化方向发展。在未来的制造业,随着企业信息化进程的推进,企业对工艺信息系统的需求日益迫切,传统CAPP系统仅局限于制定工艺规程远远不能满足企业信息化的需求,越来越多的企业在以基于PDM的专业CAPP替代传统CAPP,所以专业CAPP将在信息化的制造业中发挥越来越重要的作用。
责任编辑:李璐
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