目前，全国压力容器制造企业有6000余家，大多数企业的制造工艺还采用CAD方式编制，相似产品的工艺文件需重复编制，工艺人员劳动强度较大，效率较低，不利于压力容器制造行业的快速发展。压力容器CAPP技术采用网络化模式，依据压力容器制造的法律法规、标准，建立具有普遍意义的通用压力容器工艺卡片、质量计划生成及相关文件标准化模板，能实现产品信息的共享，缩短工艺设计周期，提高企业产品在市场上的竞争能力。同时，有利于对工艺设计的最优化和标准化，可以使企业的产品生产获得更大的效益，为用户提供优质产品。
1 PVCAPP系统开发的需求
PVCAPP系统开发的目的是为了满足压力容器制造企业对产品信息的共享，实时地、动态地管理工艺数据，实现对压力容器制造工艺的高效管理。主要需求如下：
(1)建立具有普遍意义的通用化压力容器工艺卡片、质量计划生成及相关文件标准化模板。
(2)实现产品信息数据集成，将设计部门的产品数据导人CAPP数据库中，供工艺、生产、供应等部门再次利用，解决生产管理系统再次手工输入产品数据的重复劳动。
(3)实现压力容器产品工艺管理集成，工艺人员交互工艺设计、工艺派生、工艺文件生成、工艺流程CAD图生成；质量计划派生、质量计划文件生成；工艺信息查询、基础信息管理；工艺卡片设计时，系统可实现工艺表头的自动填写；实现产品BOM信息导入、录入、查询；实现工艺卡片、质量计划工作流管理。
2 PVCAPP系统的设计
PVCAPP系统的设计，参考国内外CAPP软件，如Autocap和CAXA等进行设计开发，形成适用于压力容器制造的CAPP系统。
2.1 系统运行环境
操作系统：Windows2000 Professional/XP。
其他应用系统：MS OFFICE、AUTO CAD。
系统结构：B/S模式&C/S模式。
运行环境：集团网络，服务器及客户端。
2.2 系统功能特点
系统建立开放的数据特征管理，由用户自行建立特征数据，根据特征数据查找相关典型信息，快速派生工艺卡片、质量计划。系统能从CAD图纸自动导入压力容器产品BOM信息、相关技术信息，与产品设计系统实现信息共享。从压力容器产品工艺卡片自动生成CAD工艺流程图，自动输出压力容器产品BOM信息、相关技术信息，输出工艺卡片、质量计划，与生产管理系统实现信息共享。
2.3 系统功能模块
系统功能模块包括：系统登录、产品数据管理、产品工艺管理、质量计划管理、系统数据管理，图1为压力容器CAPP管理系统图。
用户在客户端登录，给出系统路径。进入CAPP管理系统登录界面，输入用户名和密码后，登录到系统主界面，选择相应模块开始工作。
图1 压力容器CAPP管理系统
2.3.1 产品数据管理模块
“产品数据管理”模块用于对产品特征和产品设计数据进行设置，它包括：产品数据录入、产品数据导入、工艺流程导出、特征数据管理、类型数据管理、产品数据查询、特征数据查询和类别数据查询等模块。产品数据管理模块如图2所示。
图2 产品数据管理模块
产品数据管理模块可以实现产品数据的添加、修改、删除、查询、查看、附件的上传、下载和删除等功能。产品数据管理过程中的数据导入是工作量比较大的一项复杂的工作。我们选择了具有代表性和广泛适用性的压力容器产品进行数据的导入。列举了化工压力容器常用的反应釜、换热器、储运设备等，同时由主要工艺工程师配合提出数据需求，保证数据的科学性和实用性。
2.3.2 产品工艺管理模块
“产品工艺管理”模块用于对产品工艺和产品工艺规程设计数据进行设置，它包括：工艺规程派生、工艺规程设计、工艺规程审核、工艺规程批准、工艺规程修改、工艺规程查询、工艺规程封面、工艺规程目录、工艺规程概述。产品工艺管理模块可以实现进行产品工艺的添加、查询、删除和提交（产品整体提交）．产品工艺附件的上传、下载和删除。最主要的功能是根据特征条件搜索典型工艺，并生成目标工艺，若没搜到合适的记录则进入工艺规程设计界面，进行手动添加。生成目标工艺之后，可以对工艺信息进行修改补充。产品工艺管理模块如图3所示。
图3 产品工艺管理模块
产品工艺管理模块是CAPP系统的主要应用模块，可以通过对数据管理模块中的数据信息进行选择和处理，得到所需的专用工艺规程等文件。
2.3.3 质量计划管理模块
“质量计划管理”模块用于对本系统的产品质量计划信息进行设置，它包括：质量计划派生、质量计划编制、质量计划审核、质量计划批准、质量计划查询、质量计划修改、质量计划封面和质量计划概述。质量计划管理模块如图4所示。
图4 质量计划管理模块
产品质量计划管理模块可以实现产品质量计划的编制、修改、查询和删除以及质量计划的审核、批准，产品质量计划附件的上传、下载和删除。同时能实现审批后质量计划的打印输出。
2.3.4 系统数据管理模块
“系统数据管理”模块用于对部门、用户、角色进行设置，它包括：部门管理、用户管理、角色管理、权限管理。数据系统管理模块可以实现对部门、用户和角色信息的管理。包括添加、修改、删除信息，对密码及权限进行管理。根据企业的实际情况设置工作组，并对工作组进行操作权限控制。该系统分以下几个工作组：系统管理员组、标准信息管理员组、工艺员组、其他人员组。系统管理员对整个系统进行管理，可添加、更改、删除本系统用户信息，对工艺辅助信息数据，包括：工序名称、标准工艺程序、车间、设备、夹具、量检具、辅具、工艺样板等数据信息进行维护。为避免多人管理发生混乱，规定系统管理员只能一人。标准信息管理员只能用于维护标准件信息，无其他权限。工艺员组的所有成员均可编制工艺卡片，对工艺卡片进行修改操作，可浏览标准件信息等。系统数据管理模块如图5所示。
图5 系统数据管理模块
3 PVCAPP系统的测试
3.1 测试过程
CAPP系统运行环境为分布式网络环境，测试环境完全模拟某公司现有的实际网络、数据库等环境。对该公司CAPP系统进行了4方面的性能运行测试：
(1)基础数据库的维护。
(2)工艺过程卡的编制。
(3)工艺文件的打印输出。
(4)生成工艺数据，实现工艺数据的网络管理。
在CAPP系统运行测试的过程中，我们发现基础数据库中的数据信息不全，导致生成工艺工程卡和工艺规程时，出现缺项的问题，我们又组织有关工艺工程师补充完善了数据信息。
3.2 发现的主要问题
(1)因数据信息不全面，有些特殊产品的工艺文件无法自动形成，需要手动完成数据的添加。
(2)对于热处理、锻造等工艺因为工艺过程比较特殊，缺少相关数据，没有形成工艺的控制。
(3)现有CAPP系统仅针对企业的实际情况进行管理，还不能有效地总结行业工艺“设计经验”和“设计知识”，适用性还比较小，其他企业使用时，因产品制造过程和选用设备不同，还需要修改程序。
(4)CAPP需要与企业的其他应用系统进行集成，包括材料采购、验收等环节，使工艺数据的价值得到更有效的发挥和利用。
3.3 解决方案
(1)根据企业产品的发展需要，不断收集完善数据信息，将特殊产品的工艺数据及时添加到数据库中，同时收集企业同行业的相关信息，保证产品数据的全面性。
(2)对于热处理、锻造等特殊工艺过程，与热处理工程师、锻造工程师共同补充相关数据，添加到数据库中，以便对该工艺进行控制。
(3)将现有CAPP系统设计为柔性管理系统，可以人机交互，实现管理的人工选择性，因不同的制造过程选用不同的设备增加行业中的适用性。
(4)补充数据管理模块中的部门，将材料采购、验收等部门纳入到CAPP系统中，使工艺数据充分共享，使数据价值得到有效的发挥和利用。
4 PVCAPP的应用前景
通过测试及试用过程中的改进，目前CAPP系统在压力容器产品工艺编制及制造过程中具有很好的适用性。CAPP软件的应用，使工艺人员从繁琐的重复劳动中解放出来，大大降低了工艺人员的劳动强度，极大地提高了工作效率和工作热情。同时使企业的压力容器制造系统实行网络管理，对企业的快速发展起到了重要作用。
5 结束语
PVCAPP管理系统的开发改变了过去压力容器制造企业采用CAD编制工艺的传统方式，将企业多年从事压力容器制造的经验数据进行归类汇总，形成数据信息，通过CAPP系统的数据处理模块，将所需的数据信息用于产品工艺文件的编制，同时将数据信息在企业内部的网络上共享，实现其他部门对数据的浏览和使用功能。简化了工作流程，加快了业务办理的速度，提高了效率，给企业带来了更高的经济效益。
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本文标题：压力容器CAPP技术的应用
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