1 概述
随着信息技术的发展和知识经济的到来，信息与知识已经成为企业中最重要的资源，对企业制造水平的发展起着关键作用。工艺技术是使各种原材料、半成品加工成为产品的方法和过程，工艺工作是机械制造业的基础工作，贯穿于企业生产的全过程，是实现产品设计、保证产品质量、降低生产成本和提高生产效率的重要手段，也是提升企业核心竞争力的有效保障。机械制造企业实行工艺信息化，已经成为机械制造企业发展的迫切需求。为了更好地发挥工艺工作的作用和增强企业市场响应的能力，企业必须加强工艺管理。工艺管理的基本任务是在一定生产条件下，应用现代科学理论，对各项工艺工作进行计划、组织和控制，确保各项工作按一定的原则、程序和方法协调有效地进行。工艺信息化是设计与制造信息化之间的桥梁，CAPP是连接CAD、PDM及ERP等信息系统的纽带，起到承上启下的重要作用，工艺信息化是企业信息化工作的重要组成部分。
2 工艺技术与工艺信息化
2.1 工艺技术
工艺技术是指工业产品的加工制造方法，包括从原料投入到产品包装全过程的原料配方、工艺路线、工艺流程、工艺流程图、工艺步骤、工艺指标、操作要点、工艺控制等。不同的产品有不同的工艺技术，同一产品也可能有多种工艺技术，产品开发者和工艺设计者可根据当地资源、能源、环境条件、产业政策等具体情况，选择最合适的产品方案和工艺技术。结合具体的工艺活动，对工艺知识管理活动过程及内容进行研究，构建工艺信息化活动模型，工艺工作框架如图1。
图1 制造企业工艺工作框架图
2.2 工艺信息化
信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用，工艺信息化是提升企业核心竞争力的有效保障。工艺信息化分工艺设计与工艺管理两个部分，主要涉及工艺设计信息化和制造过程工艺管理信息化。工艺管理的基本任务是结合企业的实际情况，应用现代管理科学理论和信息化技术，对各项工艺工作进行规划、计划、组织和控制，使之按一定的原则、程序和方法协调有效地进行，以保证产品质量、提高生产效率、降低环境影响，实现经济效益和社会效益协调发展。工艺信息化是企业制造信息化的一个重要方面和关键环节，通过工艺信息化，提高企业制造工艺部门数字化、集成化、网络化，全面提高企业整体工艺设计与管理的工作效率。
工艺信息化主要业务流程见图2，主要是工艺设计与工艺管理信息化，现代机械制造工艺设计信息化包括产品机构CAD\CAE\CAPP\CAM，产品设计的工艺性审查，工艺会签、工艺任务分派、工艺方案设计、工艺规程设计、工艺汇总、工艺资源库、数字化虚拟装配、工装库管理等，制造过程工艺管理信息化包括按工艺制造产品零件、由程序控制机床完成数控加工，并实现产品的数字化装配及数控加工程序管理等内容。
图2 工艺信息化业务流程图
3 CAPP技术与集成应用浅析
3.1 工艺现状与发展趋势
目前，在我国大部分制造企业中，还是依靠传统的工艺设计工具与方法开展工艺工作，工艺人员在进行工艺编制时往往陷入大量的文字、图形处理和繁琐的数字计算工作中，大量时间花在了工艺文件编制上，没有更多的时间进行工艺技术研究和生产服务，这不仅不利于工艺技术水平的提高，也很难提高工艺文件编制本身的水平。同时熟练的工艺人员日益短缺，而年轻的工艺人员则需要时间来积累经验；在传统的工艺工作方法下，很难将老工艺人员的工艺知识和经验完整保留下来，很难实现知识重用，这些原因都使得工艺设计成为产品制造过程中的薄弱环节。为迅速响应市场的变化，提高企业竞争能力，就必须努力缩短工艺技术准备周期，提高工艺设计质量及工艺快速反应能力。而提高工艺设计质量及工艺快速反应能力的一个重要手段就是全面应用CAPP技术，走工艺信息化的发展道路。
3.2 CAPP是工艺信息化的必经之路
CAPP是计算机辅助工艺设计的简称(computer aided process planning)，它利用计算机技术辅助工艺人员完成工艺性审查、工艺方案设计、工艺路线制订、工艺规程设计、工艺定额编制、工艺管理等数字化工艺工作的活动。它是以产品数据管理PDM(Products Data Management)为数据来源进行工艺设计与管理，并为企业资源计划ERP系统(EntERPrise Resource Plan)提供基础数据的工艺信息化工作平台。
CAPP分为工艺设计与工艺管理两部分功能，其主要目标包括：提高工艺设计的效率与质量；促进工艺的标准化、规范化；促进工艺优化；满足产品全生命周期中对工艺设计的要求；保证工艺数据的完整性、一致性和可重用性；实现工艺知识和经验的积累、共享和管理；促进产品的并行设计和协同设计；涵盖企业工艺工作的全过程。
3.3 CAPP系统集成与应用
CAPP技术作为制造业信息化的重要组成部分，是产品制造信息的集成地，也是先进制造系统的重要支撑技术之一。随着计算机集成制造系统(CIMS)、并行工程(CE)、智能制造系统(IMS)、虚拟制造系统(VMS)、敏捷制造(AM)等先进制造系统的发展，对CAPP技术从应用的广度与深度上，都提出了更高、更新的要求。CAPP系统应具有数据交换和二次开发接口，支持与PDM、MRP、ERP等系统集成，实现数据的共享和重用。CAPP系统作为产品设计/制造一体化的桥梁，是CAD/CAM系统与PDM、MRP、ERP等其他企业管理软件实现集成的关键，是企业管理信息化的基础，CAPP与PDM\ERP集成框架见图3。在工艺与过程管理集成及优化方面，开发和集成了大量的CAPP工程应用软件和制造数据管理软件，建立了各类工程数据库、材料库、设计和制造特征数据库、典型工艺库、典型零件库等，初步解决了产品技术准备阶段的信息集成与共享问题，制定了相应的企业标准规范，并成功地应用于新产品研发中，大大提高了设计质量、缩短了研制周期、降低了开发成本。
图3 CAPP与PDM、ERP集成框架图
在PDM管理系统中，创建产品数据，以电子文档完成产品结构工艺性审查，并完成各专业的工艺会签，并将EBOM输出给CAPP，实现安全的图文档数据共享：在CAPP中，工艺文档自身有一套完整的电子签审流程，工艺文件需要通过严格的签审流程后归档，保证了数据的安全与受控，并且CAPP又为ERP提供了工艺路线、材料定额、工时定额等基础数据。
4 结语
工艺信息化是企业制造信息化的重要和关键环节，通过工艺信息化，提高企业制造工艺部门数字化、集成化、网络化，全面提高企业整体工艺设计与管理的工作效率。CAPP作为企业信息化建设的关键和核心技术之一，研究和开发集成的、开放的CAPP工具系统使其可以快速开发和实施，具有广阔的应用前景。
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本文标题：工艺信息化及CAPP应用浅析
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