壓力容器制造CAPP系統(tǒng)的研究開發(fā)

1、壓力容器制造CAPP系統(tǒng)的研究開發(fā)         壓力容器的制造屬于單件、小批量生產(chǎn)，隨著化工設(shè)備向大型化、復(fù)雜化、以及更加苛刻的操作工況發(fā)展，對(duì)壓力容器制造工藝設(shè)計(jì)要求越來越高。為了能夠確保制造質(zhì)量，國家對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收制定了一系列>' target='_blank' class='infotextkey'>法律法規(guī)，制造過程中質(zhì)量檢驗(yàn)貫穿整個(gè)制造過程，并要求保存技術(shù)文件備查。高質(zhì)量的工藝設(shè)計(jì)成為壓力容器制造企業(yè)的技術(shù)關(guān)鍵，一方面是設(shè)計(jì)和制造的接口，決

2、定了最終的制造質(zhì)量;另一方面，工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是指導(dǎo)企業(yè)物資采購、生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度、組織生產(chǎn)、資源平衡、成本核算等的重要依據(jù)。        傳統(tǒng)的壓力容器制造工藝設(shè)計(jì)是由人工完成的，這種人工設(shè)計(jì)方法逐漸凸現(xiàn)出一系列不足，例如:工藝設(shè)計(jì)工作量大、效率低、周期長，存在大量的重復(fù)勞動(dòng);工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量取決于工藝人員的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn)，難以保證;工藝方法因人而異，不便于將工藝專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)集中起來加以充分地利用，難以實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的繼承性、規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化和最優(yōu)化。難以實(shí)現(xiàn)工藝文件計(jì)算機(jī)統(tǒng)一>' target='_blank

3、9; class='infotextkey'>管理和維護(hù)，工藝信息不能與其他部門或企業(yè)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資料信息共享等等。        面對(duì)世界>' target='_blank' class='infotextkey'>經(jīng)濟(jì)全球化、一體化，全球網(wǎng)絡(luò)化和信息數(shù)字化飛速發(fā)展，以及激烈的市場競爭，如何運(yùn)用信息化技術(shù)和計(jì)算機(jī)手段來提升企業(yè)先進(jìn)制造水平成為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助制造工藝設(shè)計(jì)/規(guī)劃( CAPP, Computer Aide

4、d Proecss Planning) 研究已取得很多成果，一些CAPP 系統(tǒng)走向應(yīng)用，但是由于壓力容器制造本身的特殊和復(fù)雜性，目前尚沒有合適的CAPP 商業(yè)軟件。本文以壓力容器制造為研究對(duì)象，通過對(duì)現(xiàn)行的制造工藝技術(shù)、工藝設(shè)計(jì)需求進(jìn)行分析和總結(jié)，嘗試開發(fā)一套適宜企業(yè)應(yīng)用的壓力容器制造CAPP系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件。        1 壓力容器CAPP 系統(tǒng)的需求分析        1. 1 壓力窯器制造要求       

5、 壓力容器制造雖然屬于非標(biāo)的單件或小批量生產(chǎn)，但是制造工藝具有很大的相似性。典型的壓力容器制造過程通常包括:零部件制造、筒節(jié)制造、殼體組焊、熱處理、耐壓試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)等工序。根據(jù)國家有關(guān)法規(guī)，壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收必須遵守GB150-1998 鋼制壓力容器、壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的要求。GB150-1998規(guī)定制造單位對(duì)其制造的每一臺(tái)產(chǎn)品至少應(yīng)具備并保存下列技術(shù)文件備查:制造工藝圖或制造工藝卡、材料證明文件及材料表、焊接工藝和熱處理工藝記錄、標(biāo)準(zhǔn)中允許制造廠選擇項(xiàng)目的記錄、壓力容器制造過程中及完工后的檢查記錄、壓力容器原設(shè)計(jì)圖和竣工圖等.   

6、60;    1.2 質(zhì)量檢驗(yàn)的主要內(nèi)容與方法        質(zhì)量檢驗(yàn)是確保制造質(zhì)量的重要措施，壓力容器制造廠均設(shè)有專門的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和人員，在壓力容器制造過程中，質(zhì)量檢驗(yàn)工作貫穿始終。質(zhì)量檢驗(yàn)的主要內(nèi)容包括:原材料及焊縫的化學(xué)成分分析、機(jī)械性能試驗(yàn)、金相組織檢查;原材料及設(shè)備零件尺寸和幾何形狀檢查，焊縫尺寸外觀檢查，原材料及焊縫表面和內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)等等。檢驗(yàn)方法有無損探傷、水壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)等。整個(gè)制造過程伴隨嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)是壓力容器制造的特點(diǎn)之一。     

7、;   1.3 壓力窯器制造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容        根據(jù)制造和質(zhì)量檢驗(yàn)要求，壓力容器制造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：        (1)零部件和筒節(jié)制造工藝卡設(shè)計(jì)；        (2) 設(shè)備組裝工藝卡設(shè)計(jì)；        (3) 設(shè)備焊縫布置和焊縫焊接工藝設(shè)計(jì)；    

8、;    (4) 試驗(yàn)工藝設(shè)計(jì)，常用的試驗(yàn)類型包括:液壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)和氨滲試驗(yàn)等；        (5) 熱處理工藝設(shè)計(jì)；     (6) 酸洗鈍化工藝設(shè)計(jì)；        (7)外購件和材料表清單；            (8) 主要受控件制造質(zhì)量控制流轉(zhuǎn)檢驗(yàn)記錄卡；

9、60;       (9) 工藝設(shè)計(jì)文件、材料清單、工藝設(shè)計(jì)目錄、工藝設(shè)計(jì)文件封面等。        1.4 制造工藝設(shè)計(jì)要求和流程        通常，工藝設(shè)計(jì)的基本流程為:首先由工藝部門對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行工藝審查，然后由工藝設(shè)計(jì)人員編制工藝路線、工藝規(guī)程和有關(guān)工藝文件。壓力容器制造工藝文件至少有施工圖紙(包括測繪零件圖).制造工藝過程卡、焊接工藝卡等工藝設(shè)計(jì)卡，材料消耗定額，流轉(zhuǎn)檢驗(yàn)記錄卡等。其中： 

10、0;      (1)施工圖紙是產(chǎn)品制造的根本依據(jù)，它整體反映了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及制造和驗(yàn)收的技術(shù)要求。        (2) 工藝過程卡及工藝卡，列出各道工序的名稱和技術(shù)要求，明確施工內(nèi)容、使用的設(shè)備、工藝裝備、檢驗(yàn)要點(diǎn)、質(zhì)量要求等，以便在流轉(zhuǎn)程中作施工簽證和確認(rèn)簽證。        (3) 焊接工藝卡包括產(chǎn)品焊縫分布示意圖、焊接規(guī)程、質(zhì)量檢驗(yàn)要求。焊接規(guī)程內(nèi)容應(yīng)有焊接工藝評(píng)定號(hào)、焊工資格、焊接參數(shù)等內(nèi)容，對(duì)容器焊接質(zhì)量起到指

11、導(dǎo)和保證作用。        (4) 材料定額控制用料規(guī)格、材質(zhì)及數(shù)量。        (5) 質(zhì)量流轉(zhuǎn)檢驗(yàn)記錄卡作為制造過程檢驗(yàn)的質(zhì)量記錄，實(shí)行主要受壓元件一件一卡。質(zhì)量流轉(zhuǎn)檢驗(yàn)記錄卡隨制造工藝卡一起發(fā)放。        經(jīng)調(diào)研對(duì)于不同的企業(yè)，工藝設(shè)計(jì)的具體過程可能有所不同，但內(nèi)容大同小異。在工藝設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的工藝文件對(duì)指導(dǎo)企業(yè)制造和物料供應(yīng)有著直接的影響。     

12、60;  1.5 壓力容器CAPP 系統(tǒng)的基本要求        結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，新開發(fā)的壓力容器CAPP 系統(tǒng)應(yīng)具備如下特點(diǎn)和功能:(l)可以高效率、高質(zhì)量地完成所有的制造工藝設(shè)計(jì)；(2) CAPP程序界面友好，采用交互式的操作方式，符合Windows的使用風(fēng)格和習(xí)慣，符合工藝設(shè)計(jì)人員工作習(xí)慣；(3) 采用基于數(shù)據(jù)庫的程序結(jié)構(gòu)，可以為工藝設(shè)計(jì)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)資源支持；(4) 采用開放數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)形式，可以不斷更新、完善和維護(hù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容；(5) 具有一定的質(zhì)量>' target='_blank

13、9; class='infotextkey'>管理功能，實(shí)現(xiàn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化；(6) 具有工藝設(shè)計(jì)>' target='_blank' class='infotextkey'>管理和匯總功能、工藝設(shè)計(jì)流程>' target='_blank' class='infotextkey'>管理功能、生產(chǎn)>' target='_blank' class='infotextkey'>管理功能等；(7) 具有工藝設(shè)計(jì)流程>'

14、 target='_blank' class='infotextkey'>管理功能，能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)、審核等設(shè)計(jì)流程作業(yè)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)>' target='_blank' class='infotextkey'>管理流程，能夠在工藝設(shè)計(jì)過程中顯示制造工藝設(shè)計(jì)進(jìn)度；(8) 提供簡易的圖形繪制功能，可以繪制設(shè)備焊縫布置圖、標(biāo)準(zhǔn)件示意圖、試驗(yàn)曲線等圖形；(9) 提供程序安全保障，包括:設(shè)計(jì)、審核權(quán)限系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫安全等。        2 壓力容器CAPP 系

15、統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)        根據(jù)以上壓力容器工藝設(shè)計(jì)需求和特點(diǎn)分析，本文提出了一種基于數(shù)據(jù)庫的壓力容器CAPP 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，總體結(jié)構(gòu)包括三大部分:工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)>' target='_blank' class='infotextkey'>管理和資源庫>' target='_blank' class='infotextkey'>管理，如圖1 所示。工藝設(shè)計(jì)部分包括:輸入有關(guān)結(jié)構(gòu)和特性參數(shù)、完成各種工藝設(shè)計(jì)、生成工藝卡和清單等工作。系統(tǒng)

16、>' target='_blank' class='infotextkey'>管理和資源庫>' target='_blank' class='infotextkey'>管理為工藝設(shè)計(jì)提供支持。        從層次上， CAPP 系統(tǒng)分為三個(gè)層次，最外層為輸人和輸出層，包括信息輸人模塊和工藝文件及工藝報(bào)表輸出模塊。中間層為工藝設(shè)計(jì)和>' target='_blank' class='infotextkey'>管理層，包括:各種工藝設(shè)計(jì)模塊、生產(chǎn)>' target='_blank' class='infotextkey'>管理模塊、工藝文件>' target='_blank' clas