工藝設(shè)計信息全面數(shù)字化與標(biāo)準(zhǔn)化

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上工藝設(shè)計信息全面數(shù)字化與標(biāo)準(zhǔn)化 作者：陳宗舜1.工藝信息數(shù)字化的內(nèi)涵 兩化融合對設(shè)計信息全面數(shù)字化要求,一是要求工藝設(shè)計信息的優(yōu)化,二是要求工藝設(shè)計信息必須為企業(yè)信息集成與建立數(shù)字化企業(yè)提供基礎(chǔ)。本文主要就工藝設(shè)計信息必須為企業(yè)信息集成與建立數(shù)字化企業(yè)提供基礎(chǔ)提出以下意見，供參考。在企業(yè)調(diào)查中，了解到雖然目前企業(yè)使用進行工藝設(shè)計，有的還使用類似部門級進 行工藝文件、流程管理，由于沒有考慮企業(yè)系統(tǒng)集成，CAPP輸出工藝規(guī)程、文檔的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化程度很差，CAPP輸出沒有達到全面數(shù)字化要求，達不到企 業(yè)系統(tǒng)集成的要求，如果要實現(xiàn)系統(tǒng)集成，原來存入計算機工藝規(guī)程、文檔必須返

2、工，造成極大時間、人力的浪費，成了企業(yè)信息集成與數(shù)字化的又一攔路虎，為此 必須引起各企業(yè)的重視。為了使各企業(yè)完整了解工藝信息數(shù)字化的內(nèi)涵及其在企業(yè)信息化中重要性，提出以下幾點。 2工藝信息數(shù)字化的由來 工藝信息數(shù)字化來源于CAPP技術(shù)的應(yīng)用,CAPP技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計目前已是眾所周知，CAPP系統(tǒng)輸出人們看到的是計算機屏幕上的工藝規(guī)程及 技術(shù)文件和用繪圖儀、打印機輸出常規(guī)的工藝規(guī)程、文件，其實這些屏幕上的工藝、圖形、技術(shù)文件和輸出常規(guī)的工藝規(guī)程、圖紙、文件，存在計算機內(nèi)部都是各種 格式的數(shù)據(jù)，所以應(yīng)用CAPP技術(shù)進行工藝規(guī)程設(shè)計，其設(shè)計過程和輸出工藝規(guī)程、圖形及技術(shù)文件以近入數(shù)字化范疇。 3工

3、藝設(shè)計信息數(shù)字化的發(fā)展 常規(guī)的CAPP技術(shù)已進入工藝信息數(shù)字化的范疇，對傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計要求或單獨(非集成)CAPP系統(tǒng),常規(guī)的CAPP技術(shù)已經(jīng)能滿足要求。由于市場經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)競爭因素的變化，企業(yè)各方面都需要應(yīng)用信息技術(shù)，因此出現(xiàn)了/CAPP/等一系列CAX技術(shù)與MRP/MRP-II/等 一系列管理信息化技術(shù)。由于傳統(tǒng)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營管理是按企業(yè)內(nèi)部的分工由各部門分工進行的，互相之間以圖紙、工藝、技術(shù)文件、計劃、統(tǒng)計、報 表、單據(jù)及各種通知、會議為手段組織企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營。在開展“甩圖紙”、“甩賬本”示范工程后，由于CAD/CAPP/ERP都為孤島，這種初級信息化解決 不了傳統(tǒng)企業(yè)的產(chǎn)品

4、開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營管理數(shù)據(jù)信息的共享，系統(tǒng)不能集成運行,發(fā)揮不了企業(yè)信息化最佳效果。根據(jù)世界經(jīng)濟發(fā)展的經(jīng)驗，應(yīng)用信息技術(shù)改造與提高 傳統(tǒng)企業(yè)是企業(yè)現(xiàn)代化的必由之路，為此制造企業(yè)要充分發(fā)揮信息技術(shù)的作用必須走系統(tǒng)集成的道路。按照系統(tǒng)集成的要求，常規(guī)的CAPP技術(shù)不能滿足要求，因 為常規(guī)CAPP的工藝規(guī)程、圖紙、文件，存在計算機內(nèi)部都是各種格式的數(shù)據(jù)，不需要輸入到其它計算機系統(tǒng)中，其它系統(tǒng)也不會讀取這些數(shù)據(jù)，這對單獨(非集 成)CAPP系統(tǒng)已滿足要求。但是在系統(tǒng)集成的要求下，CAPP系統(tǒng)的輸出不能再是單一的紙質(zhì)表格文件，還需要數(shù)字化的加工數(shù)據(jù)包括：加工順序、加工機 床、加工工裝、加工內(nèi)容以及材料數(shù)據(jù)、

5、裝配關(guān)系數(shù)據(jù)等等。因此單獨(非集成)CAPP系統(tǒng),雖然已經(jīng)將工藝規(guī)程、圖樣及一些文件部分信息數(shù)字化了，但是由 于：一是所采用數(shù)字化格式混亂，二是表示方法以紙質(zhì)工藝規(guī)程、圖形數(shù)據(jù)為主，目前計算機還沒有認(rèn)識圖形的功能，三是企業(yè)信息化系統(tǒng)已經(jīng)研究了一些有效的描 述產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的方式與方法，這些方式與方法只要對常規(guī)的CAPP系統(tǒng)進行改造，就可以實現(xiàn)CAPP系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)和所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與其它系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)互相共 享，因此要使常規(guī)的CAPP系統(tǒng)數(shù)字化滿足企業(yè)系統(tǒng)集成與數(shù)字化的要求，必須進行改造。 4集成條件下工藝設(shè)計信息數(shù)字化的要求 （1）CAPP系統(tǒng)內(nèi)部工藝規(guī)程數(shù)據(jù)與文件、表格數(shù)據(jù)的集成。CAPP系統(tǒng)以完成

6、紙質(zhì)工藝規(guī)程為主，但是為了完整描述產(chǎn)品工藝，還須提供工藝文 件、表格，如裝配圖上描述有關(guān)裝配所需零部件數(shù)據(jù)，描述產(chǎn)品或部件的所需外購件及標(biāo)準(zhǔn)件以及產(chǎn)品或部件的所需通用件、借用件等等，還有每一零件的材料定 額、每道工序的工時定額、零件工藝規(guī)程中各工序所需工裝等都需按產(chǎn)品匯總，這些數(shù)據(jù)都有著互相關(guān)系，必須形成CAPP系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的共享。為此必須改進目 前獨立運行CAPP、材料定額、工時定額、工裝管理等軟件，并應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立描述產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，為此必須實現(xiàn)工藝設(shè)計信息數(shù)字化，解決以上獨立 運行的數(shù)據(jù)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的互聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 （2）CAPP與CAM集成。CAPP與CAM集成的目的

7、是在應(yīng)用、等自動化設(shè)備時使數(shù)控編程（NCP）軟件能讀取CAPP數(shù)據(jù)，自動編制數(shù)控程序，實施制造數(shù)字化。 （3）CAD與CAPP集成。CAD與CAPP集成的目的是在設(shè)計編制工藝文件時能利用、讀取CAD已形成的圖形文件與數(shù)據(jù)，完成工藝設(shè)計與文件 編制。由于工藝設(shè)計與文件種類較多，包括:CAD輸出的零件圖及數(shù)字化的零件基本屬性數(shù)據(jù)(圖號、名稱、材質(zhì)、熱處理、零件外形尺寸、零件凈重及技術(shù)要求 等),數(shù)字化的產(chǎn)品物料清單，零件分類編碼。而CAD系統(tǒng)需要CAPP輸出的工藝信息,進行DFM/DFA。 （4）CAPP與ERP的集成。ERP運行需要CAPP輸出數(shù)字化的工藝路線、工藝規(guī)程、材料定額、工時定額、工裝

8、等數(shù)據(jù)。CAPP系統(tǒng)需要ERP庫存、價格、成本等數(shù)據(jù)。 5工藝設(shè)計信息數(shù)字化的重要性 (1)工藝設(shè)計信息數(shù)字化是產(chǎn)品設(shè)計信息數(shù)字化與企業(yè)管理數(shù)字化（信息化）的橋梁 眾所周知,信息技術(shù)的應(yīng)用形成數(shù)字化企業(yè),但其信息流程與人工作業(yè)一樣，在產(chǎn)品設(shè)計完成后，必須進行工藝設(shè)計，把產(chǎn)品信息轉(zhuǎn)換成工藝信息，才能進 入生產(chǎn)計劃與管理，所以運行CAD系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計信息數(shù)字化后，必須運行CAPP使工藝設(shè)計信息數(shù)字化后，才能運行ERP進行生產(chǎn)管理，這說明了不論人 工作業(yè)還是計算機作業(yè)，其信息流是一致的，在人工作業(yè)時工藝設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)管理的橋梁，在數(shù)字化企業(yè)中用CAPP也是CAD與ERP的橋梁。 (2)從DF

9、M/DFA的觀點理解工藝設(shè)計數(shù)字化的必要性 DFA/DFM是先進制造技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展中提出產(chǎn)品設(shè)計理念、思想與要求，產(chǎn)品設(shè)計目的是為了滿足用戶需求，但用戶需求的是物化的產(chǎn)品，不 是圖紙，由圖紙變?yōu)槲锘漠a(chǎn)品必須進行工藝設(shè)計才能制造與裝配，所以產(chǎn)品設(shè)計與工藝設(shè)計必須面向制造與裝配，同理CAPP技術(shù)所輸出工藝設(shè)計數(shù)據(jù)也必須滿 足CAM/ERP技術(shù)進行數(shù)字化制造與管理需求。 (3)工藝設(shè)計信息數(shù)字化必須為企業(yè)級的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM/提供條件、打好基礎(chǔ) 前面已說明系統(tǒng)不能集成運行,發(fā)揮不了企業(yè)信息化最佳效果，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM正從過去的圖檔資料管理的部門級管理向企業(yè)級的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理發(fā)展， 是目前企

10、業(yè)系統(tǒng)集成的理想平臺，但PDM/PLM只提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的工具與環(huán)境，產(chǎn)品工藝設(shè)計信息數(shù)據(jù)內(nèi)容、文件格式、數(shù)據(jù)組織等等能否在運行CAPP 以后信息系統(tǒng)提取、應(yīng)用，必須有CAPP系統(tǒng)解決，這就是說CAPP系統(tǒng)輸出產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)必須滿足如前面所述企業(yè)信息系統(tǒng)集成運行的要求，只有符合這一條 件PDM/PLM才能起到企業(yè)系統(tǒng)集成的平臺。所以PDM/PLM能否成為企業(yè)信息系統(tǒng)集成運行的平臺，必然決定于工藝設(shè)計信息數(shù)字化。 6怎樣才能使CAPP輸出的產(chǎn)品工藝設(shè)計信息數(shù)字化數(shù)據(jù)內(nèi)容、文件格式、數(shù)據(jù)組織等等能符合企業(yè)信息系統(tǒng)集成運行的要求，即作好企業(yè)信息化、數(shù)字化產(chǎn)品工藝設(shè)計的基礎(chǔ)工作 （1）工藝設(shè)計的數(shù)據(jù)的標(biāo)

11、準(zhǔn)化與規(guī)范化，為實現(xiàn)CAPP輸出數(shù)字化打下基礎(chǔ) 工藝設(shè)計的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化是CAPP輸出數(shù)字化的首要條件，CAPP輸出工藝設(shè)計的數(shù)據(jù)要為企業(yè)其它信息化系統(tǒng)讀取可即讀性，必須符合標(biāo)準(zhǔn) 化與規(guī)范化的要求。CAPP是CAD與ERP的橋梁, 在機械制造中這一點是常識，所以CAPP應(yīng)嚴(yán)格遵守行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)CAD與ERP標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，只有嚴(yán)格遵守這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，CAPP輸出數(shù)字化工藝設(shè)計內(nèi)容 不但能使設(shè)計、生產(chǎn)、管理人員等都能讀懂，而且CAD/ERP統(tǒng)統(tǒng)能讀取。因此CAPP輸出工藝數(shù)據(jù)必須標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。怎樣才能達工藝數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范 化？首先是工藝設(shè)計文件格式、技術(shù)術(shù)語必須嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其次

12、是工藝數(shù)據(jù)及編碼必須按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，填寫必須完整（在工藝、技術(shù)文件任何位置 填寫必須保證唯一性），第三是技術(shù)文件上出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件、外購件編號、書寫必須和產(chǎn)品設(shè)計統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)，為了保證唯一性，使用統(tǒng)一的編碼。工藝設(shè)計的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn) 化與規(guī)范化具體要求如下： 工藝路線信息的數(shù)字化。工藝路線是傳統(tǒng)組織生產(chǎn)的必需文件，也是ERP運行能力平衡、安排單位生產(chǎn)計劃、計算單位成本等不可缺少的數(shù)據(jù)，所以工藝路線信息必須數(shù)字化，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)數(shù)字化模型中，工藝路線信息的數(shù)據(jù)是用工藝路線編碼形成的ITEM表中的一個字段見圖6。 工藝規(guī)程。工藝規(guī)程不但是工人操作的依據(jù)，而且與計算工時定額、計算工序成本與材料定額有密切關(guān)系。在運行E

13、RP時同樣也是安排車間、班組（單 元、機床）作業(yè)計劃的依據(jù)，也是數(shù)控編程NCP必須信息，所以工藝規(guī)程信息必須數(shù)字化。為此首先必須實現(xiàn)工藝規(guī)程內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)化，包括加工路線（工序順 序）；加工方法；機床類型、規(guī)格的選擇標(biāo)準(zhǔn)；裝夾方法及工藝裝備的選擇標(biāo)準(zhǔn)；加工方法與加工精度的選擇標(biāo)準(zhǔn)；加工余量選擇標(biāo)準(zhǔn)；、 量具的選擇標(biāo)準(zhǔn)；切削用量的選擇標(biāo)準(zhǔn)。只有規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化工藝信息才能實現(xiàn)數(shù)字化。其次工藝規(guī)程信息的數(shù)字化必須實現(xiàn)代碼化，因為工藝規(guī)程的內(nèi)容有的是文 字說明為了數(shù)據(jù)庫的管理必須用編碼表達，既使是用數(shù)字或英文字母表達的工藝規(guī)程信息，由于英文字母表達來源不一，這些信息必需進行標(biāo)準(zhǔn)化，采用統(tǒng)一規(guī)范的 編碼才能

14、達到數(shù)字化的要求，工藝規(guī)程信息是構(gòu)成PROCESS表的主要部分見圖5。裝配工藝還需形成裝配BOM表（ABOM）。 材料定額。這是加工前下料的必須數(shù)據(jù)，也是ERP產(chǎn)品原材料需求計劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（構(gòu)成MBOM的必須數(shù)據(jù)，所以材料定額各項目名稱必須數(shù)字化，定額數(shù)據(jù)必須標(biāo)準(zhǔn)化。是構(gòu)成ITEM表中的一組數(shù)據(jù)見圖8。 工時定額。工時定額是按每道工序制訂的，是制訂各級生產(chǎn)計劃也是運行ERP的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，上指企業(yè)的年度計劃，細(xì)指車間、班組（單元、機床）作業(yè) 計劃，也是計算工序成本、質(zhì)量成本的基本數(shù)據(jù)，所以工序工時定額各項目名稱必須數(shù)字化，定額數(shù)據(jù)必須標(biāo)準(zhǔn)化。是PROCESS表中的一個字段見圖5。 工裝設(shè)計數(shù)據(jù)。工

15、裝設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計類似，所以其數(shù)字化需求與產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化類同。 工藝信息代碼化與代碼的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。以上5個方面提到是工藝設(shè)計內(nèi)容的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，為了適應(yīng)企業(yè)信息化要求，使CAPP系統(tǒng)不但能適應(yīng) 常規(guī)工藝工作的要求，也能起到為MRP/ERP提供計算機內(nèi)部的優(yōu)化、規(guī)范、數(shù)字化的工藝設(shè)計信息，促進CAPP/MRP/ERP的集成, 所以工藝設(shè)計的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化必須包括工藝信息代碼化與代碼的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。因為目前我們使用計算機還是數(shù)字計算機，處理的信息基本是數(shù)字或字符，只有 將信息代碼化，才方便計算機處理。另一方面，企業(yè)信息化后，信息系統(tǒng)在計算機網(wǎng)絡(luò)上運行，互相傳遞的信息不能再是傳統(tǒng)的紙質(zhì)文件，而

16、是計算機內(nèi)部規(guī)范化、 標(biāo)準(zhǔn)化的代碼及數(shù)據(jù)。 工藝信息代碼包括：工藝路線代碼、設(shè)備代碼、工裝代碼、工序代碼、工藝規(guī)程代碼、零件加工分類代碼、材料代碼等。 工藝文件格式及種類的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。企業(yè)信息化后，對原來傳統(tǒng)手工作業(yè)條件下工藝文件格式及種類必須做相應(yīng)調(diào)整，修改。由于企業(yè)信息化實現(xiàn)了 數(shù)據(jù)共享，除了與生產(chǎn)工人直接見面工藝文件保留紙質(zhì)文件外，其他部門不再要紙質(zhì)各種匯總表、只要提供計算機內(nèi)的信息與數(shù)據(jù)。關(guān)于各種必須保留紙質(zhì)文件格式 也要方便計算機的處理。 所有工藝圖紙、表格中的備注欄的內(nèi)容只能是供人閱讀內(nèi)容，不能作為計算機處理的內(nèi)容。 工藝設(shè)計圖紙、表格、文檔簽署的統(tǒng)一。 設(shè)計圖紙、表格、文件已

17、使用編碼，在工藝設(shè)計圖紙、表格、文檔使用時必須保持一致。 只要達到以上要求的工藝設(shè)計信息數(shù)字化，不但解決了CAD/CAPP相互（雙向）之間的數(shù)據(jù)共享、集成運行，而且CAPP與ERP的集成運行也就能實現(xiàn)。 （2）CAPP輸出數(shù)字化工藝設(shè)計的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化 建立產(chǎn)品工藝設(shè)計數(shù)據(jù)的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)表達方式的基礎(chǔ)，CAPP系統(tǒng)既是編制工人使用工藝文件工具也是建立產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)表達方式的工具，為此CAPP系統(tǒng)必須符合以上輸出數(shù)字化工藝設(shè)計的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化要求; 建立產(chǎn)品工藝設(shè)計數(shù)據(jù)的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)表達方式，為了使CAPP輸出設(shè)計的工藝數(shù)據(jù)能達到企業(yè)信息化系統(tǒng)共享，必然要使用數(shù)據(jù)庫

18、技術(shù)，因此工藝數(shù)據(jù) 必須符合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的要求，首先是數(shù)據(jù)格式必須統(tǒng)一、規(guī)范，由其CAPP圖形數(shù)據(jù)格式必須與CAD采用圖形系統(tǒng)版本也必須統(tǒng)一。對于產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 必須既能按照數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的要求并能滿足工藝數(shù)據(jù)的數(shù)字化模型結(jié)構(gòu)。圖1是CAPP運行后從工藝規(guī)程中提取工藝數(shù)據(jù)建立PROCESS（工藝數(shù)據(jù)）表的 界面，也是運行工時定額計算后將工時定額記錄在PROCESS表的界面，圖2是從工藝路線編制中提取工路線數(shù)據(jù)建立ITEM表中工藝路線數(shù)據(jù)字段的界面。 圖3是CAPP運行后從工藝規(guī)程中提取工裝數(shù)據(jù)建立工裝BOM表的界面，圖4是材料定額計算后在ITEM表中材料定額數(shù)據(jù)的界面。這些數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)表達方式 能和ERP系統(tǒng)共享。圖2 CAPP及工時定額計算后提取工藝數(shù)據(jù)建立PROCESS表界面圖2 工藝路線編制建立ITEM表中工藝路線界面圖3 數(shù)據(jù)庫中建立工裝BOM表界面圖4 ITEM表中材料定額數(shù)據(jù)界面（3）制訂工藝設(shè)計信息全面數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 從標(biāo)準(zhǔn)角度看：在手工作業(yè)有GB/T 10609.1-89(國際標(biāo)準(zhǔn)組織 72