第一講工藝設(shè)計(jì)及CAPP基本概念培訓(xùn)ppt課件

1、工藝設(shè)計(jì)及CAPP基本概念CAXA 開(kāi)發(fā)部副總經(jīng)理桓永興 博士2011年3月7日內(nèi)容1.工藝與工藝設(shè)計(jì)基本概念2. 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）概述3. 主流CAPP產(chǎn)品介紹.1. 工藝與工藝設(shè)計(jì)基本概念1.1 制造與離散制造1.2 產(chǎn)品制造過(guò)程1.3 工藝基本概念及其意義1.4 工藝業(yè)務(wù)系統(tǒng)及其工藝設(shè)計(jì)流程1.5 工藝設(shè)計(jì)相關(guān)概念1.6 傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)面臨的主要問(wèn)題.1.1 制造與離散制造產(chǎn)品與制造制造，就是把原料轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品的過(guò)程。它包含物體的設(shè)計(jì)和制造,使用各種不同的制造方法和技術(shù)。制造業(yè)有增加原材料附加價(jià)值的重要功能。制造是任何工業(yè)化國(guó)家的支柱，制造能力越強(qiáng)，生活質(zhì)量越高。.1.1 制造

2、與離散制造產(chǎn)品：是指能夠提供給市場(chǎng)，被人們使用和消費(fèi)，并能滿足人們某種需求的任何東西，包括有形的物品、無(wú)形的服務(wù)、組織、觀念或它們的組合。服務(wù)軟件硬件：通常是有形產(chǎn)品，其量具有計(jì)數(shù)特性 流程材料：通常是有形產(chǎn)品，其量具有連續(xù)特性.離散制造：由多個(gè)零件經(jīng)過(guò)一系列并不連續(xù)的工序的加工最終裝配而成產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，如制造飛機(jī)、汽車等1.1 制造與離散制造流程制造：被加工對(duì)象不間斷地通過(guò)生產(chǎn)設(shè)備，通過(guò)一系列的加工裝置使原材料的化學(xué)或物理性質(zhì)發(fā)生變化，最終得到產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，如煉鋼、制藥.生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝路線和設(shè)備配置靈活，零部件種類繁多 生產(chǎn)設(shè)備布置不是按產(chǎn)品而通常按照工藝進(jìn)行布置的 所

3、用的原材料和外購(gòu)件具有確定的規(guī)格，最終產(chǎn)品是由固定個(gè)數(shù)的零件或部件組成，形成非常明確和固定的數(shù)量關(guān)系 產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度依賴于工人的技術(shù)水平，自動(dòng)化主要在單元級(jí) 通過(guò)加工或裝配過(guò)程實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品增值，整個(gè)過(guò)程不同階段產(chǎn)生若干獨(dú)立完整的部件、組件和產(chǎn)品 因產(chǎn)品的種類變化多，非標(biāo)產(chǎn)品較多，要求設(shè)備和操作人員必須有足夠靈活的適應(yīng)能力 離散制造的特點(diǎn)關(guān)鍵詞：產(chǎn)品/零件/產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 加工/裝配 工藝1.1 制造與離散制造.1.2 產(chǎn)品制造過(guò)程設(shè)計(jì)What to do生產(chǎn)To do that工藝How to do.1.3 工藝基本概念及其意義工藝設(shè)計(jì)：使各種原材料、半成品加工成為產(chǎn)品的方法和過(guò)程。工藝決定

4、了：從原材料、辦成品到產(chǎn)品的步驟（路線、工序、工步）每一步驟采用的加工方法（工序描述：如何裝夾，如何加工等）使用的設(shè)備，刀、夾、量、輔具加工的地點(diǎn)（車間、工段）所花的時(shí)間（工時(shí)：加工工時(shí)、輔助工時(shí)）材料及輔料的用量每一步驟形成的半成品的形狀、尺寸、精度、定位面、夾緊面（工序圖）如何檢驗(yàn)及檢驗(yàn)要求等與加工方法和加工過(guò)程相關(guān)的其他事項(xiàng).1.3 工藝基本概念及其意義工藝設(shè)計(jì)意義：是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的第一步，也是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品制造的橋梁。以文件形式確定下來(lái)的工藝規(guī)程是進(jìn)行產(chǎn)品/零件加工的主要依據(jù)對(duì)組織生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、縮短生產(chǎn)周期及改善勞動(dòng)條件等都有直接的影響是生產(chǎn)中的關(guān)鍵性工

5、作 .1.3 工藝基本概念及其意義工藝績(jī)效考核工藝攻關(guān)工藝試驗(yàn)工藝管理制度制訂工藝紀(jì)律檢查綜合管理工藝性審查工藝總方案制訂工藝分析工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理工藝設(shè)計(jì)過(guò)程管理工藝管理零件工藝設(shè)計(jì)工裝工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)工藝布局設(shè)計(jì)工藝零部件劃分綜合工藝設(shè)計(jì)專業(yè)工藝設(shè)計(jì)工藝業(yè)務(wù)范圍.1.3 工藝基本概念及其意義工藝性審查工藝性審查的目的在于：早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的工藝性問(wèn)題，及時(shí)加以解決，防止或減少在生產(chǎn)中可能發(fā)生的重大技術(shù)問(wèn)題；較早預(yù)見(jiàn)產(chǎn)品制造中的主要件、關(guān)鍵件所需的關(guān)鍵設(shè)備或特殊工藝裝備，以便及早安排制造或外協(xié)。在并行工程環(huán)境下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性審查是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃等進(jìn)行集成的重要環(huán)節(jié)。工藝零部件

6、劃分從制造角度，劃分可相對(duì)獨(dú)立進(jìn)行裝配和制造的產(chǎn)品構(gòu)成。這是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)BOM向產(chǎn)品制造BOM轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)。.1.3 工藝基本概念及其意義工藝流程制訂在企業(yè)中，工藝流程又稱為工藝路線、分工路線、分工計(jì)劃等，它主要是從企業(yè)層確定產(chǎn)品零組件的制造過(guò)程。產(chǎn)品工藝流程的制訂涉及到企業(yè)各工作中心/車間制造資源的宏觀平衡，是ERP的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一。材料定額編制在節(jié)約和合理使用材料的條件下，生產(chǎn)單位生產(chǎn)合格產(chǎn)品所需要消耗一定品種規(guī)格的材料，半成品，配件和水，電，燃料等的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，包括材料的使用量和必要的工藝性損耗及廢料數(shù)量。工時(shí)定額編制工時(shí)定額是完成一個(gè)工序所需的時(shí)間，它是勞動(dòng)生產(chǎn)率指標(biāo)。根據(jù)工時(shí)定額可以安排

7、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，進(jìn)行成本核算，確定設(shè)備數(shù)量和人員編制，規(guī)劃生產(chǎn)面積。綜合工藝設(shè)計(jì).1.3 工藝基本概念及其意義毛坯制造、零件加工等變形加工工藝設(shè)計(jì)使原材料產(chǎn)生形態(tài)、形狀或結(jié)構(gòu)變化來(lái)制造零組件的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)，如各類零件毛坯制造（鑄、鍛、下料等）、零件加工（機(jī)械加工、鈑金沖壓等）等；熱處理、表面處理等改性加工工藝設(shè)計(jì)通過(guò)改變?cè)牧系男再|(zhì)來(lái)滿足制造零組件需要的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)，如各種熱處理、表面處理等；連接和組裝工藝設(shè)計(jì)使工件與其它原材料或工件與工件、組件與組件結(jié)合而形成部件或產(chǎn)品的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)，如焊接、裝配等；其它環(huán)節(jié)工藝設(shè)計(jì)產(chǎn)品制造過(guò)程中其它環(huán)節(jié)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)，如檢測(cè)、試驗(yàn)等。 專業(yè)工藝設(shè)計(jì).1.3 工

8、藝基本概念及其意義工裝設(shè)備、材料、工藝關(guān)鍵件、外協(xié)外制件、工時(shí)定額、材料定額、輔助用料、關(guān)鍵工序等各類統(tǒng)計(jì)匯總和自動(dòng)生成匯總統(tǒng)計(jì)報(bào)表；產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)和工藝文件的層次化查詢和模糊查詢；產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)和工藝文件版本管理和有效性控制；產(chǎn)品各個(gè)階段不同版本的工藝文件和工裝、工具文件的更改與歸檔管理等。工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理.1.4 工藝業(yè)務(wù)系統(tǒng)及工藝設(shè)計(jì)流程工藝業(yè)務(wù)組織方式單級(jí)管理二級(jí)管理公司工藝部綜合工藝室專業(yè)工藝室公司工藝部綜合、專業(yè)工藝室生產(chǎn)車間車間工藝室.1.4 工藝業(yè)務(wù)系統(tǒng)及工藝設(shè)計(jì)流程工藝性審查工藝路線分工工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整專業(yè)工藝編制工裝設(shè)計(jì)材料定額開(kāi)始生產(chǎn)確定加工方法和順序選擇設(shè)備/工裝/工具/材料確

9、定加工中的技術(shù)條件確定協(xié)作工序.1.5 工藝設(shè)計(jì)相關(guān)概念制造資源 加工過(guò)程加工方法/工藝類型原材料毛坯輔助材料設(shè)備工裝工具生產(chǎn)線車間/工廠工序：一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程工步：工件（或裝配單元）經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序機(jī)械加工沖壓焊接熱處理噴涂裝配檢驗(yàn)電裝.1.5 工藝設(shè)計(jì)相關(guān)概念工藝文件.工藝工步工序車間、機(jī)床工裝、模具、量具、刀具、工具參裝零組件輔助材料工序圖刀具、量具切削/技術(shù)參數(shù)輔助材料技術(shù)要求NC文件精度信息1.5 工藝設(shè)計(jì)相關(guān)概念工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)關(guān)系.1.6 傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)面臨的主要問(wèn)題對(duì)工藝人員要求高勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低

10、難于保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化差無(wú)法利用CAD圖形信息無(wú)法積累重用工藝經(jīng)驗(yàn)無(wú)法適應(yīng)信息化發(fā)展.2. 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）概述2.1 CAPP基本概念及其意義2.2 CAPP的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀2.3 現(xiàn)代CAPP原理、結(jié)構(gòu)與功能2.4 CAPP的發(fā)展趨勢(shì).2.1 CAPP基本概念及其目標(biāo)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì) Computer Aided Process Planning(CAPP)：利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工藝人員完成工藝性審查、工藝方案設(shè)計(jì)、工藝路線制訂、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝定額編制、工藝管理等數(shù)字化工藝工作的活動(dòng)。對(duì)工藝人員要求高勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低難于保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化、標(biāo)

11、準(zhǔn)化差無(wú)法利用CAD圖形信息無(wú)法積累重用工藝經(jīng)驗(yàn)無(wú)法適應(yīng)信息化發(fā)展降低對(duì)工藝人員的要求減低工藝人員事務(wù)性勞動(dòng)強(qiáng)度保證工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)確一致促進(jìn)工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化可充分利用CAD信息快速積累重用工藝經(jīng)驗(yàn)適應(yīng)信息化發(fā)展的數(shù)據(jù)集成.提高工藝設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量；促進(jìn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化；促進(jìn)工藝優(yōu)化；滿足產(chǎn)品全生命周期中對(duì)工藝設(shè)計(jì)的要求；保證工藝數(shù)據(jù)的完整性、一致性和可重用性；實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累、共享和管理；促進(jìn)產(chǎn)品的并行設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)；涵蓋企業(yè)工藝工作的全過(guò)程。2.1 CAPP基本概念及其目標(biāo)CAPP的目標(biāo).2.2 CAPP的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀國(guó)外：1960年代末開(kāi)始CAPP研究與開(kāi)發(fā)。1976 年設(shè)在

12、美國(guó)的國(guó)際性組織 CAM-I開(kāi)發(fā)的CAPP系統(tǒng)在CAPP發(fā)展史上具有里程碑意義。 國(guó)內(nèi)：1980年代初開(kāi)始CAPP研究與開(kāi)發(fā)。最早開(kāi)發(fā)的CAPP系統(tǒng)是同濟(jì)大學(xué)的TOJICAP系統(tǒng)和西北工業(yè)大學(xué)的CAOS系統(tǒng)，其完成的時(shí)間都在1980年代初。 CAPP研究開(kāi)端.2.2 CAPP的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀CAPP發(fā)展階段探索研究階段：20世紀(jì)60年代-80年代中后期成組技術(shù)、零件族零件描述技術(shù)，如表面元素法人工智能技術(shù)應(yīng)用，如決策樹、判定表、規(guī)則等軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)智能化研究階段：20世紀(jì)80年代中后期-90年代中期工藝知識(shí)表示、知識(shí)庫(kù)管理、工藝知識(shí)處理專家系統(tǒng)技術(shù)零件描述技術(shù)、特征技術(shù)CAD/CAPP/CAM集

13、成技術(shù).應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)階段：20世紀(jì)90年代針對(duì)各企業(yè)、各專業(yè)工藝進(jìn)行開(kāi)發(fā)和應(yīng)用采用檢索修訂方式、創(chuàng)成方式部分實(shí)現(xiàn)與CAD/CAM的集成企業(yè)自主開(kāi)發(fā)、廠校結(jié)合開(kāi)發(fā)與CIMS工程實(shí)施一起開(kāi)發(fā)、應(yīng)用CAPP發(fā)展階段2.2 CAPP的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀.產(chǎn)品工程化階段：20世紀(jì)90年代中后期到現(xiàn)在工程化、產(chǎn)品化開(kāi)發(fā)、公司化經(jīng)營(yíng)采用綜合智能式設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)市場(chǎng)推廣三種模式基于文檔的工藝編制，如基于Office或CAD軟件定制開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)化信息模型驅(qū)動(dòng)表格式工藝設(shè)計(jì)與管理一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化信息模型驅(qū)動(dòng)“所見(jiàn)即所得”工藝設(shè)計(jì)與管理一體化系統(tǒng)CAPP發(fā)展階段2.2 CAPP的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀.派生式CAPP系統(tǒng) 是將相似零

14、（部）件歸并成零（部）件族，設(shè)計(jì)時(shí)檢索出相應(yīng)零（部）件族的工藝規(guī)程，并根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的具體特征加以修訂的CAPP系統(tǒng)，也稱修訂式CAPP系統(tǒng)。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 是將人們?cè)O(shè)計(jì)工藝過(guò)程時(shí)的推理和決策方法轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以處理的決策邏輯、算法，在使用時(shí)由計(jì)算機(jī)程序采用內(nèi)部的決策邏輯和算法，依據(jù)制造資源信息，自動(dòng)生成零（部）件的工藝規(guī)程的CAPP系統(tǒng)，也稱生成式CAPP系統(tǒng)。交互式CAPP系統(tǒng) 以人機(jī)交互方式進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的CAPP系統(tǒng)。綜合式CAPP系統(tǒng) 是采用人機(jī)交互、派生、創(chuàng)成等多種工藝決策技術(shù)的CAPP系統(tǒng)。CAPP系統(tǒng)分類2.2 CAPP的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀.現(xiàn)代CAPP思想2.3 現(xiàn)代CAPP思想

15、、結(jié)構(gòu)與功能1 、面向產(chǎn)品、整個(gè)工藝領(lǐng)域、不同工藝層次、工藝生命周期2、面向集成共享的工藝信息數(shù)字化3、基于知識(shí)的快速專業(yè)化工藝設(shè)計(jì)4、基于PDM/PLM思想的工藝管理5、通用化、行業(yè)化、專業(yè)化相結(jié)合.現(xiàn)代CAPP體系結(jié)構(gòu)2.3 現(xiàn)代CAPP思想、結(jié)構(gòu)與功能.現(xiàn)代CAPP功能2.3 現(xiàn)代CAPP思想、結(jié)構(gòu)與功能工藝性審查支持在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品及其零部件工藝性問(wèn)題，提出修改建議或意見(jiàn)。工藝方案設(shè)計(jì)可方便地查詢、瀏覽產(chǎn)品技術(shù)方案、設(shè)計(jì)圖樣和模型等產(chǎn)品數(shù)據(jù)，完成工藝方案設(shè)計(jì)。工藝路線制訂能對(duì)產(chǎn)品零部件等制訂工藝路線，進(jìn)行制造過(guò)程分工。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)能夠設(shè)計(jì)各類工藝規(guī)程。工藝定額編制基于PBO

16、M（Process Bill of Material, 工藝物料清單）編制產(chǎn)品及其零部件在制造過(guò)程中所需的材料定額及工時(shí)定額。.現(xiàn)代CAPP功能2.3 現(xiàn)代CAPP思想、結(jié)構(gòu)與功能工藝管理基于EBOM（Engineering Bill of Material，工程物料清單）或通過(guò)人機(jī)交互方式創(chuàng)建PBOM，并對(duì)其進(jìn)行修改和維護(hù)；提供工藝版本管理功能，主要包括工藝數(shù)據(jù)和工藝文件的版本管理, 并能夠確定工藝規(guī)程及相關(guān)技術(shù)文件的有效性；能夠?qū)Ω黝愐呀?jīng)生成的工藝文件進(jìn)行查詢、檢索、瀏覽、打印輸出；能根據(jù)企業(yè)需要進(jìn)行各種工藝數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計(jì)，并生成相關(guān)報(bào)表等；能對(duì)工藝資源進(jìn)行分類、表達(dá)、收集、存儲(chǔ)、檢索、

17、發(fā)布和應(yīng)用；具有工藝工作流程控制與管理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種工藝文件的校對(duì)、審核、批準(zhǔn)、發(fā)放的過(guò)程控制；提供工藝更改管理功能，管理和控制已定版發(fā)布的工藝文件的更改過(guò)程支持現(xiàn)場(chǎng)工藝應(yīng)用及工藝存檔管理。.現(xiàn)代CAPP功能2.3 現(xiàn)代CAPP思想、結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)管理能夠定義用戶、角色、工作組，以及劃分管理權(quán)限；能夠按照工作組、角色、用戶權(quán)限的不同對(duì)工藝數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、修改和使用進(jìn)行授權(quán)；能夠按照企業(yè)工藝業(yè)務(wù)流程建立不同工藝活動(dòng)的過(guò)程模型，確定工藝業(yè)務(wù)過(guò)程節(jié)點(diǎn)和各節(jié)點(diǎn)的用戶角色，滿足各類工藝業(yè)務(wù)活動(dòng)的管理需要；能夠建立工藝數(shù)據(jù)模型并進(jìn)行管理和維護(hù)；能夠定制CAPP系統(tǒng)所管理的各種工藝文檔的模板；能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)備份

18、管理，除數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已具有功能外，還應(yīng)該實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品及其零部件工藝數(shù)據(jù)、車間或工作組工藝數(shù)據(jù)等的選擇性備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能；能夠按照企業(yè)技術(shù)文件分類和編碼的要求，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，對(duì)工藝文件、工裝設(shè)計(jì)文件等進(jìn)行編碼管理；提供系統(tǒng)介紹、使用幫助、功能說(shuō)明等幫助功能。.現(xiàn)代CAPP功能2.3 現(xiàn)代CAPP思想、結(jié)構(gòu)與功能CAPP系統(tǒng)集成要求CAPP系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)交換和二次開(kāi)發(fā)接口，支持與其他軟件系統(tǒng)（如PDM、ERP、MES等）集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和重用。.2.4 CAPP系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)體系結(jié)構(gòu)向網(wǎng)絡(luò)化、并行化、組件化、工具化方向發(fā)展系統(tǒng)功能將覆蓋企業(yè)整個(gè)工藝領(lǐng)域，向敏捷化工藝信息集成系統(tǒng)發(fā)展工藝設(shè)計(jì)模式向基于知識(shí)的快速工藝設(shè)計(jì)模式發(fā)展基于一體化的PLM平臺(tái)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的集成性、開(kāi)放性將進(jìn)一步提高支持3D C