CAPP系统在电站辅机制造企业的实施与应用

刘俊琦,刘 晖,周成效

(上海电气电站设备有限公司电站辅机厂,上海 200090)

1 概 述

在20世纪60年代末,CAPP(计算机辅助工艺设计)的研究与开发就已开始。随着近年对CAPP技术进行了大量的探讨和研究,无论在深度和广度上都取得了很大进展。但与CAD、CAM等计算机辅助技术的开发利用相比仍有很大差距,CAPP在应用方面仍是薄弱环节。这是由工艺设计问题的复杂性和特殊性所决定的;同时,也受CAPP发展的大背景和指导思想的影响。特别是压力容器产品材质和结构的多样化,以及焊接工艺因素的复杂化,造成了焊接工艺设计的繁琐和复杂。

随着计算机技术的发展及其在各领域应用的普及,CAPP在现代制造业中,具有重要的理论意义和广泛迫切的实际需求。CAPP系统的应用不仅可以提高工艺规程设计效率和设计质量,缩短技术准备周期,还能让工艺设计人员从繁琐重复的工作中得到解脱,可以更多地将精力投入到工艺试验和工艺攻关中。CAPP系统的应用可以使工艺设计保持一致性和规范化,有利于推进工艺设计的标准化,也为适应当前日趋信息化的现代制造业的需要和实现计算机集成创造了必要的技术条件。

2 CAPP系统的实施方案

上海电站辅机厂有限公司系上海电气集团所属的大型骨干企业。目前,为实现企业在国际化竞争中做大做强的发展目标,开始了企业内部的一体化进程。为此,上海电气集团统一推出并运行了SAP管理系统,要以管理一体化为载体,全面提升整个企业的管理效率和运行效率。

基于这些设计环境,在考虑CAPP系统方案时,就需从全局出发,在系统的规划中要有高瞻性,要有统一主体框架,也要考虑基础数据的可靠性。这种信息数据整合方式是把集成作为一种全局活动的要素,因此,需要是一个开放式的、广泛的策略,能对所有和集成相关的问题有所预见,分析存在的关联性,提供指导并定义优先权。确定方案时,整个集成系统应有一个统一的可扩展的结构,然后才关注现有应用,使集成系统具有良好的伸缩性。CAPP系统方案的定位,应基于SAP的整体方案下的工艺部门的信息化解决方案。

3 CAPP系统实施内容

日趋激烈的市场竞争要求企业能不断推出新产品,企业对客户的要求必须做出快速的响应。与此同时,产品的技术要求越来越高,交货期也越来越短,所有这一切对企业的技术能力、工艺能力是个严峻的挑战,手工编制工艺将无法适应残酷的市场竞争,企业迫切需要建立工艺快速反应能力。计算机辅助技术能有效提高企业的技术能力,也是提高工艺设计效率的有效手段。同时,CAPP系统的实施,将进一步推动企业的信息化建设。

3.1 项目实施目标

根据电站制造企业工艺部门的信息化解决方案并结合SAP管理系统的要求,建立CAPP系统业务平台后需实施的目标为:

(1)创立工艺管理平台,通过网络实现工艺资源共享。把计算机技术运用到工艺处的日常工作中,大力提高工艺设计效率,并能充分利用整合后企业内各类信息资源。

(2)建立工艺信息资源的快速查询平台。

(3)以工艺知识管理为最终目标,积累工艺数据、归纳标准工艺规程、沉淀具有核心竞争力的工艺技术。

(4)以工艺人员无须在两个系统重复录入工艺数据为目的,满足SAP与CAPP系统对工艺数据的要求。

3.2 项目实施要求及平台的建设

在着手进行CAPP系统方案的调研过程中,要清楚地认识到企业需要应用面广、实用性强、集成性好的平台型CAPP系统。应是一个以整个产品为应用对象,以产品工艺数据为中心的集工艺过程设计、工艺信息管理为一体的交互式计算机应用系统和开发平台,通过提供功能通用、强大的编辑工具、工艺资源管理工具、计算工具、汇总工具、配置工具以及开发工具给予工艺人员最大的帮助,辅助工艺人员提高工艺设计效率和设计质量,逐步实现工艺设计及管理的自动化和信息化。

3.2.1 CAPP系统平台的主要功能

CAPP工艺设计系统平台能提供工艺设计时所需的常规工具,具备一些重要的功能特点。

(1)交互式工艺设计

系统的设计思路是基于任务树完成对工艺文件的编制工作,而工艺文件基于产品结构来进行管理,是一个基于产品结构的集成应用平台。CAPP采用交互方式生成工艺卡片,并利用适合本企业特点的工艺数据库进行交互方式填充。

(2)权限管理系统

根据工艺处各专业组职责,定制相应的CAPP权限系统,保障用户工艺数据的安全。权限系统是整个CAPP系统的运行核心,权限系统设置是否合理直接影响工艺人员的日常工作和对工艺人员、工艺文件的管理以及工艺数据的安全性。

(3)卡片系统

使用的卡片格式种类,包括工艺处各专业使用的工艺文件及日常管理文件,包含常规产品和核电产品。

(4)企业通用资源库

建立企业的工艺装备、设备库等通用资源库。用户可在现有库的基础上,不断补充或修正数据库中的资源内容,以满足用户的设计需求。目前企业已经建成包括钻头、刀具、圆环、卡板等多种企业资源数据库。

(5)定制各种汇总表

目前建成以产品树节点、工艺过程卡为数据源的各类汇总表,用以满足工艺设计的要求和本企业实际生产需要,包括材料定额消耗汇总、焊材定额消耗汇总、材料消耗工艺定额明细规格汇总、工艺装备一览表汇总等。

3.2.2 CAPP系统平台定制开发程序

(1)零件清单创建产品结构树程序

将工艺处零件清单转换为CAPP所识别的格式,并通过相关接口转换为CAPP产品结构树。工艺人员在产品结构树中添加各种相关的工艺文件,或利用产品结构树的各种属性和工艺文件内容汇总出各类工艺文件。

(2)企业资源更新工具

由于需与SAP系统集成运行,CAPP中所使用的各种物料均来源于SAP,因此CAPP物料信息的更新极为重要。该工具可以通过自动和手动两种方式运行,确保CAPP物料信息与SAP保持一致。

(3)企业资源及时提醒

企业实行资源统一管理,编码繁多,因此对编码所对应的物料信息及时查询非常重要。该工具在鼠标移至编码附近时,即可显示相关物料信息。

(4)工时汇总程序

工艺处车间工时汇总表数据来源于工艺过程卡中的工时数据,通过工艺处要求的汇总规则,汇总出指定产品的工时数据,并可按照车间分类汇总。

(5)工程计算器

具有公式计算和公式管理器功能,提供材料定额计算和工时定额计算公式库,用户可自行扩充专用公式。系统按公式定义自动计算,计算结果自动填入工艺文件。

4 CAPP的集成应用

现在的CAPP用户,对软件的需求也不再只关注软件对工艺设计本身的功能要求,而是站在企业信息化建设的高度,更加关注单个软件系统的集成性、扩展性,通用性和灵活性。

4.1 集成要求

CAPP系统的建设将以电站集团和上辅正在实施的SAP系统对工艺数据的要求而建,通过满足SAP与CAPP之间数据交互的业务流程和两系统接口数据的匹配等要点,达到本次项目集成的要求。

(1)CAPP系统内数据是SAP基础数据的源头,将提供满足SAP所要求的工艺路线和材料定额数据。

(2)建成后的CAPP系统是工艺技术设计的工作平台,将全面实现工艺处工艺管理、工艺过程设计、材料定额、工时定额的工作,大力提高工作效率和质量,最终沉淀和积累企业的核心技术。

4.2 业务流程

图1 CAPP系统业务流程

信息系统集成的实质是数据的集成整合,其业务流程见图1所示。CAPP系统也是企业产品设计与生产制造之间的信息桥梁,承担着上接设计数据、下传工艺数据给SAP系统的重要任务,成为企业信息化数据流转不可或缺的关键环节,提供给SAP系统的工艺数据是否及时、准确,将直接影响到整个SAP系统功能的正常发挥。

在系统集成要求的基础上,与各方达成共识,制定合理有效的CAPP-SAP集成设计方案。总体上采用灵活、有效的数据级集成的方案。因为两个系统偏重的对象及工作模式不同,数据级集成可以使两系统相对独立,不相互限制,同时又能满足数据集成共享的要求。

系统集成后,可避免业务人员在CAPP和SAP两套系统中重复录入数据,提高工作效率,实现CAPP产生的产品材料定额(工艺BOM)、工艺路线数据向SAP系统的流转,达到了系统集成后的目的。

4.3 SAP/CAPP接口表开发

系统集成总的原则是:基础物料库由SAP统一维护、管理,CAPP系统只对物料数据进行查询和利用;工艺BOM 、工艺路线的唯一数据源在CAPP,由CAPP完成这些工艺数据向SAP的流转。

4.4 接口表的具体实施

(1)建立产品工艺路线接口表、产品材料定额接口表、CAPP物料主数据接口表。

(2)利用SAP的 RFC功能将产品工艺路线接口表数据直接保存到SAP系统。

(3)利用SAP的 RFC功能将产品材料定额接口表数据直接保存到SAP系统中。

(4)将设计部门的物料主数据库中的数据,同步保存到CAPP物料主数据接口表中。

(5)物料主数据的同步可采用定时自动同步和手动即时同步两种方式。

(6)产品工艺路线接口表数据、产品材料定额接口表数据向SAP系统的提交,也可采用定时自动提交和手动即时提交两种方式。提交结果信息反馈给CAPP系统。

5 结束语

CAPP系统的成功实施,为企业创立了工艺管理平台,通过网络实现工艺技术资源的共享。将计算机技术运用到工艺制订的日常工作中,提高了工艺设计人员的工作效率,也充分利用了整合后企业内的各类资源。通过设计清单数据处理及SAP系统与CAPP接口的实施工作,打通了工艺与设计、SAP的数据流转通道,为企业整体的信息化建设打下了坚实的基础。

[1]府大兴.CAPP的发展状况及趋势[J].电子机械工程.2000.

[2]吴相石,李晓林.现代CAPP技术与发展趋势[J].锅炉制造.2003.

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