知识驱动的工艺设计与制造资源管理系统
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知识驱动的工艺设计与制造资源管理系统. 迈特 CAPP. 主讲:陈 泉 项目部经理 重庆迈特科技有限责任公司. 基础知识. 1 、 CAPP 的基本概念及国内发展概况 CAPP (Computer Aided Process Planning ) 是计算机辅助工艺计划的英文缩写,是 20 世纪 80 年代初期在国内机械制造业发展起来的,最早的 CAPP 技术只是针对机械零件的切削加工工艺过程卡、工序卡的编辑和工艺文件的简单存储管理。在发展过程中先后经历了 检索式 CAPP 、派生式 CAPP 、 创成式 CAPP 和 智能 CAPP 等几个阶段。

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知识驱动的工艺设计与制造资源管理系统

迈特CAPP

主讲:陈 泉 项目部经理

重庆迈特科技有限责任公司


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基础知识

1、CAPP的基本概念及国内发展概况

CAPP (Computer Aided Process Planning )是计算机辅助工艺计划的英文缩写,是20世纪80年代初期在国内机械制造业发展起来的,最早的CAPP技术只是针对机械零件的切削加工工艺过程卡、工序卡的编辑和工艺文件的简单存储管理。在发展过程中先后经历了检索式CAPP、派生式CAPP、创成式CAPP和智能CAPP等几个阶段。

目前市场上有许多国内公司开发出了基于工艺卡片绘制工具的CAPP系统,注重工艺卡片的编写,并在此基础上逐步增加一些标准工艺、工序、工艺资源查询、工装查询、工艺文档管理、简单的工艺设计过程与变更管理等功能,并从文件管理方式过渡到数据库管理方式。主要应用对象是机械零件的冷加工工艺设计和机加工艺资源管理。


2 cape

迈 特 科 技

2、国外CAPE发展概况与应用现状

1、国外没有CAPP的概念,也没有哪家软件公司开发、销售CAPP软件。

2、现在国外的工艺设计一般叫CAPE(计算机辅助生产工程),包括:工艺方案规划、工艺设计仿真、数字化工厂、基于KBE的工艺设计系统等。除工艺仿真系统有商品化软件外,其余软件系统都是各汽车厂委托软件公司专门定制开发的,是不允许软件公司向其它用户销售的。

覆盖件冲压仿真

整车装配生产过程仿真

焊接仿真


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3. CAPP技术的两种类型

  -基于文档管理的CAPP

-基于数据库管理的CAPP


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3.1 基于文档管理的CAPP

特点:采用大家熟悉的方式,比较容易上手,但工艺文件是一个个文档,文档之间关联关系比较松散,其内部数据无关联,不能共享,数据量大,工艺汇总需要人工统计或交互统计,效率低;偏重于工艺卡片的绘制、填写;工艺设计过程管理能力弱;数据难管理,不能及时更新;不便于与PDM/ERP集成。


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迈 特 科 技

3.2 基于数据库管理的CAPP

特点:便于工艺数据的管理,没有冗余数据和重复数据;工艺数据与零件、产品是关联到一起的,关联变更非常容易,工艺数据的唯一性得到了保证;工艺设计过程管理能力强,便于设计与工艺的协同;数据共享,工艺数据汇总很容易实现,无须人工统计,效率高;便于与PDM/ERP集成且升级容易。


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迈 特 科 技

4 CAPP技术的发展

4.1 传统CAPP技术的特点:

与二维CAD结合紧密、操作简单、容易上手;以文档为核心,用文件形式进行管理;以零部件加工工艺编制为主体对象;片面追求工艺决策的自动化,忽视系统的应用,适应性差;绝大部分CAPP实质上是基于图形系统的工艺卡片填写系统;工艺数据的准确性、一致性得不到保证,信息集成问题无法解决。


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一.CAPP技术概论

4.2 现代CAPP技术的特点:

现代CAPP系统结构是以交互式为基础,以知识库为核心,并采用查询、引用、修订、生成等工艺决策混合技术和多种人工智能技术的基于知识的交互式CAPP系统;以整个产品为对象,进行全面的应用;CAPP的应用开发以平台/工具类CAPP软件为基础;应用数据库技术,保证了工艺数据的准确性、一致性,能够快速进行工艺数据统计汇总,能够方便的与CAX\PDM\ERP集成及信息资源共享。


Capp2 0

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二.迈特CAPP2.0系统主要功能

迈特CAPP2.0系统是以整个产品为对象,以知识库为核心,采用多种工艺决策混合技术,综合应用数据库技术、网络技术,与CAD\PDM高度集成,并能方便的与ERP集成的、知识驱动的CAPP软件。


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迈特CAPP业务流程图


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1、产品概述

迈特CAPP2.0针对离散产品制造业产品和零件制造工艺设计的行业特点,采用自顶向下的工艺任务分解、工艺设计到工艺管理的总体解决方案,再与先进的基于J2EE的三层B/S软件技术架构结合开发而成的CAPP软件。既可集成于迈特PDM/PLM3.6系统中运行,实现与CAX/PDM/ERP的无缝集成运行,也能独立运行,是制造业信息化新一代面向Internet/Intranet环境应用的CAX/CAPP/PDM集成软件系统 。


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迈 特 科 技

显著技术特点

以知识库为核心,是知识驱动的工艺设计与制造资源管理系统。它面向制造业新产品开发的全过程,将PDM的过程管理思想与工艺设计领域知识相结合的方式,实现了工艺设计任务创建、分解、指派、执行、提交、审签、打汇、再提交、审签通过、归档和发放(包括向ERP系统提交的制造BOM数据)的全过程集成。体现了用户自定义工艺卡片格式、典型工艺查询和引用、工艺资源信息查询、工艺文件图文编辑和数据库关联为主线的工艺设计功能,通过工艺任务的动态驱动,实现新产品工艺设计和工艺数据管理的矩阵式动态结合。它突破了传统静态工艺卡片设计与单一工艺信息汇总的传统CAPP模式局限,实现了与迈特PDM的一体化集成和与CAD/ERP的无缝集成,系统独有基于成组技术工艺知识管理、工装在线管理、工艺成本的预算与控制管理等功能模块,特别适合我国制造业产品工艺设计与管理要求。


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迈 特 科 技

迈特CAPP2.0技术特点体现在:

1)一般零件、成组相似复合零件典型工艺知识驱动的工艺方案设计;

2)规范的工序设计知识库与工序卡设计的自动关联

3)规范化的制造资源信息库管理、快速查询和知识重用;

4)产品及零部件工艺路线的规划;

5)知识驱动的产品装配工艺设计,毛坯工艺设计,机加工艺设计,热处理工艺设计,工艺参数自动计算、工艺特殊图形符号库定义;

6)工艺卡片格式的用户自定义和卡片模板库管理;

7)工装设计管理、工装的图文查询、工装的出入库管理、工装定期检验管理;

8)工序目标成本预算和工艺成本管理;

9)工艺任务的动态创建和执行过程管理;

10)面向过程和不同时间状态的工艺设计文档管理;

11)工艺设计变更与关联变更管理;

12)与迈特PDM的一体化集成和与CAD/ERP的无缝集成;


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迈 特 科 技

从PDM环境进入迈特CAPP2.0的软件界面

软件技术架构特点

(1)软件开发平台

用户端浏览器:支持IE5.0以上版本或NetScape;数据库:支持MS SQL-SERVER7.0/2000,ORACLE8i及以上版本数据库;中间件:支持JBOSS3.0,WebLogic7.0,WebSphere4.0以上版本。


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  • (2)软件技术架构特点

  • 采用J2EE(java 2 企业版)作为开发平台,实现了高效、高质量的组件化开发;

  • 软件采用B/S三层体系结构,更易于软件功能的网络化部署与维护;

  • 支持多种UNIX、Linux及NT操作平台或UNIX/NT混合操作平台,能方便进行运行平台迁移,且升级方便;

  • 能够根据企业类型和应用范围的不同,灵活构建工作组级、部门级和集团公司跨地域级的CAPP协同设计应用环境,支持互联网上的ASP运行模式。


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(3)系统运行环境要求

客户端:

PIII(级)以上处理器,256M内存,支持Windows98/NT4.0/2000、Linux6.0以上版本操作系统。

服务器端:

PIV(级)以上处理器,1G—2G内存,80G硬盘,或UNIX服务器;支持Windows NT4.0/2000、UNIX、Linux6.0以上版本操作系统。


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零件工艺路线报表输出

3、主要功能

3.1 工艺规划

由工艺负责人对产品中零部件的工艺路线大行程进行规划,从零件毛坯到最后的装配完成,包括外购件、外协件的工艺流转路线定义;生成工艺路线表,进行分类汇总和报表打印输出,作为每个零件具体工艺设计的纲领性文件。


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迈 特 科 技

审签过程中的任务打回

工艺任务的创建与指派

已创建工艺任务的执行

  • 3.2零件工艺设计任务管理

  • 工艺任务创建与指派;

  • 工艺任务执行控制及过程管理;

  • 工艺任务树。


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迈 特 科 技

工艺卡片用户自定义模板

工艺卡片模板入库界面

3.3工艺卡片格式用户自定义


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迈 特 科 技

成组复合零件的典型工艺派生

基于JLBM—1标准的零件成组编码器

一般零件典型工艺查询与引用

  • 3.4典型工艺和工艺知识查询、引用

  • 一般零件典型工艺知识库:

  • 成组复合零件典型工艺知识库:通过成组编码和相似零件族分类建立复合零件的典型工艺知识库,经相似特征矩阵查询,找到该零件所隶属的相似零件族,由复合零件典型工艺就可派生出新零件工艺。


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迈 特 科 技

3.5 工艺资源信息查询和选用

对常用的机床、夹具、刀具、量具、工艺参数、冷却液、辅具、工位器具等信息分类创建 ,录入工艺资源信息,方便用户选用 。

3.6 工艺参数用户自定义计算

用户自定义工艺参数计算, 输入参数,系统会自动计算

出所需的工艺参数。新的工艺计算公式可以追加到计算

公式库中。

  • 3.7 特殊工艺图形符号库

    • 提供工艺卡片填写中常用的特殊工艺图形符号,如焊

    • 接符号、粗糙度符号、材料牌号、公差上下标等这些字库

    • 中没有的特殊字符,供工艺文件编辑时调用;还可按用户

    • 要求添加新特殊字符到符号库。


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零件工序卡图文混合编辑

零件工艺过程卡可视化编辑

3.8工艺文件编辑


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迈 特 科 技

工艺文档逐级审签过程显示

工艺任务的不同颜色代表不同完成状态

工艺文件的红线圈阅

3.9 工艺文件提交与审签


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迈 特 科 技

工艺文档的发放控制管理

3.10 工艺文档管理

文档与产品BOM自动关联 ,对工艺文档在流转过程中的状态进行管理 ,实现文档的归档与发放管理 ,对文档进行查询,按权限严格控制用户对工艺文档的浏览、下载、更改和输出打印。


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迈 特 科 技

工艺设计变更和关联变更的影响度分析

关联变更定义与变更通知的自动发放

3.11工艺设计变更管理

复杂工艺变更管理,简单工艺变更管理,变更的有效期控制和变更日志管理 。


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迈 特 科 技

基于编码规则自定义的零件工艺文件编码器

3.12工艺文档编码管理

基于独立编码规则的工艺文件和工装编码生成器与编码自动生成 、自动查重。


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迈 特 科 技

3.13 工艺设计信息汇总与报表输出

(1)本系统提供工艺信息汇总报表用户自定义工具,可自定义企业的工艺信息汇总报表格式,如外购件明细表、自制件汇总表、专用夹具汇总表、专用刀具汇总表、专用量具汇总表、毛坯汇总表、材料下料汇总表格式等;

(2)在自定义工艺汇总表的各单元格中,指定需汇总工艺信息来源和处理方式(如需要累加和汇总计算等),使汇总表与工艺信息数据库自动关联,自动生成所需的工艺信息报表。

(3)用户自定义报表生成器,能满足各种零部件汇总、工艺/工装信息汇总的需求,生成的报表能像CAD图形文件一样在各设计环节流转、批阅、浏览。

零件工装信息汇总与报表输出

按产品进行的工艺明细汇总与报表输出


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迈 特 科 技

装配工艺卡片的创建、编辑

装配BOM设计

装配BOM与设计BOM比较

装配线模板设定

3.14 装配工艺设计与管理

实现装配工艺模板设定、装配工艺任务管理、装配工艺文档管理、装配工艺设计、装配BOM设计、虚拟件管理、装配BOM与设计BOM的比较等功能


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迈 特 科 技

工装管理中的分类查询

工装明细汇总及报表输出

工装出入库台帐管理

3.15 工装设计与管理

(1) 工装配置管理:建立基本工装零部件信息库,实现工装的设计BOM配置、BOM结构比较、工装零部件查询、工装BOM与工装文档的关联;

(2) 工装设计文档管理:提供工装文档管理器、工装文档审签流程定义与实例化、工装设计文档审签状态管理、工装文档的归档与发放管理;

(3) 工装设计变更管理:变更流程定义、工装结构变更和文档变更管理、文档变更与版本管理、工装零部件关联变更管理、工装与零件工艺关联变更管理、变更日志管理;

(4) 工装零部件编码管理:编码规则定义、编码器维护、工装零部件编码自动生成;

(5) 工装库存管理:工装库房基本信息维护、工装出入库台帐管理、工装库存盘点管理;

(6)工装管理中的分类查询工装定期检查与精度、质量状态管理,工装维修记录管理。


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3.16 工艺成本预算管理

1)毛坯成本管理:毛坯成本数据可输入及维护,成本表中以表格的形式列出成本树中添加的所有毛坯材料的成本数据,毛坯数量较多时,可以查询得到指定毛坯的资料。

2)外购件成本管理:外购件成本数据可输入及维护,成本表中以表格的形式列出成本树中添加的所有外购件材料的成本数据,还可以用查询器查询所需外购件的资料。

3)工序成本管理:按机加工艺、热处理工艺、清洗工艺和涂装工艺分类添加工序成本资料,成本表中以表格的形式列出成本树中添加的所有工序的成本数据,且可指定查询。

4)工序成本计算公式创建与维护,单位工时标准工序成本数据设置与查询;

5)产品、部件、零件制造成本预算与汇总统计、报表输出。


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外购件成本核算

自制件成本核算

成本报表浏览

3.15 工艺成本预算管理


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迈 特 科 技

产品明细表读入CAPP的EXCEL数据接口

迈特CAPP2.0与UG的BOM数据接口

迈特CAPP2.0 AutoCAD的BOM数据接口

迈特CAPP2.0与ERP的数据接口

3.17 CAD到迈特CAPP2.0的集成接口


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3.18 系统工具

1)工作组/人员管理,实现企业组织机构与人员的管理。

2)角色定义与权限分配管理,企业可根据管理需要制定不同级别的角色和权限。

3)电子协作工具,内部e-mail电子邮件、BBS电子公告、通知发放(可手机短信发布);系统安全设置、日志管理。

4)提供功能强大的自定义报表工具,可根据企业使用需求生成任意格式的报表。


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4、与国内同类CAPP的比较

迈特CAPP2.0产品是具有独立知识产权的现代CAPP系统,与国内同类CAPP系统相比,技术上已处于领先位置,主要体现在:

1)CAPP的核心思想

目前国内已有的CAPP系统,主要侧重于工艺文件的计算机编写和手册性制造资源信息的查询,工艺知识管理功能很弱,在工艺知识的管理、提升和重用方面功能都很弱。

迈特CAPP2.0的核心思想是知识驱动的工艺设计及资源管理,不仅解决工艺卡片的编写,更主要的是提供工艺知识历史数据和科学的工艺设计方法,在继承原有工艺设计知识的同时,获得工艺设计新知识,将这些宝贵的工艺经验和知识封装在CAPP系统中,便于企业工艺知识的积累和繁衍。


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2)CAPP的软件技术架构

目前绝大多数CAPP软件技术架构都是基于NT操作系统的C/S结构,只能支持小规模的局域网范围使用,且很难迁移到UNIX平台,很难支持网络化的异地协同设计,也不利于今后的维护和升级。

迈特CAPP软件采用J2EE、B/S三层架构,客户端采用IE浏览器,运行平台支持UNIX、LIUNIX、NT、UINX/NT混合平台。采用J2EE作为开发平台,实现了高效、高质量的组件化开发,可根据企业需求进行模块组合,以满足企业需要; 软件采用B/S三层体系结构充分体现基于Internet/Intranet的网络化协同设计优势,更易于软件功能的网络化部署与维护。


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3) CAPP软件的二次开发能力

要使CAPP软件能适应不同用户的个性需求,就必须在CAPP平台软件基础上,根据用户产品特点、工艺设计特点,对化CAPP进行二次开发,以满足不同企业用户的实际需求。

迈特CAPP软件平台进行二次开发非常方便,开发人员熟悉工艺设计方法,具有深厚的制造业行业背景知识,具有丰富的软件开发经验和二次开发能力,已为多家制造企业进行过CAPP定制开发,完全满足了用户的个性化需求。


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4) 迈特CAPP软件独有的功能

迈特CAPP2.0系统采用面向制造业新产品开发的全过程的集成,实现了与迈特PDM的一体化集成和与CAD/ERP的无缝集成。系统独有的基于成组技术工艺知识管理、工装在线管理、工艺成本的预算与控制管理等功能,特别适合我国制造业产品工艺设计与管理要求。

国内其它CAPP系统只有一般零件典型工艺,而没有采用成组复合零件典型工艺,工艺知识获取、管理和重用的效果不佳。迈特CAPP2.0系统中知识库既包含一般零件典型工艺知识库,又有相似成组复合零件典型工艺知识库。从而最大限度地重用企业的工艺、工装设计知识和历史数据。


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4) 迈特CAPP软件独有的功能

工装的设计和管理是工艺设计和管理过程中不可缺少的一环,也是PDM系统及ERP系统管理的盲点,然而目前市场上的其它CAPP系统功能中都没有涉及工装的部分。迈特CAPP2.0系统所具有的工装的设计和管理功能,实现了对工装从配置、设计、变更、编码的管理,通过在线管理方式,可以方便的对工装库存、工装质量状态及维修情况管理,既提高了工艺人员的工作效率,又确保所有的工装都得到了控制和管理。


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迈 特 科 技

4) 迈特CAPP软件独有的功能

目前国内其它CAPP系统功能中都没有工艺成本的预算与控制管理等功能。迈特CAPP2.0系统所提供的成本核算功能,通过用户自创建成本计算公式,或输入数据、从ERP系统同步提取数据等方式,可以方便的对毛坯成本、工序成本、外购件成本进行计算或管理,并可以指定查询成本数据,最终实现对产品、部件、零件制造成本预算与汇总统计,并可报表输出。


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5、结论

迈特CAPP产品是建立在先进的理论及软件开发技术基础之上,集迈特公司在制造业信息化建设过程中多年的实践经验积累以及丰富的制造业专业技术背景,符合现代制造业信息化、集成化要求,是知识驱动的工艺设计与制造资源管理(CAPP)系统。它采用面向制造业新产品开发的全过程的集成和工艺设计知识、工艺管理知识的驱动,实现了与制造企业新产品设计、工艺设计和技术管理的一体化集成和与生产管理系统ERP的无缝集成,特别适合我国制造业产品工艺设计与管理要求。


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谢 谢 大 家!


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