CAPP系統(tǒng)在電站輔機制造企業(yè)的實施與應用

劉俊琦,劉 暉,周成效

(上海電氣電站設(shè)備有限公司電站輔機廠,上海 200090)

1 概 述

在20世紀60年代末,CAPP(計算機輔助工藝設(shè)計)的研究與開發(fā)就已開始。隨著近年對CAPP技術(shù)進行了大量的探討和研究,無論在深度和廣度上都取得了很大進展。但與CAD、CAM等計算機輔助技術(shù)的開發(fā)利用相比仍有很大差距,CAPP在應用方面仍是薄弱環(huán)節(jié)。這是由工藝設(shè)計問題的復雜性和特殊性所決定的;同時,也受CAPP發(fā)展的大背景和指導思想的影響。特別是壓力容器產(chǎn)品材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的多樣化,以及焊接工藝因素的復雜化,造成了焊接工藝設(shè)計的繁瑣和復雜。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及其在各領(lǐng)域應用的普及,CAPP在現(xiàn)代制造業(yè)中,具有重要的理論意義和廣泛迫切的實際需求。CAPP系統(tǒng)的應用不僅可以提高工藝規(guī)程設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量,縮短技術(shù)準備周期,還能讓工藝設(shè)計人員從繁瑣重復的工作中得到解脫,可以更多地將精力投入到工藝試驗和工藝攻關(guān)中。CAPP系統(tǒng)的應用可以使工藝設(shè)計保持一致性和規(guī)范化,有利于推進工藝設(shè)計的標準化,也為適應當前日趨信息化的現(xiàn)代制造業(yè)的需要和實現(xiàn)計算機集成創(chuàng)造了必要的技術(shù)條件。

2 CAPP系統(tǒng)的實施方案

上海電站輔機廠有限公司系上海電氣集團所屬的大型骨干企業(yè)。目前,為實現(xiàn)企業(yè)在國際化競爭中做大做強的發(fā)展目標,開始了企業(yè)內(nèi)部的一體化進程。為此,上海電氣集團統(tǒng)一推出并運行了SAP管理系統(tǒng),要以管理一體化為載體,全面提升整個企業(yè)的管理效率和運行效率。

基于這些設(shè)計環(huán)境,在考慮CAPP系統(tǒng)方案時,就需從全局出發(fā),在系統(tǒng)的規(guī)劃中要有高瞻性,要有統(tǒng)一主體框架,也要考慮基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性。這種信息數(shù)據(jù)整合方式是把集成作為一種全局活動的要素,因此,需要是一個開放式的、廣泛的策略,能對所有和集成相關(guān)的問題有所預見,分析存在的關(guān)聯(lián)性,提供指導并定義優(yōu)先權(quán)。確定方案時,整個集成系統(tǒng)應有一個統(tǒng)一的可擴展的結(jié)構(gòu),然后才關(guān)注現(xiàn)有應用,使集成系統(tǒng)具有良好的伸縮性。CAPP系統(tǒng)方案的定位,應基于SAP的整體方案下的工藝部門的信息化解決方案。

3 CAPP系統(tǒng)實施內(nèi)容

日趨激烈的市場競爭要求企業(yè)能不斷推出新產(chǎn)品,企業(yè)對客戶的要求必須做出快速的響應。與此同時,產(chǎn)品的技術(shù)要求越來越高,交貨期也越來越短,所有這一切對企業(yè)的技術(shù)能力、工藝能力是個嚴峻的挑戰(zhàn),手工編制工藝將無法適應殘酷的市場競爭,企業(yè)迫切需要建立工藝快速反應能力。計算機輔助技術(shù)能有效提高企業(yè)的技術(shù)能力,也是提高工藝設(shè)計效率的有效手段。同時,CAPP系統(tǒng)的實施,將進一步推動企業(yè)的信息化建設(shè)。

3.1 項目實施目標

根據(jù)電站制造企業(yè)工藝部門的信息化解決方案并結(jié)合SAP管理系統(tǒng)的要求,建立CAPP系統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺后需實施的目標為:

(1)創(chuàng)立工藝管理平臺,通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)工藝資源共享。把計算機技術(shù)運用到工藝處的日常工作中,大力提高工藝設(shè)計效率,并能充分利用整合后企業(yè)內(nèi)各類信息資源。

(2)建立工藝信息資源的快速查詢平臺。

(3)以工藝知識管理為最終目標,積累工藝數(shù)據(jù)、歸納標準工藝規(guī)程、沉淀具有核心競爭力的工藝技術(shù)。

(4)以工藝人員無須在兩個系統(tǒng)重復錄入工藝數(shù)據(jù)為目的,滿足SAP與CAPP系統(tǒng)對工藝數(shù)據(jù)的要求。

3.2 項目實施要求及平臺的建設(shè)

在著手進行CAPP系統(tǒng)方案的調(diào)研過程中,要清楚地認識到企業(yè)需要應用面廣、實用性強、集成性好的平臺型CAPP系統(tǒng)。應是一個以整個產(chǎn)品為應用對象,以產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)為中心的集工藝過程設(shè)計、工藝信息管理為一體的交互式計算機應用系統(tǒng)和開發(fā)平臺,通過提供功能通用、強大的編輯工具、工藝資源管理工具、計算工具、匯總工具、配置工具以及開發(fā)工具給予工藝人員最大的幫助,輔助工藝人員提高工藝設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量,逐步實現(xiàn)工藝設(shè)計及管理的自動化和信息化。

3.2.1 CAPP系統(tǒng)平臺的主要功能

CAPP工藝設(shè)計系統(tǒng)平臺能提供工藝設(shè)計時所需的常規(guī)工具,具備一些重要的功能特點。

(1)交互式工藝設(shè)計

系統(tǒng)的設(shè)計思路是基于任務(wù)樹完成對工藝文件的編制工作,而工藝文件基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來進行管理,是一個基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的集成應用平臺。CAPP采用交互方式生成工藝卡片,并利用適合本企業(yè)特點的工藝數(shù)據(jù)庫進行交互方式填充。

(2)權(quán)限管理系統(tǒng)

根據(jù)工藝處各專業(yè)組職責,定制相應的CAPP權(quán)限系統(tǒng),保障用戶工藝數(shù)據(jù)的安全。權(quán)限系統(tǒng)是整個CAPP系統(tǒng)的運行核心,權(quán)限系統(tǒng)設(shè)置是否合理直接影響工藝人員的日常工作和對工藝人員、工藝文件的管理以及工藝數(shù)據(jù)的安全性。

(3)卡片系統(tǒng)

使用的卡片格式種類,包括工藝處各專業(yè)使用的工藝文件及日常管理文件,包含常規(guī)產(chǎn)品和核電產(chǎn)品。

(4)企業(yè)通用資源庫

建立企業(yè)的工藝裝備、設(shè)備庫等通用資源庫。用戶可在現(xiàn)有庫的基礎(chǔ)上,不斷補充或修正數(shù)據(jù)庫中的資源內(nèi)容,以滿足用戶的設(shè)計需求。目前企業(yè)已經(jīng)建成包括鉆頭、刀具、圓環(huán)、卡板等多種企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫。

(5)定制各種匯總表

目前建成以產(chǎn)品樹節(jié)點、工藝過程卡為數(shù)據(jù)源的各類匯總表,用以滿足工藝設(shè)計的要求和本企業(yè)實際生產(chǎn)需要,包括材料定額消耗匯總、焊材定額消耗匯總、材料消耗工藝定額明細規(guī)格匯總、工藝裝備一覽表匯總等。

3.2.2 CAPP系統(tǒng)平臺定制開發(fā)程序

(1)零件清單創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹程序

將工藝處零件清單轉(zhuǎn)換為CAPP所識別的格式,并通過相關(guān)接口轉(zhuǎn)換為CAPP產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。工藝人員在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中添加各種相關(guān)的工藝文件,或利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的各種屬性和工藝文件內(nèi)容匯總出各類工藝文件。

(2)企業(yè)資源更新工具

由于需與SAP系統(tǒng)集成運行,CAPP中所使用的各種物料均來源于SAP,因此CAPP物料信息的更新極為重要。該工具可以通過自動和手動兩種方式運行,確保CAPP物料信息與SAP保持一致。

(3)企業(yè)資源及時提醒

企業(yè)實行資源統(tǒng)一管理,編碼繁多,因此對編碼所對應的物料信息及時查詢非常重要。該工具在鼠標移至編碼附近時,即可顯示相關(guān)物料信息。

(4)工時匯總程序

工藝處車間工時匯總表數(shù)據(jù)來源于工藝過程卡中的工時數(shù)據(jù),通過工藝處要求的匯總規(guī)則,匯總出指定產(chǎn)品的工時數(shù)據(jù),并可按照車間分類匯總。

(5)工程計算器

具有公式計算和公式管理器功能,提供材料定額計算和工時定額計算公式庫,用戶可自行擴充專用公式。系統(tǒng)按公式定義自動計算,計算結(jié)果自動填入工藝文件。

4 CAPP的集成應用

現(xiàn)在的CAPP用戶,對軟件的需求也不再只關(guān)注軟件對工藝設(shè)計本身的功能要求,而是站在企業(yè)信息化建設(shè)的高度,更加關(guān)注單個軟件系統(tǒng)的集成性、擴展性,通用性和靈活性。

4.1 集成要求

CAPP系統(tǒng)的建設(shè)將以電站集團和上輔正在實施的SAP系統(tǒng)對工藝數(shù)據(jù)的要求而建,通過滿足SAP與CAPP之間數(shù)據(jù)交互的業(yè)務(wù)流程和兩系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)的匹配等要點,達到本次項目集成的要求。

(1)CAPP系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)是SAP基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的源頭,將提供滿足SAP所要求的工藝路線和材料定額數(shù)據(jù)。

(2)建成后的CAPP系統(tǒng)是工藝技術(shù)設(shè)計的工作平臺,將全面實現(xiàn)工藝處工藝管理、工藝過程設(shè)計、材料定額、工時定額的工作,大力提高工作效率和質(zhì)量,最終沉淀和積累企業(yè)的核心技術(shù)。

4.2 業(yè)務(wù)流程

圖1 CAPP系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

信息系統(tǒng)集成的實質(zhì)是數(shù)據(jù)的集成整合,其業(yè)務(wù)流程見圖1所示。CAPP系統(tǒng)也是企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)制造之間的信息橋梁,承擔著上接設(shè)計數(shù)據(jù)、下傳工藝數(shù)據(jù)給SAP系統(tǒng)的重要任務(wù),成為企業(yè)信息化數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié),提供給SAP系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)是否及時、準確,將直接影響到整個SAP系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。

在系統(tǒng)集成要求的基礎(chǔ)上,與各方達成共識,制定合理有效的CAPP-SAP集成設(shè)計方案?？傮w上采用靈活、有效的數(shù)據(jù)級集成的方案。因為兩個系統(tǒng)偏重的對象及工作模式不同,數(shù)據(jù)級集成可以使兩系統(tǒng)相對獨立,不相互限制,同時又能滿足數(shù)據(jù)集成共享的要求。

系統(tǒng)集成后,可避免業(yè)務(wù)人員在CAPP和SAP兩套系統(tǒng)中重復錄入數(shù)據(jù),提高工作效率,實現(xiàn)CAPP產(chǎn)生的產(chǎn)品材料定額(工藝BOM)、工藝路線數(shù)據(jù)向SAP系統(tǒng)的流轉(zhuǎn),達到了系統(tǒng)集成后的目的。

4.3 SAP/CAPP接口表開發(fā)

系統(tǒng)集成總的原則是:基礎(chǔ)物料庫由SAP統(tǒng)一維護、管理,CAPP系統(tǒng)只對物料數(shù)據(jù)進行查詢和利用;工藝BOM 、工藝路線的唯一數(shù)據(jù)源在CAPP,由CAPP完成這些工藝數(shù)據(jù)向SAP的流轉(zhuǎn)。

4.4 接口表的具體實施

(1)建立產(chǎn)品工藝路線接口表、產(chǎn)品材料定額接口表、CAPP物料主數(shù)據(jù)接口表。

(2)利用SAP的 RFC功能將產(chǎn)品工藝路線接口表數(shù)據(jù)直接保存到SAP系統(tǒng)。

(3)利用SAP的 RFC功能將產(chǎn)品材料定額接口表數(shù)據(jù)直接保存到SAP系統(tǒng)中。

(4)將設(shè)計部門的物料主數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),同步保存到CAPP物料主數(shù)據(jù)接口表中。

(5)物料主數(shù)據(jù)的同步可采用定時自動同步和手動即時同步兩種方式。

(6)產(chǎn)品工藝路線接口表數(shù)據(jù)、產(chǎn)品材料定額接口表數(shù)據(jù)向SAP系統(tǒng)的提交,也可采用定時自動提交和手動即時提交兩種方式。提交結(jié)果信息反饋給CAPP系統(tǒng)。

5 結(jié)束語

CAPP系統(tǒng)的成功實施,為企業(yè)創(chuàng)立了工藝管理平臺,通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)工藝技術(shù)資源的共享。將計算機技術(shù)運用到工藝制訂的日常工作中,提高了工藝設(shè)計人員的工作效率,也充分利用了整合后企業(yè)內(nèi)的各類資源。通過設(shè)計清單數(shù)據(jù)處理及SAP系統(tǒng)與CAPP接口的實施工作,打通了工藝與設(shè)計、SAP的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)通道,為企業(yè)整體的信息化建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

[1]府大興.CAPP的發(fā)展狀況及趨勢[J].電子機械工程.2000.

[2]吳相石,李曉林.現(xiàn)代CAPP技術(shù)與發(fā)展趨勢[J].鍋爐制造.2003.

[3]張振明.現(xiàn)代CAPP的應用與發(fā)展趨勢[J].CAD/CAM 與制造業(yè)信息化.2004.