計算機輔助工藝規劃在敏捷制造活動中的要義分析
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摘 要：計算機輔助工藝主要是在計算機輔助設計和計算機輔助制造的基礎上，借助計算機圖形學、工程數據庫以及專家系統等計算機技術的信息優勢進行快速、精確的工藝設計。本文主要闡述計算機輔助工藝規劃的關鍵模塊、相關模塊及具體運行方式，為計算機輔助工藝規劃在敏捷制造活動中的具體使用提供參考。
關鍵詞：計算機輔助工藝規劃;敏捷制造;構成模塊
中圖分類號：TP391.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）02-0008-02
Analysis on the Essentials of Computer-aided Process Planning in Agile Manufacturing
Abstract： Computer aided technology is mainly based on computer-aided design and computer-aided manufacturing， and uses computer graphics， engineering databases， and expert systems to carry out rapid and accurate process design. This paper mainly expounded the key modules， related modules and specific operation modes of computer-aided process planning， and provided reference for the specific use of computer-aided process planning in agile manufacturing activities.
Keywords： computer aided process planning;agile manufacturing;component module
敏捷制造的主要特點是快速響應，主要借助相應管理活動滿足具體用戶需要，并以此快速進行相關產品的制造活動。相關產品的具體制造過程主要是產品制造信息和企業服務信息的整合。敏捷制造系統屬于共享信息系統，主要是使用隨意排列組合的工藝設備和柔性化、模塊化的方法輔以海量數據的系統。此系統的快速重構功能可優化資源利用率。因此，本文重點通過計算機輔助設計優化相關產品設計和生產過程技術。
1 CAPP概述
CAPP即計算機輔助工藝規劃，是在計算機系統中輸入需要加工零件的初始數據、加工條件及加工要求，待計算機接收相應數據后自動對數據進行編程，編程完畢后輸出系統優化后的工藝規程卡片。CAPP主要借助計算機技術分析相關產品原材料組成，并對其加工工藝和方法進行最優組合。換言之，計算機輔助工藝主要以CAD和CAM為基礎，規范產品制造的整個技術過程[1]。
2 CAPP的輸出構成
計算機輔助工藝規劃主要是按照具體工藝目標和產品結構類型輸出具體產品加工工藝數據與具體的加工過程。CAPP的輸出結構類型包括工藝流程卡、工序卡、工步卡以及工序圖等與傳統工藝輸出類似的格式，還包括借助數據原理編輯、整理、修改以及組合文件數據庫原有資源形成的新工藝規劃。這是計算機工藝規劃的工作，也是CAPP最核心的輸出方法。在CAPP中引入云計算理論，進一步擴大了發展空間，可借助數據計算平臺完成數據庫的讀取和分析。此外，可借助預設軟件對其內部進行優化設計，甚至可以直接做好最終產品。如果按照具體設計對象和生成方式進行劃分，工藝過程設計系統存在3種系統模式。這3種模式是圍繞有標準的檢索式工藝過程設計系統和產品加工過程的相似性開展的，基本是在原有零件的加工工藝的基礎上檢索和編輯，以生成新零件的工藝加工和過程設計。此外，3種模式中包括在原有零件的加工工藝的基礎上發展的創成式工藝過程設計系統。3種模式彼此滲透，互相融合，層層遞進，是CAPP編程人員未來研究的大方向。
3 CAPP的基本組成模塊
CAPP設計系統的工作須借助計算機技術完成。它主要按照計算機輔助工藝系統基本工作原理，綜合考慮產品對象、規模大小等。通常，此系統是由若干基本工作模塊組成。本文簡要介紹4個關鍵模塊，即數據輸入和檢索控制模塊、設計決策模塊、工藝驗證決策模塊以及輸出模塊[2]。
第一，數據輸入和檢索控制模塊。數據輸入和檢索控制模塊收集數據庫中的產品信息和加工設計信息，借助人機交互窗口和控制模塊的協調運行，分析和選擇所獲取的相關數據，然后采集、比較系統全面的產品信息和加工設計信息。
第二，設計決策模塊。此模塊是在產品信息收集的基礎上進行相應的工藝規劃，主要涉及加工工藝流程的決策、產生工藝過程卡、工序決策模塊生成工序卡、計算工序間尺寸和生成工序圖等內容。
第三，工藝驗證決策模塊。計算機輔助工藝規劃的優勢是具有強大的數據讀取和分析能力。工藝驗證決策模塊是模擬具體加工過程，以確保工藝正確性，有效提高工作效率，避免人力、物力的浪費。此模塊的運行主要是在云計算和加工動態仿真系統的基礎上開展的，是評估CAPP設計系統完善程度的重要指標。
第四，輸出模塊。該模塊主要是輸出各類工藝文件，不僅包括工藝文件庫內部工藝流程卡、工序卡、工步卡及工序圖等，還包括使用編輯工具對現有工藝文件進行修改得到所需的工藝文件中的過程軟件和運行記錄文檔。
4 CAPP產品輸出模型
CAPP是產品工藝管理活動運行方式中的一種，最終目標是找出最好的產品工藝流程和加工方法，核心內容是產品毛坯的選擇和毛坯圖生成。此外，CAPP在通用機床、刀具、夾具及量具等選擇方面有一定作用。計算機輔助工藝規劃的輸出步驟互相銜接，主要是輸入產品圖紙信息、擬定工藝路線和工序內容、確定加工設備和工藝裝備、計算工藝參數以及輸出工藝文件。借助成組技術，將尺寸、形狀及工藝流程相似的產品零件組成相應的零件族，并按零件族確定具體產品的制定工藝，實現了快速批量生產，直接淘汰了部分劣質產品，提高了多品種、小批量生產企業的經濟效益[3]。
5 結語
隨著CAD和CAM技術的日漸完善，CAPP日趨成熟，極大地推動了產品的工藝管理集約化和智能化發展。國內企業按照企業工藝發展的特征，對CAPP的具體應用進行持續更新與完善，并與自動化調度系統集成擴增了CAPP的內容，為系統結構的研究和工具系統的開發增添了活力。
參考文獻：
[1]趙眾，馮曉東，孫康.集散控制系統原理及其應用[M].北京：電子工業出版社，2012.
[2]王威立，栗文雁.高精度伺服控制系統[M].北京：知識產權出版社，2016.
[3]孟小峰.大數據管理：概念、技術與挑戰[J].計算機研究與發展，2013（1）：146-169.
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