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結(jié)合汽車制造行業(yè)的工藝信息化需求，通過cappframework工藝信息化平臺，建立支持汽車制造行業(yè)工藝系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理、全過程全方位的工藝信息管理、簡化系統(tǒng)的部署與應(yīng)用、滿足企業(yè)持續(xù)發(fā)展的工藝信息化平臺。這不僅滿足汽車制造行業(yè)工藝信息化目前的迫切需求，也時有助于大力推進離散制造行業(yè)工藝信息化，增強企業(yè)的核心競爭力。 目前，由于wto產(chǎn)業(yè)保護期結(jié)束的日子臨近，國內(nèi)汽車市場的國際化的進程加快，以及國外汽車巨頭紛紛登陸中國等因素影響，國內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)面臨著更為激烈市場競爭。急需通過信息化手段改善內(nèi)部的經(jīng)營管理水平，進一步降低成本和提高質(zhì)量，并結(jié)合國內(nèi)企業(yè)的實際情況，實現(xiàn)企業(yè)信息化以適應(yīng)瞬息萬變的市場動態(tài)和競爭環(huán)境。 計算機輔助工藝設(shè)計（computeraidedprocessplanning，capp）是聯(lián)系產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品生產(chǎn)的重要紐帶，在汽車制造企業(yè)中，工藝設(shè)計是重要的生產(chǎn)準備工作之一，因此工藝信息化也是企業(yè)信息化中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。capp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，而且可以保證工藝設(shè)計的一致性、規(guī)范化，有利于推進工藝的
先選擇幾何模型的主特征，并以其作為整個模型的父特征，其余特征依次從特征庫中選取并附加到主特征上，形成模型的基本形狀；然后對各特征的可變尺寸根據(jù)設(shè)計要求進行修改，完成零件的幾何模型的建立；最后，實現(xiàn)非幾何特征的附加。方法是：1)用鼠標選取定制菜單中“添加非幾何特征”項，彈出設(shè)置對話框并將其固定在桌面上；2)依次用鼠標選取幾何特征，使它的相關(guān)指針項指向?qū)υ捒颍?)對對話框中各項參數(shù)進行賦值，這個過程也即對選中特征相關(guān)參數(shù)的賦值。至此，零件的建模工作結(jié)束，將所有的設(shè)置以文件的方式存放在指定位置，作為 capp部分的輸入?yún)?shù)。 2.2 工藝處理模塊及加工仿真 cam （computer aided manufacturing,計算機輔助制造）的核心是計算機數(shù)值控制（簡稱數(shù)控），是將計算機應(yīng)用于制造生產(chǎn)過程的過程或系統(tǒng)。1952年美國麻省理工學(xué)院首先研制成數(shù)控銑床。數(shù)控的特征是由編碼在穿孔紙帶上的程序指令來控制機床。此后發(fā)展了一系列的數(shù)控機床，包括稱為"加工中心"的多功能機床，能從刀庫中自動換刀和自動轉(zhuǎn)換工作位置，能連續(xù)完成銳、鉆、餃、攻絲等多道工序，這些都是通過程序指令控制運作的，只要改變程序
cad/cam系統(tǒng)集成實際上是指設(shè)計與制造過程中的cad、capp和cam三個環(huán)節(jié)的軟件集成。本文基于pro/nc，在pdm平臺上對cad/capp/cam的集成進行了研究，給出了集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架和關(guān)鍵集成技術(shù)，在一定程度上簡化了形成刀位加工文件時所需要的繁瑣的人機交互操作。 1 前言 通常所說的cad/cam系統(tǒng)集成實際上是指設(shè)計與制造過程中的cad、capp和cam三個環(huán)節(jié)的軟件集成。在cad/capp/cam集成過程中，capp是連接cad與cam的橋梁和紐帶。目前，許多著名的cad/cam商品軟件，如pro/engineer、i-deas、ug、euclid等在幾何造型、分析計算和數(shù)據(jù)管理等有很強的功能，也具備nc編程的功能，但是在capp方面，這些cad/cam軟件需要nc編程人員根據(jù)cad圖形進行繁瑣的人機交互操作，選擇零件的加工方法、加工對象、刀具參數(shù)、切削用量和確定加工順序等，才能形成零件加工的刀位文件，最后轉(zhuǎn)換成nc程序。因此，研究和實現(xiàn)cad/capp/cam的集成對于簡化人機交互操作具有十分重要的意義。 2 基于pdm的cad/capp/cam集成開發(fā)
用領(lǐng)域擴展。目前每年舉行3次由世界范圍內(nèi)200多名產(chǎn)品數(shù)據(jù)專家參加的step修定會，負責step的創(chuàng)建、維護和擴展工作。 step標準為制造信息集成與共享提供一種方法和工具。因而，為了實現(xiàn)動態(tài)聯(lián)盟各盟員間信息的集成與共享，須采用step標準的建模方法進行系統(tǒng)信息的分析，并用express表達最終的信息模型。 當前，常用的cad軟件都支持step標準應(yīng)用協(xié)議(如ap203、ap214)的子集，從而為cad系統(tǒng)之間的產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享提供了基礎(chǔ)。cad下游的各專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，包括cam、cae、capp等，也可以step中性文件為基礎(chǔ)，實現(xiàn)與cad的系統(tǒng)集成。同時，step中性文件還為產(chǎn)品數(shù)據(jù)在不同版本的cax系統(tǒng)之間的繼承提供了可能，使產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計具有延續(xù)性。 3 step在制造領(lǐng)域的延伸——step-nc 3.1 step-nc概況 由于cnc所使用的g代碼本身所具有局限性和缺點，并且和cad／capp／cam所使用的數(shù)據(jù)格式標準(step)的不兼容性，使數(shù)控系統(tǒng)己經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化制造業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展的需要，迫切需要一種新的編程接口，來取代g代碼，使cad／capp
展，即將各類元器件、布線、介質(zhì)以及各種通用比芯片和專用ic芯片甚至射頻和光電器件都集成在一個電子封裝系統(tǒng)里，這可以通過單級集成組件(slim)、三維(簡稱3d)封裝技術(shù)(過去的電子封裝系統(tǒng)都是限于xy平面二維電子封裝)而實現(xiàn)，或者向晶圓級封裝(wlp)技術(shù)發(fā)展。封裝cad技術(shù)也進入高度一體化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的新時期。新階段的一體化概念不同于20世紀90年代初提出的一體化。此時的一體化已經(jīng)不僅僅是將各種不同的cad工具集成起來，而且還要將cad與cam(計算機輔助制造)、cae(計算機輔助工程)、capp(計算機輔助工藝過程)、pdm(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、erp(企業(yè)資源計劃管理)等系統(tǒng)集成起來。這些系統(tǒng)如果相互獨立，很難發(fā)揮企業(yè)的整體效益。系統(tǒng)集成的核心問題是數(shù)據(jù)的共享問題。系統(tǒng)必須保證數(shù)據(jù)有效、完整、惟一而且能及時更新。即使是cad系統(tǒng)內(nèi)部，各個部分共享數(shù)據(jù)也是一體化的核心問題。要解決這個問題，需要將數(shù)據(jù)格式標準化。目前有很多分析軟件可以直接輸入cad的sat格式數(shù)據(jù)[36]。當前，數(shù)據(jù)共享問題仍然是研究的一個熱點。智能cad是cad發(fā)展的必然方向。智能設(shè)計(intelligent design
結(jié)合汽車制造行業(yè)的工藝信息化需求，通過CAPPFramework工藝信息化平臺，建立支持汽車制造行業(yè)工藝系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理、全過程全方位的工藝信息管理、簡化系統(tǒng)的部署與應(yīng)用、滿足企業(yè)持續(xù)發(fā)展的工藝信息化平臺。這不僅滿足汽車制造行業(yè)工藝信息化目前的...
工藝控制過程或管理工作。 計算機輔助制造系統(tǒng)的組成可以分為硬件和軟件兩方面：硬件方面有數(shù)控機床、加工中心、輸送裝置、裝卸裝置、存儲裝置、檢測裝置、計算機等，軟件方面有數(shù)據(jù)庫、計算機輔助工藝過程設(shè)計、計算機輔助數(shù)控程序編制、計算機輔助工裝設(shè)計、計算機輔助作業(yè)計劃編制與調(diào)度、計算機輔助質(zhì)量控制等。 到目前為止，計算機輔助制造（cam，computer aided manufacturing）有狹義和廣義的兩個概念。cam的狹義概念指的是從產(chǎn)品設(shè)計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準備活動，它包括capp、nc編程、工時定額的計算、生產(chǎn)計劃的制訂、資源需求計劃的制訂等。這是最初cam系統(tǒng)的狹義概念。到今天，cam的狹義概念甚至更進一步縮小為nc編程的同義詞。capp已被作為一個專門的子系統(tǒng)，而工時定額的計算、生產(chǎn)計劃的制訂、資源需求計劃的制訂則劃分給mrpⅱ/erp系統(tǒng)來完成。cam的廣義概念包括的內(nèi)容則多得多，除了上述cam狹義定義所包含的所有內(nèi)容外，它還包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程（加工、裝配、檢驗、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是機床的控制部分，它根據(jù)輸
關(guān)行業(yè)的企業(yè)就pdm實施的案例做個介紹，因為這家企業(yè)具有很強的行業(yè)典型性特點和一定的國有大中企業(yè)特點，希望通過這個案例能給那些想實施的企業(yè)提供一些有益的幫助。 長城開關(guān)廠是國內(nèi)輸變電設(shè)備行業(yè)開關(guān)制造專業(yè)的重要骨干企業(yè)。主導(dǎo)產(chǎn)品主要有：中高壓成套控制設(shè)備、真空斷路器、中低壓電器元件、母線槽等。企業(yè)已通過iso9000質(zhì)量體系認證，建有規(guī)范的管理體系。隨著當今信息技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)敏銳地意識到：沒有掌握好信息技術(shù)，將很難在市場上站到有利位置。所以該企業(yè)從八十年代就開始著手cad/capp項目，陸續(xù)購買了一些軟件，也取得了良好的經(jīng)濟效益。但隨著產(chǎn)品的多樣化、客戶對產(chǎn)品的要求特殊化及交貨時間越來越緊迫，市場競爭日趨激烈;另一方面，隨著企業(yè)的不斷發(fā)展壯大，企業(yè)的圖紙、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、資源以及經(jīng)驗不斷增加和豐富，單靠原來簡單的、處于"甩圖板"水平的cad以及車間級的手工信息管理模式已經(jīng)越來越難于滿足市場和現(xiàn)代管理的需求，因此，急需要實施企業(yè)級的集成化的pdm(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)系統(tǒng)。于是，長開廠開始著手實施企業(yè)信息化的準備工作，經(jīng)過近一年的選型調(diào)研與分析，最后決定選用北京清華
和自動化程度高等優(yōu)點，但投資風(fēng)險大、見效慢、可靠性較差。相對于fms，dnc(direct numerical control or distributed numerical contro1)是投資小、見效快、并具有較好柔性的集成制造系統(tǒng)，隨著計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的發(fā)展，dnc的內(nèi)涵和功能也在不斷擴大。目前的dnc系統(tǒng)已具備制造數(shù)據(jù)傳送(nc程序上傳、nc程序校正文件下傳、刀具指令下傳等)、狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理(機床狀態(tài)、刀具信息等)、刀具管理、生產(chǎn)調(diào)度與監(jiān)控、單元控制和cad／capp／cam接口等功能。在過去的研究中，dnc集成制造系統(tǒng)多采用串行或局域網(wǎng)的通信方式來實現(xiàn)，串行通信方式簡單但可靠性差、效率低，而局域網(wǎng)通信方式通信協(xié)議復(fù)雜很難滿足dnc系統(tǒng)對實時性的要求，因而更適合于dnc系統(tǒng)與上層控制計算機之間的通信。 2 基于can總線的dnc集成制造系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)與上層控制計算機的集成方法是dnc中最關(guān)鍵的技術(shù)，其通信方式取決于數(shù)控系統(tǒng)的通信接口和通信協(xié)議。因國外生產(chǎn)環(huán)境比較好，且數(shù)控系統(tǒng)大都采用帶dnc通信接口的高檔數(shù)控系統(tǒng)，所以國外已出現(xiàn)一些dnc
理類如產(chǎn)品全生命周期管理軟件（plm）也日益被制造業(yè)企業(yè)重視和應(yīng)用，目前，汽車、工程機械、航空/航天、電子、家電、國防軍工、裝備行業(yè)是plm應(yīng)用的主要領(lǐng)域，而快速消費品、制藥、鋼鐵等流程制造行業(yè)正成為plm應(yīng)用的新興市場。以每年500萬套設(shè)計軟件的使用量來估算，未來將成就500億元的大市場。有著更加緊迫的使命感和巨大的發(fā)展空間，各路企業(yè)開始在這一領(lǐng)域展開競爭。 工業(yè)軟件概念延伸 工業(yè)軟件指專門為工業(yè)部門使用的軟件，主要分為嵌入式軟件和管理類軟件。在管理類中，有cad、cam、cae、capp等cax工具系列，plm\pdm等管理系列。隨著應(yīng)用的發(fā)展，這些產(chǎn)品和解決方案相互融合。以plm為例，他曾經(jīng)只是圖紙管理工具，現(xiàn)在它涵蓋了工業(yè)產(chǎn)品流程過程所有的數(shù)字化產(chǎn)品，包括mcad，ecad和嵌入式軟件，它管理著全部工程bom（物流清單），知曉所有這些物料清單的配置方法，并了解那些ebom如何轉(zhuǎn)換為制造bom和服務(wù)bom。plm的產(chǎn)品將用于設(shè)計戰(zhàn)略、供應(yīng)鏈戰(zhàn)略、生產(chǎn)戰(zhàn)略、服務(wù)戰(zhàn)略、可靠性戰(zhàn)略以及綠色/環(huán)保戰(zhàn)略，它對所有關(guān)鍵產(chǎn)品的必備條件進行管理和驗證。 對于傳統(tǒng)的工業(yè)軟件產(chǎn)品，企業(yè)也在
根據(jù)2003年的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：制造企業(yè)每百人計算機擁有量已達18.7臺，計算機聯(lián)網(wǎng)率達68。4%，但是計算機技術(shù)僅僅是實現(xiàn)信息化發(fā)展的一種手段和工具。在生產(chǎn)制造中，唯有科學(xué)的流程管理才能帶來效率的提升。 信息化管理軟件：erp在中國制造業(yè)無疑是一股風(fēng)潮，隨著國外幾大管理軟件巨頭：sap、oracle、微軟的影響，國內(nèi)知名管理軟件企業(yè)：用友、金蝶等的推動，幾乎是短短的幾年時間，制造企業(yè)應(yīng)用管理軟件市場空前膨脹，2005年中國制造業(yè)erp軟件市場為27.85億人民幣。同類型的軟件還有：cad、capp、cae、cam、mes、pdm、plm、mes、oa、scm、crm等等。越來越多的企業(yè)已經(jīng)認識到管理信息化的重要性，與此同時，大家也注意到，單純的軟件產(chǎn)品針對制造業(yè)生產(chǎn)過程的管理接近理想的狀態(tài)，由于缺乏實時、精確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)源，erp系統(tǒng)的強大功能無法從真正意義上實現(xiàn)，反而造成了其他管理部門工作量增加，帶來了新的浪費，制造業(yè)信息化重新回歸到生產(chǎn)制造本身，精益制造的概念應(yīng)運而生。 精益制造：近年來市場對制造業(yè)的要求逐漸苛刻，最高的產(chǎn)品規(guī)范、最低的成本、最快的上市時間和最佳的產(chǎn)品質(zhì)量等給制造
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