探索CAPP应用给航空制造企业带来的优势和机遇

1 需求生产背景

       在航空制造企业中，其主要生产模式具有批量小、单件组织生产、产品周期短而急等特点。这就要求企业必须根据不同的用户需求，从产品设计、工艺准备、生产制造方面订做适宜的产品设计及工艺方案。所以此类企业往往面临合同履行率不高，常有延时交付和催单等情况。在技术准备不充分的前提下，产品设计更改频繁、工艺设计周期过长已经成为此类企业发展瓶颈。传统企业的工艺设计模式是，工艺部门根据设计部门提供设计图纸、零件材料等资料进行工艺设计，在这过程中，有许多重复和统计工作要做，大量占用工艺人员的有效工作时间，同时也浪费了人力资源成本。如何把工艺人员解放出来，提高其工作效率成为企业亟待解决的问题。这也就是为什么要在工艺设计环节探索开发CAPP应用技术。

2 CAPP定义及作用

       CAPP（Computer Aided Process Planning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。

       CAPP的作用是利用计算机来进行零件加工工艺过程的制订，把毛坯加工成设计图纸上所要求的零件。它是通过向计算机输入被加工零件的常规几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、牌号、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。

3 企业引进CAPP系统的必要性

       工艺设计是优化配置工艺资源，是生产准备工作的第一步，也是连接产品设计与产品制造的桥梁。工艺文件是进行工装制造和零件加工的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响，因此是生产中的关键性环节。工艺设计的主要任务是针对图样信息及特征选择合理的加工方式、加工顺序、工艺参数、设备工具，按设计要求生产出尺寸合格的成品零件。

       工艺设计处于产品设计和加工制造的接口处，必须分析和处理大量特征信息，既要考虑设计图样上有关零件结构形状、尺寸公差、材料及批量等方面的信息，又要了解加工制造中有关加工方法、加工设备、生产条件、加工成本及时间定额，甚至加工习惯等方面的信息。

       由于各种信息之间的关系极为复杂并交互影响，工艺设计时必须全面地对这些信息加以分析和处理。传统的工艺设计都是由人工进行的，不可避免会造成以下几个缺陷：

       3.1 对人员专业技能要求高

       传统工艺文件的合理性、可操作性以及编制周期主要取决于工艺人员的经验和熟练程度。人为因素波动大、技能水平决定编制效率和质量。

       3.2 工作量大，效率低下

       传统工艺文件一般包含：设计工艺过程；填写工艺卡片、绘制工序草图；校对；审核；晒图；装订成册。另外，工艺人员还要进行大量的工装、设备、目录汇总工作，重复性的工作多，效率低下。

       3.3 数据准确性低，易出错

       工艺设计需要处理图形信息、数据信息，并产生大量的工艺文件和工艺数据；传统的设计方式需要人工处理图形及数据信息，由于数据繁多且分散，因此处理时易出错，准确性低。

       传统的工艺设计方式已经严重地阻碍了设计生产效率的提高，计算机辅助工艺过程设计（CAPP）的基本原理正是基于人工设计的过程及需要解决的问题而提出的。为了改善传统工艺设计的弊端，计算机辅助工艺过程设计（CAPP）的应用对于航空制造业的工艺管理具有现实意义。

4 效果与优势

       4.1 彻底改变传统工作方式，提高工作质量和工作效率

       CAPP系统以“产品零件目录清单”作为信息输入源头，“工艺过程卡”中填写基本信息，包含材料牌号、毛坯尺寸、所涉及工种、工序内容、工装设备等内容，然后系统即可根据产品的特点，自动统计生成“工艺路线”。同时如“材料定额表”、“外购件明清单”、“借用工艺清单”、“工艺装备清单”、“工艺规程目录”等统计性文件，也可以由系统抓取数据自动生成清单，大幅减少人员的工作重复性，提高工作效率4-5倍。

       4.2 工艺文件更规范化、标准化、通用化

       当工艺设计运用涉及到“通用件”、“标准件”等常用零部件以及生产设备、工艺装备等工艺资源时，可以通过设计权限的方式，单独开放由专员负责进行维护，普通技术人员及操作人员只能选用调用。这可以有效保证工艺文件修订的规范化、标准化、通用化，具有一定的防错功能。

       4.3 系统适应面广，扩充性强

       对于各种加工工艺方法如切削工艺、冲压工艺、焊接工艺、热处理工艺、喷漆工艺等，CAPP系统都适用，只需前期在系统中增加多种工艺模板，修改适合本企业实际情况的工艺文件即可，具有不断扩充性能和发展性，适应企业的发展。

       4.4 提供方便对接，通用性强

       CAPP系统可以根据企业的需求，对接上游的PDM和ERP系统的产品和物料信息，下游能够为现场的MES系统提供工艺数据，实现产品结构树的逻辑梳理，方便管理人员、设计人员、工艺人员及操作人员的调用和使用，适用性和通用性强。