隨著信息技術的發展和市場全球化的形成,制造業市場競爭日趨激烈,產品需求呈現出多樣化、個性化趨勢,從而使產品需求從少品種、大批量朝著多品種、小批量方向發展,因此要求企業具有快速響應市場及敏捷制造的能力。計算機輔助工藝設計(Computer Aided Process Planning,CAPP)作為連接產品設計CAD與制造CAM的橋梁,以及連接產品設計與生產管理(MRPII、PDM、ERP)的重要紐帶,是敏捷制造的一個關鍵環節。
在制造活動全球化的新形勢下,CAPP系統正在向集成化、智能化、網絡化、協同化的方向快速發展。面向先進制造模式的CAPP系統研究己成為當前CAPP系統領域的研究重點和熱點之一。因此,進行基于Web的CAPP技術及其發展研究,具有非常重要的理論和實際意義。
1 CAPP的發展概況
CAPP是應用計算機輔助制定工藝規劃,它改變傳統的工藝過程手工設計方法,是實現生產準備工作自動化的有效途徑。CAPP是CAD/CAM技術集成的橋梁和關鍵,同時也是計算機集成制造領域中的重要方向及企業信息化建設的關鍵環節。
為了適應企業進入新經濟時代,解決縮短產品開發時間T(Time),改善質量Q(Quality),降低成本C(Cost)以及完善服務S(Service)問題,CAPP不是簡單的在卡片填寫方式上用計算機代替手工,它要能夠優化工藝設計,提高工藝設計標準化水平,并且標準化不僅僅是文件格式的標準化,還應包括內容的標準化,同時,CAPP系統不但可以優化工藝設計,還會對企業的信息化提供堅實的基礎。
隨著計算機集成制造CIM、并行工程CE、智能制造IM、虛擬制造VM、敏捷制造AM、精益生產LP、及時生產AP等新技術、新概念的不斷出現和發展,未來CAPP將會逐步地從單一的CAPP系統向集成化、工具化、智能化、網絡化方向發展,向著CAD/CAPP/CAM的集成化以及基于企業信息集成化(如:基于ERP的CAPP,基于PDM的CAPP)的方向發展。
2 基于Web的CAPP系統研究現狀分析
2.1 基于Web的CAPP系統開發的必要性
當今,隨著計算機和現代網絡技術的高速發展和快速應用,使網絡深入到社會生活的各個方面。而網絡化環境下的制造也已成為制造行業的新趨勢,企業要想在競爭中立于不敗之地,就有必要充分利用網絡技術來提高自身的市場競爭力。
目前,國內外CAPP研究已取得了一定的成果,但已開發成功或正在開發的CAPP系統大多是單機版的CAPP系統,而隨著當今網絡化的迅速發展及綠色環保無紙化的辦公化,可以預見,基于Web網絡化環境下的CAPP系統必將成為未來CAPP發展的重要模式和研究熱點。
2.2 基于Web的CAPP技術研究概況
從目前資料來看,基于Web的CAPP研究才剛剛起步,國內外在這方面的研究取得明顯成果的尚不多見,國內目前在這方面開展研究已有不少成果。
1)基于Web的智能化CAPP工藝設計系統。是在Internet/Intranet環境下,利用Web服務器提供的功能,使CAPP系統具有自學習、自適應功能,與企業信息化工程相適配。
2)基于Web的模具制造CAPP工藝設計系統。可以實現模具企業信息化管理,由客戶端和服務端兩部分組成,通過客戶端圖形界面為用戶提供公益設計導航,設計資料查詢及BOM數創建等工具;同時,通過服務端為客戶端提供服務代理功能,完成業務邏輯處理和對數據庫中數據的讀寫操作、傳輸控制等功能。
3)基于Web方式的PDM平臺上開發的CAPP工藝設計系統。其整體架構是一個將產品、工廠、工藝和資源通過相互指定關系而構成的一個關系模型,四者之間相互關聯,共同在PDM網絡信息平臺上進行協調設計與管理,保證了數據的統一,產品數據從設計定義到最終投放生產順暢運行。
但總體來說,基于Web的CAPP研究與開發還處于起步及發展階段,還有很多問題尚待探討。
2.3 基于Web的CAPP技術實施中存在的問題
CAPP技術的發展必須符合企業及企業信息化工程的需要,雖然當前基于Web的CAPP系統已進行了初步的嘗試和應用,但很大程度上還不能滿足企業當前和未來發展的要求。
1)基于Web的CAPP系統的應用范圍過于偏窄。目前絕大多數企業CAPP的應用集中在機械加工工藝的設計,只是以零組件為主題對象的局部應用,缺乏以整個產品為對象的全生命周期應用,從而無法實現產品工藝設計與管理的一體化,真正建立企業級的工藝信息系統。
2)基于Web的CAPP基礎性技術和方法有待進一步深入研究。工藝過程設計是典型的復雜問題,包含了分析、選擇、規劃、優化等不同性質的各種功能的要求,所涉及的范圍十分廣泛,用到的信息量相當龐大,又與具體的生產環境和個人經驗水平密切相關。而長期以來,CAPP的研究與開發者常常忽視對工藝設計問題所涉及的通用基礎性技術、方法和數據的研究和探索,致使不少新概念、新方法、新技術的采用缺乏良好的理論應用基礎和系統化基礎。
3)基于Web的CAPP系統的服務端數據傳輸安全問題。基于Web的工藝過程設計所涉及的數據傳輸都是基于網絡來實現的,而工藝數據和技術參數是一個公司的核心機密文件,以及當今社會網絡的多元化,所以,網絡化的服務端一客戶端之間數據傳輸至關重要。
諸如上述問題,在進行基于Web的CAPP開發設計時必須加以認真考慮。
3 基于Web的CAPP系統的發展趨勢
目前基于Web的商品化CAD/CAPP/CAM集成系統主要是基于Web網絡平臺,在現有CAD軟件上開發具有制造特征功能的軟件,使設計信息及工藝信息可為CAPP直接使用。但隨著當今社會的進步與發展,基于Web的CAPP系統將朝著知識化、智能化、柔性化、網絡化、定量化、參數化、綠色化的方向發展。
4 結束語
通過上述對基于Web的CAPP技術的分析與展望可知,網絡化環境下的CAPP系統是運行于Internet/Intranet的應用系統,身處各地的工藝設計人員可以隨時隨地的通過網絡頻繁地交換數據或文件,保證了數據或文件的統一性和一致性,以及工藝會簽的電子文件流程化。但是,網絡共享的這些數據或文件是合作企業內部的、具有高度保密性的,因此,系統必須保證文件在網絡上傳輸的安全性。總之,網絡化環境下的Web-CAPP系統的研究和完全實現將是一個循序漸進的過程,需要在前進中不斷摸索,進行理論上的研究和應用上的創新與開發,以及對于先進制造模式下制造技術的研究和發展也必將起到極大的推動作用。
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本文標題:基于Web的CAPP技術及其發展的探討