制造企业工艺准备现状

    1.2国内外研究现状

    工艺准备研究中的一个十分重要的系统是CAPP系统，它是适应多变的市场环境和需求多样化发展起来的一门机械制造企业的应用系统。世界上第一个CAPP系统诞生于20世纪60年代末，是由挪威工业公司开发的AUTO OPROS系统。目前国内外对CAPP的深入研究已经进行了30多年，许多大学、科研机构以及企业推出了多种CAPP软件(国外的如日本日立制作所的HTMTCS工艺设计系统，美国的Miplan系统，国际机械制造研究会(CIRP)的CAPP系统等，国内的如西北工业大学CAPP制造工程软件研究所CAPP Framework、华中科技大学开目CAPP、上海交大思普CAPP等)。CAPP的研究内容已从单一的机械加工发展到锻造、焊接进而到装配的CAPP，并将包含机械制造工艺的各个领域；从零件的加工发展到整个产品的工艺信息；从工艺设计发展到工艺信息管理；从研究开发专用系统到通用的工具。每个发展阶段的系统及其特点如下:
 
    (1)基于自动化思想的修订/创成式CAPP系统系统开发周期长、费用高、难度大；工艺人员难以掌握系统的使用；系统功能和应用范围有限，缺乏适应生产环境变化的灵活性和适用性，难以推广应用。

    (2)基于计算机辅助的实用化CAPP系统片面强调工艺设计的“所见即所得”，完全以文档为核心，忽视企业信息化中产品工艺数据的重要性，存在难以保证产品工艺数据准确性、一致性和进行工艺信息集成的致命问题。

    (3)面向企业信息化的制造工艺信息系统是以产品工艺数据为中心的集工艺设计与信息管理为一体的交互式计算机应用系统，并逐步集成检索、修订、创成等多工艺决策混合技术及多项人工智能技术，实现人机混合智能和人、技术与管理的集成，逐步和部分实现工艺设计与管理的自动化，从设计和管理等多方面提高工艺人员的工作效率，并能在应用中不断积累工艺设计人员的经验，不断提高系统的智能和适应性，逐步满足产品制造全球化、网络化和虚拟企业分布式协同工作的需求。

    PLM(Product Lifecvcle Manaeement，产品全生命周期管理)技术最早出现于20世纪80年代初期，目的是为了解决大量工程图纸，技术文档及CAD文件的计算机化的管理问题。经过20多年的发展，己经由早期以图文档管理为核心的PDM，历经专业化的PDM、集成了协同商务的PDM技术的过渡，演变到现在以产品创新为焦点的PLM。现在，人们开始考虑建立一个能够满足产品生命周期过程中不同领域和开发阶段信息管理与协调的整体解决方案，使产品设计、开发、制造、销售及售后服务等信息能快速流动，并能有效地协同和管理，实现真正意义上的产品生命周期管理。

    PLM一经出现，便引起了各国政府、IT厂商、工业企业、科研院所的注意，并将PLM视为提高企业核心竞争力的重要手段，纷纷制定各自的研究项目和发展计划。其中，具有代表性的有ICP-35K项目、JSF项目、AdCoMs项目等。在我国，PLM的研究也引起了许多研究单位和企业的重视。航空、航天、电子等行业都纷纷举行了PLM的专项研讨会，对PLM的理念、技术、应用及其与企业技术进步、技术创新的产品结构调整的关系等进行了深入探讨。同时，PLM也得到了国家相关部门的重视和大力支持，许多国内的PDM,ERP软件公司纷纷与国外PLM厂商合作，进行PLM的实施和开发工作。

    这些研究对工艺准备技术的发展和应用奠定了很好的基础，但是从面向PLM的工艺准备技术来看，以下方面还需要进一步的研究:

     (1)对于工艺准备技术的研究过于关注纵向的发展，如敏捷化、智能化，实际上工艺准备需要的是设计与管理的平衡，如何结合PLM的思想和专业、智能的工艺设计技术，使产品工艺准备最优化需要进一步研究。

    (2)工艺准备系统的模型建立，需要从PLM的角度出发，体现产品全生命周期信息、过程的协同，能实现信息、过程的历史追踪，因此，需要建立面向PLM的工艺准备系统模型。

    (3)PLM技术的一个关键点就是企业业务流程再造，先进信息技术的应用必然会对企业业务流程产生冲击，如何结合面向PLM的工艺准备技术，对企业工艺准备业务流程再造是急需解决的问题。

    (4)面向PLM的工艺准备技术最后必须应用到实际的生产过程中，因此，如何实现并应用实施面向PLM的工艺准备系统，是该考虑的方面。

    1.3研究内容及目的

    本文的研究对象是离散制造企业的产品工艺准备过程，目前产品工艺准备各个环节均实施了信息化系统，但只是满足了局部的业务需求，缺乏考虑对产品全生命周期各个阶段的信息和过程需求。针对存在的问题，本文提出了面向PLM的工艺准备管理策略，运用PLM思想，借助PLM系统，整合工艺准备相关的应用系统，建立一个全面支持企业工艺业务、动态适应企业变化发展的面向产品全生命周期的工艺信息化系统平台，通过工艺准备业务流程的优化，发挥信息系统的最大潜能，从而实现从产品设计、工艺、制造到销售的各个阶段的工艺信息共享，达到产品工艺的最优化，提高产品的制造质量。
本文主要的研究内容有:

    (1)面向PLM的工艺准备方案。结合PLM中的项目管理技术，探讨基于项目管理，面向PLM的工艺准备解决方案。(2)面向PLM的工艺准备系统建模。运用现有适用的建模技术，建立面向PLM的工艺准备数据模型、过程模型、组织模型和任务模型。(3)面向PLM的工艺准备流程再造。运用流程再造技术，结合PLM思想，对工艺准备业务流程再造。(4)基于PLM的工艺准备系统实现。在前面章节的基础上，分析企业需求，建立基于PLM的工艺准备系统体系结构，设计功能模块，对系统开发的几个关键技术进行研究开发。

    1.4论文研究背景

    本课题来源于某企业的信息化项目一PLM/CAPP系统开发与应用。该企业下辖七家子公司，并在海外设有分支机构。企业各分公司、部门借助原有PDM。CAPP。ERP系统在长期的工作中积累了大量的数据，由于在系统集成性上的缺陷，致使不同分公司和部门之间形成了信息孤岛，在数据的唯一性、完整性、安全性上得不到保证。这一现状己经不能满足某企业飞速的发展，加上企业在国内几个分支机构的设立，更要求三个系统提供异地数据交换和存储的功能，基于此企业系统借助实施PLM解决方案，以便打通从产品设计到工艺设计再到产品制造以及产品服务的数据通道。

    PLM/CAPP是连接产品设计和制造的桥梁，也就是面向PLM的工艺准备数字化系统。作者在参与PLM/CAPP系统的需求分析及开发过程中，深切认识到随着市场竞争的激烈化，加强工艺发展规划、进行新工艺的试验研究、开展设计与工艺的并行、进行工艺验证服务、工艺总结、工艺整顿、加强现场工艺信息的管理、完善售后工艺服务等数字化问题迫切需要解决，企业迫切需要开发面向产品全生命周期的工艺管理数字化系统。

    1.5论文章节安排

    论文共六章，各章节的研究内容如下:

    第一章绪论:总结制造企业工艺准备现状，分析国内外研究现状，简介论文研究背景，内容及目的。

    第二章面向PLM的工艺准备方案:详细介绍了PLM技术研究及应用现状，研究了PLM中的项目管理技术特点，提出基于项目管理思想的工艺准备方法，对PLM环境下的工艺准备整体解决方案进行了探讨。

    第三章面向PLM的工艺准备系统建模:依据工艺准备需满足产品全生命周期各个业务的需求，产品全生命周期管理的思想，利用现有的建模技术，初步建立了面向PLM的工艺准备数据模型、过程模型、组织模型和任务模型。

    第四章面向PLM的工艺准备流程再造:采用业务流程再造技术，结合实施PLM解决方案的业务需求，对面向PLM的工艺准备流程再造进行了研究。

    第五章基于PLM的工艺准备系统实现:结合某企业的PLM/CAPP系统开发与应用，构建基于PLM的工艺准备系统体系结构，并设计其功能模块，最后对系统开发的几个关键技术:工艺数据交换、集成接口开发和单点登陆，进行了深入研究和开发。

    延伸阅读：

面向PLM的工艺准备方案——PLM系统中工艺准备技术的研究与实现（二）
面向PLM的工艺准备系统建模——PLM系统中工艺准备技术的研究与实现（三）
面向PLM的工艺准备业务流程再造——PLM系统中工艺准备技术的研究与实现（四）
基于PLM的工艺准备系统实现——PLM系统中工艺准备技术的研究与实现（五）