制造企业工艺准备现状

    随着离散制造企业工艺信息化工作的逐步深入，PLM技术的发展与应用，企业工艺准备工作迫切需要满足产品全生命周期中各个方面的需求，工艺准备要体现企业业务流程优化与机构重组，充分利用工艺知识，各类工艺设计和管理工具均作为PLM的一个环节，可以完全按人员和角色配置功能，而没有部门的界限，全面提高企业的工艺设计能力和创新能力。本文基于离散制造企业的实际需求，结合PLM技术，对产品工艺准备技术进行了研究。研究内容主要包括四个方面:

    (1)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环境下的工艺准备管理整体解决方案进行了探讨，为实现面向PLM的工艺准备指明了思路。

    (2)利用现有的建模技术，初步建立了面向PLM的工艺准备信息模型、过程模型、组织模型和任务模型。开放的系统模型保证了面向PLM的工艺准备系统的实现。

    (3)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的工艺准备业务流程再造进行了研究。再造后的工艺准备业务流程，良好的配合了面向PLM的工艺准备方案的应用实施。

    (4)构建基于PLM的工艺准备系统体系结构，并设计其功能模块，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。面向PLM的工艺准备系统在企业的实施应用，突破了之前工艺信息无法贯穿产品全生命周期的瓶颈。

第一章 前言

   生产的工艺准备是指工艺人员在产品设计准备的基础上，从参加新产品的设计、工艺调研开始，经过产品结构工艺性审查和工艺设计，直至工艺验证、总结与整顿等一系列的工艺工作。其质量与效率，不仅影响产品质量，而且对生产组织，生产效率、制造成本和生产技术准备周期等都有直接影响。因此，工艺准备工作是产品生命周期的重要组成部分。

1.1工艺准备现状

    工艺准备工作包括工艺设计工作和工艺管理工作。工艺管理在工艺准备中的基本职能，就是对工艺设计进行计划、组织与控制，也就是保证建立科学的、完整的工艺准备体系与制度，制订和完善各项工艺准备工作的原则、方法、程序和计划，并对其进行分析、评价、协调与控制。工艺准备工作虽然主要由工艺部门完成，但涉及到企业的不少职能部门。只有各部门通力合作，密切配合，才能做好工艺准备工作。

(1)设计部门应保证产品设计的结构工艺性。
(2)质量管理部门与工艺部门共同搞好工序质量控制。
(3)设备、工具、计量部门应及时提供有关资料和做好预检、制造或购置设备、工艺装配的准备工作。
(4)生产计划部门应对生产技术准备统一进行协调与控制，为工艺准备安排恰当的周期。
(5)生产车间需及时反映试制、投产意见，并做好一切生产准备。
(6)劳动、教育部门要配备必须的生产人员，并进行工艺培训和工艺纪律教育。
(7)财务、统计部门应提供产品成本和有关技术经济资料。

    工艺准备的主要内容包括工艺调查与研究、产品结构工艺性审查、设计与评价工艺方案、设计与优选工艺路线、工艺规程及其他工艺文件的设计与审批、工艺定额的制订与管理、专用工艺设备和工艺装备的设计与评价、工艺验证、工艺总结和工艺整顿。
工艺准备的目标是保证产品制造的安全性、可靠性和经济性。即在保证安全生产的条件下，最大限度的发挥企业生产组织、设备和人力资源的潜力，保证产品加工装配的质量达到用户的要求，并获得最佳的经济效益。

    制造信息化逐渐发展过程中，CAPP(Computer Aided Process Planning，计算机辅助工艺设计)系统和PDM(Product Data Management，产品数据管理)系统己经比较成熟的应用于工艺准备过程中。同时，近来提出的工艺信息系统使工艺信息化应用范围不断拓展，已由工艺规程设计向工艺准备工作的各个部分延伸。虽然这些系统的广泛应用解决了企业内许多与工艺相关的问题和工作，但是随着企业工艺信息化的深入，企业对系统的要求日趋明显和具体化导致一些瓶颈，主要表现在:

    (1)企业盲目追求工艺设计的自动化，过分强调工艺设计的重要性，而忽略工艺管理工作对工艺设计的影响。据资料统计，工艺设计中实质性的技术工作可能只占工艺准备工作总时间的5%-10%；有的企业工艺数据的汇总、计算、抄写等重复性劳动占全部工艺准备工作量的50%-60%。好的技术必须有好的管理作为支持，即便是实现了工艺设计的自动化，如果工艺管理工作没有及时跟上，没有完善的工艺管理体系、工艺标准体系，CAPP真正的作用就根本无法发挥出来。

    (2)工艺信息孤岛。CAPP是为工艺人员提供的辅助工具，是部门级软件，工艺设计的过程、工艺数据的管理与设计、生产、计划、质量、销售、售后、物流等其它业务部门是脱节的。据不完全统计，在制造型企业中，工艺信息量约占企业管理信息总量的30%-40%左右，工艺文件又是产品制造数据的信息源，因此，工艺信息的孤立性会对整个企业的信息衔接产生严重的影响。这种信息孤岛使用越深，日后打破它的代价就会越高。

    (3)系统的使用范围窄，无法满足企业内部的全部工艺工作。工艺企业的工艺工作涉及到企业的经营、技术开发、生产制造等各个方面，内容十分繁杂。一般来说，企业内部的工艺工作可以分为两类:日常工艺工作和开发性的工艺工作。日常工艺工作是进行产品工艺设计与评价、工艺的管理等重复的繁琐的工作。开发性的工艺工作是把最新的科学技术引进生产制造领域，进行工艺技术创新，开发研究出新的工艺方法与装配的开发性工作，贯穿于产品研究开发与制造的整个过程[4]CAPP系统解决的只是日常工艺工作的一部分，不足以完成企业全部工艺工作及其之间的衔接。

    (4)系统无法完成工艺知识的获取和积累。现在大部分CAPP都是针对具体的企业量身定做的，工艺知识的获取一般是在系统实施时己经基本完成，在以后的使用过程中不会发生太大的变化。然而，工艺知识的收集和分析是一项持续的工作，需要不断地收集各类工艺信息和工艺知识，并加以整理，它不仅影响着工艺设计的质量，而且影响着企业内部工艺技术的创新。

    (5)系统从一定的程度上阻碍了企业工艺技术的创新。从长期来看，随着科学技术的发展，工艺技术不是一成不变的，各种工艺规程、标准工艺等都会随着企业的发展不断发展，而传统的CAPP仅是针对企业的技术现状来开发的，很难考虑企业未来的技术状况。出于这种原因，企业有可能会对与已有CAPP系统不符的先进工艺技术产生抵触情绪，影响企业技术创新。

    由于工艺准备的复杂性，使得目前工艺信息系统不能很好的满足制造企业的需求，制造企业迫切需要建立一个全面支持工艺准备业务逻辑、动态适应企业变化与发展的工艺准备信息化软件平台。