面向产品装配的CAPP解决方案

    一、产品装配工艺特点分析

        

        装配工艺设计就是要根据产品的设计要求，将装配工艺过程清晰、准确的描述出来，指导操作者进行装配。装配工艺是决定产品质量的重要环节，通常由三部分组成：

        

        1、装配准备：

• 研究产品装配图及装配技术要求，了解结构意图、特点及调整方法；
• 选择装配方法；
• 准备装配工具；
• 对装配零件进行修毛、倒角、清理、清洗、检验。

        2、装配：

• 部件装配：将零件组合成装配单元；
• 总装配：将装配单元组合成产品。

        3、调试：

• 调整：调整零部件的相对位置、配合间隙，使工作协调；
• 试验：空运转试验、负荷试验等；
• 精度检验：几何精度、工作精度检验等。

        以产品装配为主的企业，如汽车总装厂、航天器总装部等，一般来说产品结构非常复杂、装配要求很高、装配周期长，其装配工艺设计更具有鲜明的特点：

        

        1、 工艺设计过程中往往需要大量查阅各种资源数据，包括产品图纸、模型、技术资料、已有的工艺文件、企标的通用文件等；

        2、 工艺设计时更加关注产品装配的过程和顺序，而不是某一过程的具体加工参数；

        3、 由于产品装配结构比较复杂，多使用3D模型或爆炸图作为工艺指导示意图；

        4、 除装配的工序流程之外，对装配过程中的物料流程也非常关注，也就是需要知道每一装配过程中所用到的物料及其数量，这一点对于物料发放和领用的时机非常重要，如果控制有效，将会大大降低物料等候时间和临时库存占用；

        5、 装配过程的其他信息，包括工装、设备、工时等也是指导生产的重要依据，与装配流程形成统一的整体。

        6、 大量的工艺过程采用通用工艺描述，在工艺设计过程中需要随时引用。

        

        二、面向产品装配工艺的CAPP解决方案

        

        针对产品装配工艺设计的特点， XTCAPP提供的强大的辅助工艺设计和管理功能，形成“以装配工艺设计为核心的辅助工艺设计和管理”的解决方案。

        本方案的目标是为企业建立了装配工艺设计和管理的工作平台，实现：

• 工艺人员通过此平台设计和管理工艺数据：
• 以装配流程图的方式，直观的描述装配的过程和顺序；
• 以装配过程为主线，将每一过程所涉及到的工艺数据、物料数据、工装数据、工时数据、3D模型、通用工艺和生产反馈数据等有机的结合在一起，为生产提供完整的指导数据；
• 在工艺设计过程中，工艺人员可以随时查阅有关的设计资料（图纸/3D模型/技术文件等）和通用技术文件；
• 可以为不同的人员生成各种管理用文件，满足不同岗位的需要。
• 工艺部门通过此平台与其他部门进行数据交换：
• 从设计部门获得产品设计数据，作为工艺设计的基础工艺数据
• 将工艺数据传递给生产部门，作为操作的指导
• 将生产过程中采集的数据反馈回工艺部门，作为工艺改进的依据
• 该平台的整体结构如下图所示：

        1. 流程图方式的辅助装配工艺设计
        
        传统上，企业一般采用装配工艺规程的形式进行工艺设计和生产指导工作，对于产品总装这样的复杂工
        艺过程，装配工艺规程这种传统方式具有其自身的局限性：

• 包含的信息量比较少，不能有效的反映出物料流程、生产反馈等数据；
• 不能直观的表现装配过程和顺序，为工艺管理和操作者提供清晰明确的生产指导；
• 工艺数据比较分散，对于使用者来说，可视化程度不高，管理人员和操作者不能快速查看到自己关心的数据和内容，容易造成文件发放和生产管理中的错误；
• 不利于装配过程的回溯和质量控制。

        事实上，装配工艺规程的这些不足导致其已经不能适应企业装配工艺设计和管理要求，因此，一种新的装配过程描述方式——装配流程图应运而生，目前已经广泛应用于汽车等以装配为主的行业，并且逐渐被其他行业所接受和采纳。
        
        所谓装配流程图，就是以流程图的方式，直观的描述产品装配的过程和顺序，以及每一过程所涉及的工序、物料、工装、夹具、工时等，与3D装配模型、通用工艺和生产反馈数据等文件有机结合，形成完整的总装工艺，为操作者提供更加直观、有效的指导。
        
        XTCAPP是国内第一个、也是迄今为止唯一的支持图示化装配工艺流程工作方式的CAPP产品，XTCAPP图示化辅助装配工艺设计的主界面如下：

        实际上，XTCAPP提供的是一个以流程图为核心的辅助装配工艺编制平台，企业工艺人员通过此平台可以实现：

• 方便的绘制流程图，直观的描述产品装配的过程和顺序
          
• 以装配过程为主线，将每一过程所涉及到的工艺数据、物料数据、工装数据、工时数据、3D模型、通用工艺和生产反馈数据等有机的结合在一起，形成完整的总装工艺数据。
          
• 可以随时浏览设计数据，如设计图、3D模型和其他技术文件等。
          
  2. 浏览设计数据
          
  XTCAPP提供了与设计数据的接口，工艺人员在编制工艺文件过程中随时可以查询和浏览产品设计数据，作为工艺设计的依据。
          
  在XTCAPP中可以浏览的数据主要包括：产品设计结构、产品设计图、3D模型和技术文件。
          
  XTCAPP提供开放的数据接口，通过集成不同的浏览器，可以实现多种不同格式设计文件的浏览，目前主流的2/3D设计软件所产生的模型均已提供支持。
          
  下图为在XTCAPP中浏览Pro/E所设计的部件模型示意：

        下图为在XTCAPP中浏览PDF文件示意：

        下图为XTCAPP中查看产品结构树和零部件属性信息示意：

         在XTCAPP中，这些设计资源不仅可以浏览，还可以直接传递到工艺文件中，让工艺人员再利用：
        
         > 工艺人员可以利用设计提供的三维模型，通过简单的修改建立装配指导示意模型和爆炸视图，为生产一线提供更直观的指导文件；
         > 装配过程中所涉及到的物料（零部组件）信息可直接从设计部门获取，不需要重复输入，不仅大大提高工作效率，更保证了数据的准确性。
         > XTCAPP可以消除了工艺部门的信息孤岛，使工艺部门与设计部门联系非常紧密，能极大的提高工作效率和准确性。
        
        3. 以装配流程图组织工艺数据
        
        前面说过，利用装配流程图可以实现：
        
        > 直观的描述产品装配的过程和顺序
        > 以装配过程为主线，将每一过程所涉及到的工艺数据、物料数据、工装数据、工时数据、3D模型、通用工艺和生产反馈数据等有机的结合在一起，形成完整的总装工艺数据。
        现在我们来看一看，这些数据是如何通过装配流程图有机组织在一起的。
        
        下面是一张比较典型的装配流程图中的一部分：

        通过该图，我们可以看到装配工艺中必须的两种数据：
        
         > 装配过程（图中央的节点）及其顺序
         > 工序所涉及到的物料及其属性（图中为数量）
        事实上，图中并不仅仅只有这两种数据，更多的工艺要求、指导卡片、通用工艺等数据已经通过工序节点及其流程被组织起来。
        
        通过任一工序节点，我们可以查看到下列信息：
        
         > 工序描述类信息，包括：工序名称、工序号、重要度（关键级别）、虚拟件名称等，如下图：

         其中，工序名称栏目不仅可以手工输入，还可以调用资源数据（如下图），可以减少大量重复劳动，而且可以保证数据的一致性和规范性。

         > 相关卡片类信息，包括本工序具体的操作指导卡、通用工艺文件、工序示意图等，如下图:

         企业现有的大量工艺数据、企标通用工艺都可以有效组织起来，通过本功能调用之后，发挥其更重要的作用。
        
        > 其它相关工艺信息：为了适应不同企业的不同要求，XTCAPP提供了五个自定义的信息项，如下图：

        企业可将这些自定义信息项设置为自己需要的内容，例如：操作人员、工时、装配设备、工装、反馈数据等，这样就可以工艺指导数据和生产反馈数据紧密结合起来，很好的解决目前困扰很多企业的工艺设计与生产实际缺乏关联的问题。
        
        > 显示信息配置：对于不同企业，希望在流程图上显示的内容和格式都不同，因此XTCAPP提供了显示配置，如下图：

        不同人员可以根据需要显示不同的数据，这样就可以很好的解决很多企业现有的工艺数据分散、可视性不强的问题，为不同的人员提供自己所需要的数据。
        
        下图即为修改显示配置选项之后所看到的工序节点：

        三、解决方案小结
        
         综上所述，通过装配流程图，我们很好将装配工艺过程及其相关的物料、操作指导卡片、通用工艺文件、2/3D示意图、设备、工装、操作者、工时以及生产反馈信息有机的组织在一起，形成完整的装配工艺数据，并且为不同的人员提供了符合其要求的数据显示，实现了工艺与生产紧密结合、工艺数据高度可视化的目标。
         这种图示化装配工艺设计的方法和平台，能够有效的解决了以产品装配为主的企业所面临的工艺设计问题：
        
         > 充分利用设计数据的问题，不仅可以浏览和查询产品结构数据、图纸/模型和技术文件，还能利用这些资源开展工艺设计工作，大量减少了重复劳动，提高了数据的准确性；
        
         > 大量工艺数据重复利用的问题，可以有效管理已有的工艺数据和各种格式的技术文件，并在工艺设计过程中引用，作为生产操作的重要指导；
        
         > 工艺数据分散的问题，通过装配流程图将工艺数据有机整合，保证了工艺数据的完整性和有序性，让使用者能够快速查阅关心的数据，将工艺设计与生产联系的更加紧密。
        
        XTCAPP图示化装配工艺设计平台必将使以装配为主的企业工艺设计与管理水平提高到一个新的台阶。
        
        解决企业的工程问题、技术管理问题由于其多样化，存在着明显的复杂性，相信艾克斯特公司多年致力于制造业信息化工作所积累的经验和成熟、完整的产品线、规范的服务体系能给企业工艺数据设计和管理信息化尽一臂之力。