目前，全國壓力容器制造企業(yè)有6000余家，大多數(shù)企業(yè)的制造工藝還采用CAD方式編制，相似產(chǎn)品的工藝文件需重復編制，工藝人員勞動強度較大，效率較低，不利于壓力容器制造行業(yè)的快速發(fā)展。壓力容器CAPP技術采用網(wǎng)絡化模式，依據(jù)壓力容器制造的法律法規(guī)、標準，建立具有普遍意義的通用壓力容器工藝卡片、質量計劃生成及相關文件標準化模板，能實現(xiàn)產(chǎn)品信息的共享，縮短工藝設計周期，提高企業(yè)產(chǎn)品在市場上的競爭能力。同時，有利于對工藝設計的最優(yōu)化和標準化，可以使企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)獲得更大的效益，為用戶提供優(yōu)質產(chǎn)品。
1 PVCAPP系統(tǒng)開發(fā)的需求
PVCAPP系統(tǒng)開發(fā)的目的是為了滿足壓力容器制造企業(yè)對產(chǎn)品信息的共享，實時地、動態(tài)地管理工藝數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對壓力容器制造工藝的高效管理。主要需求如下：
(1)建立具有普遍意義的通用化壓力容器工藝卡片、質量計劃生成及相關文件標準化模板。
(2)實現(xiàn)產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)集成，將設計部門的產(chǎn)品數(shù)據(jù)導人CAPP數(shù)據(jù)庫中，供工藝、生產(chǎn)、供應等部門再次利用，解決生產(chǎn)管理系統(tǒng)再次手工輸入產(chǎn)品數(shù)據(jù)的重復勞動。
(3)實現(xiàn)壓力容器產(chǎn)品工藝管理集成，工藝人員交互工藝設計、工藝派生、工藝文件生成、工藝流程CAD圖生成；質量計劃派生、質量計劃文件生成；工藝信息查詢、基礎信息管理；工藝卡片設計時，系統(tǒng)可實現(xiàn)工藝表頭的自動填寫；實現(xiàn)產(chǎn)品BOM信息導入、錄入、查詢；實現(xiàn)工藝卡片、質量計劃工作流管理。
2 PVCAPP系統(tǒng)的設計
PVCAPP系統(tǒng)的設計，參考國內外CAPP軟件，如Autocap和CAXA等進行設計開發(fā)，形成適用于壓力容器制造的CAPP系統(tǒng)。
2.1 系統(tǒng)運行環(huán)境
操作系統(tǒng)：Windows2000 Professional/XP。
其他應用系統(tǒng)：MS OFFICE、AUTO CAD。
系統(tǒng)結構：B/S模式&C/S模式。
運行環(huán)境：集團網(wǎng)絡，服務器及客戶端。
2.2 系統(tǒng)功能特點
系統(tǒng)建立開放的數(shù)據(jù)特征管理，由用戶自行建立特征數(shù)據(jù)，根據(jù)特征數(shù)據(jù)查找相關典型信息，快速派生工藝卡片、質量計劃。系統(tǒng)能從CAD圖紙自動導入壓力容器產(chǎn)品BOM信息、相關技術信息，與產(chǎn)品設計系統(tǒng)實現(xiàn)信息共享。從壓力容器產(chǎn)品工藝卡片自動生成CAD工藝流程圖，自動輸出壓力容器產(chǎn)品BOM信息、相關技術信息，輸出工藝卡片、質量計劃，與生產(chǎn)管理系統(tǒng)實現(xiàn)信息共享。
2.3 系統(tǒng)功能模塊
系統(tǒng)功能模塊包括：系統(tǒng)登錄、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品工藝管理、質量計劃管理、系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理，圖1為壓力容器CAPP管理系統(tǒng)圖。
用戶在客戶端登錄，給出系統(tǒng)路徑。進入CAPP管理系統(tǒng)登錄界面，輸入用戶名和密碼后，登錄到系統(tǒng)主界面，選擇相應模塊開始工作。
圖1 壓力容器CAPP管理系統(tǒng)
2.3.1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模塊
“產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理”模塊用于對產(chǎn)品特征和產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)進行設置，它包括：產(chǎn)品數(shù)據(jù)錄入、產(chǎn)品數(shù)據(jù)導入、工藝流程導出、特征數(shù)據(jù)管理、類型數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)查詢、特征數(shù)據(jù)查詢和類別數(shù)據(jù)查詢等模塊。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模塊如圖2所示。
圖2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模塊
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模塊可以實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除、查詢、查看、附件的上傳、下載和刪除等功能。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理過程中的數(shù)據(jù)導入是工作量比較大的一項復雜的工作。我們選擇了具有代表性和廣泛適用性的壓力容器產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)的導入。列舉了化工壓力容器常用的反應釜、換熱器、儲運設備等，同時由主要工藝工程師配合提出數(shù)據(jù)需求，保證數(shù)據(jù)的科學性和實用性。
2.3.2 產(chǎn)品工藝管理模塊
“產(chǎn)品工藝管理”模塊用于對產(chǎn)品工藝和產(chǎn)品工藝規(guī)程設計數(shù)據(jù)進行設置，它包括：工藝規(guī)程派生、工藝規(guī)程設計、工藝規(guī)程審核、工藝規(guī)程批準、工藝規(guī)程修改、工藝規(guī)程查詢、工藝規(guī)程封面、工藝規(guī)程目錄、工藝規(guī)程概述。產(chǎn)品工藝管理模塊可以實現(xiàn)進行產(chǎn)品工藝的添加、查詢、刪除和提交（產(chǎn)品整體提交）．產(chǎn)品工藝附件的上傳、下載和刪除。最主要的功能是根據(jù)特征條件搜索典型工藝，并生成目標工藝，若沒搜到合適的記錄則進入工藝規(guī)程設計界面，進行手動添加。生成目標工藝之后，可以對工藝信息進行修改補充。產(chǎn)品工藝管理模塊如圖3所示。
圖3 產(chǎn)品工藝管理模塊
產(chǎn)品工藝管理模塊是CAPP系統(tǒng)的主要應用模塊，可以通過對數(shù)據(jù)管理模塊中的數(shù)據(jù)信息進行選擇和處理，得到所需的專用工藝規(guī)程等文件。
2.3.3 質量計劃管理模塊
“質量計劃管理”模塊用于對本系統(tǒng)的產(chǎn)品質量計劃信息進行設置，它包括：質量計劃派生、質量計劃編制、質量計劃審核、質量計劃批準、質量計劃查詢、質量計劃修改、質量計劃封面和質量計劃概述。質量計劃管理模塊如圖4所示。
圖4 質量計劃管理模塊
產(chǎn)品質量計劃管理模塊可以實現(xiàn)產(chǎn)品質量計劃的編制、修改、查詢和刪除以及質量計劃的審核、批準，產(chǎn)品質量計劃附件的上傳、下載和刪除。同時能實現(xiàn)審批后質量計劃的打印輸出。
2.3.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊
“系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理”模塊用于對部門、用戶、角色進行設置，它包括：部門管理、用戶管理、角色管理、權限管理。數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理模塊可以實現(xiàn)對部門、用戶和角色信息的管理。包括添加、修改、刪除信息，對密碼及權限進行管理。根據(jù)企業(yè)的實際情況設置工作組，并對工作組進行操作權限控制。該系統(tǒng)分以下幾個工作組：系統(tǒng)管理員組、標準信息管理員組、工藝員組、其他人員組。系統(tǒng)管理員對整個系統(tǒng)進行管理，可添加、更改、刪除本系統(tǒng)用戶信息，對工藝輔助信息數(shù)據(jù)，包括：工序名稱、標準工藝程序、車間、設備、夾具、量檢具、輔具、工藝樣板等數(shù)據(jù)信息進行維護。為避免多人管理發(fā)生混亂，規(guī)定系統(tǒng)管理員只能一人。標準信息管理員只能用于維護標準件信息，無其他權限。工藝員組的所有成員均可編制工藝卡片，對工藝卡片進行修改操作，可瀏覽標準件信息等。系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊如圖5所示。
圖5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊
3 PVCAPP系統(tǒng)的測試
3.1 測試過程
CAPP系統(tǒng)運行環(huán)境為分布式網(wǎng)絡環(huán)境，測試環(huán)境完全模擬某公司現(xiàn)有的實際網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫等環(huán)境。對該公司CAPP系統(tǒng)進行了4方面的性能運行測試：
(1)基礎數(shù)據(jù)庫的維護。
(2)工藝過程卡的編制。
(3)工藝文件的打印輸出。
(4)生成工藝數(shù)據(jù)，實現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡管理。
在CAPP系統(tǒng)運行測試的過程中，我們發(fā)現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息不全，導致生成工藝工程卡和工藝規(guī)程時，出現(xiàn)缺項的問題，我們又組織有關工藝工程師補充完善了數(shù)據(jù)信息。
3.2 發(fā)現(xiàn)的主要問題
(1)因數(shù)據(jù)信息不全面，有些特殊產(chǎn)品的工藝文件無法自動形成，需要手動完成數(shù)據(jù)的添加。
(2)對于熱處理、鍛造等工藝因為工藝過程比較特殊，缺少相關數(shù)據(jù)，沒有形成工藝的控制。
(3)現(xiàn)有CAPP系統(tǒng)僅針對企業(yè)的實際情況進行管理，還不能有效地總結行業(yè)工藝“設計經(jīng)驗”和“設計知識”，適用性還比較小，其他企業(yè)使用時，因產(chǎn)品制造過程和選用設備不同，還需要修改程序。
(4)CAPP需要與企業(yè)的其他應用系統(tǒng)進行集成，包括材料采購、驗收等環(huán)節(jié)，使工藝數(shù)據(jù)的價值得到更有效的發(fā)揮和利用。
3.3 解決方案
(1)根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展需要，不斷收集完善數(shù)據(jù)信息，將特殊產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)及時添加到數(shù)據(jù)庫中，同時收集企業(yè)同行業(yè)的相關信息，保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的全面性。
(2)對于熱處理、鍛造等特殊工藝過程，與熱處理工程師、鍛造工程師共同補充相關數(shù)據(jù)，添加到數(shù)據(jù)庫中，以便對該工藝進行控制。
(3)將現(xiàn)有CAPP系統(tǒng)設計為柔性管理系統(tǒng)，可以人機交互，實現(xiàn)管理的人工選擇性，因不同的制造過程選用不同的設備增加行業(yè)中的適用性。
(4)補充數(shù)據(jù)管理模塊中的部門，將材料采購、驗收等部門納入到CAPP系統(tǒng)中，使工藝數(shù)據(jù)充分共享，使數(shù)據(jù)價值得到有效的發(fā)揮和利用。
4 PVCAPP的應用前景
通過測試及試用過程中的改進，目前CAPP系統(tǒng)在壓力容器產(chǎn)品工藝編制及制造過程中具有很好的適用性。CAPP軟件的應用，使工藝人員從繁瑣的重復勞動中解放出來，大大降低了工藝人員的勞動強度，極大地提高了工作效率和工作熱情。同時使企業(yè)的壓力容器制造系統(tǒng)實行網(wǎng)絡管理，對企業(yè)的快速發(fā)展起到了重要作用。
5 結束語
PVCAPP管理系統(tǒng)的開發(fā)改變了過去壓力容器制造企業(yè)采用CAD編制工藝的傳統(tǒng)方式，將企業(yè)多年從事壓力容器制造的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行歸類匯總，形成數(shù)據(jù)信息，通過CAPP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊，將所需的數(shù)據(jù)信息用于產(chǎn)品工藝文件的編制，同時將數(shù)據(jù)信息在企業(yè)內部的網(wǎng)絡上共享，實現(xiàn)其他部門對數(shù)據(jù)的瀏覽和使用功能。簡化了工作流程，加快了業(yè)務辦理的速度，提高了效率，給企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟效益。
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本文標題：壓力容器CAPP技術的應用
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