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论文-论CAPP以PLM为平台的应用

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论CAPP以PLM为平台的应用

关键词：CAPP；PLM；工艺信息管理

摘要：PLM技术的发展使产品数据管理面向产品的整个生产过程，为企业信息集成提供解决方案，也使CAPP与CAD/MRP/ERP集成成为可能，本文介绍基于PLM的CAPP系统。

信息化带动工业化，这是方向也是事实。信息技术应用发展迅速，新技术的应用，将使原有应用系统在功能、性能上大大提高，也必然带来认识上的改变与提高。我们知道，工艺被称为是产品设计与生产管理的桥梁，而CAPP系统虽然与产品设计CAD及生产管理系统MRPII/ERP密切相关，但是由于集成技术问题没有相应解决，已往CAPP是企业工艺部门独立应用的系统，没有成为CAD与MRPII/ERP的桥梁。PLM的发展，使产品数据管理面向产品整个生产过程，称为全生命周期产品数据管理，这为企业信息集成提供了解决方案，也使CAPP与MRPII/ERP集成成为可能，使CAPP成为MRPII/ERP的桥梁。为了分析实施PLM的情况下的CAPP系统，我们对以下问题进行讨论。

CAPP系统的分析

工艺信息的基本流程

图1是以加工工艺为主的信息流程。从工艺信息流程图中可以看到，设计信息是工艺系统的输入信息；企业生产组织、设备及工艺装备、工人技术状况及各种制造的工艺规范是控制信息，是实现优化、安全性、可靠性与经济性的保证；工艺路线、工艺规程、材料定额、工时定额是输出的目标信息。

图1工艺信息流程 工艺路线

工艺规程

材料定额

工时定额 设计信息

先进技术 C1 C2 C3

R1 R2

设计信息

先进技术 C1 C2 C3

C1 C2 C3

C1 C2 C3 设计信息

先进技术

设计信息

先进技术 R1 R2

R1 R2

R1 R2

C1目标成本 C2标准规范C3制造设备R1人力资源R2计算机资源（图形库、标准工艺库、数据库） 零部件工艺路线、车间分工明细表、外协明细表

机、锻、热、焊、钣金、装配工艺规程、工装明细表

零件材料定额、产品材料定额

零件工时定额

产品工时定额 - 2 - 工艺系统处理信息的内容

输入信息

（1） 产品信息 包括产品名称、型号、规格、性能等的产品属性及产品、部件装配图，产品、部件的结构数据。

（2） 零件信息 包括零件名称、件号（图号）及零件材料、净重等属性信息以及功能、几何形状、尺寸、精度、零件的特征编码。

控制信息

（1） 企业生产组织信息 包括生产类型、生产系统的组织结构，每一生产部门的功能、外协作情况。

（2） 设备及工装信息 每一设备、工装的规格、性能及配置。

（3） 工人技术情况与生产习惯。

（4） 毛坯制造及热处理规范 包括铸造、锻造、铆焊和热处理等工艺规范。

（5） 加工工艺及装配规范 包括加工零件的分类规范（成组规范）以及机械加工顺序、机床选择、工装选择、毛坯及加工余量选择、切削用量、工时定额和装配工艺规范。

输出信息

（1） 工艺路线（零件制造的流程）。

（2） 工艺规程 包括工序余量、切削用量以及加工、装夹、测量中的注意事项，必要时输出工序卡、工序图等。

（3） 材料定额 包括零件的毛坯余量、切口、夹头、毛重、定额、一种毛坯的加工件数和材料利用率以及产品的材料定额。

（4） 工时定额 包括零件的准备及终结、机动、辅助和自然消耗等工时及产品工时定额。

（5） 按产品、部件汇总的工装、材料、工时信息。

输入、输出信息的分析

图2分析产品设计信息与工艺信息关系，展示了产品设计与工艺设计各阶段技术文件、图纸、资料的关系。

图3分析产品设计信息、工艺信息与生产经营管理信息的关系，展示了CAD／CAPP系统输出图纸、技术文件及工艺设计技术文件与生产管理的关系。

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图2产品设计与工艺设计各阶段技术文件、图纸、资料的关系

图3CAD/CAPP系统输出图纸、技术文件及工艺设计技术文件与生产管理的关系 产品零部件工艺路线

产品工时定额

关键设备工时定额

生产部门能力工时

外购件标准件明细表

产品材料定额明细表

产品外购工具明细表

零件材料定额明细表

各工种工时定额

生产部门各设备能力

零件图 零件工序工时定额

工时计划价格

管理费

零件材料定额

材料计划价格

管理费

各工序成本

零件材料成本

零件清单

零件成本

装配成本 计划成本

工时定额

图纸 各种工艺卡片

检验卡片

工序质量控制卡 粗能力平衡

装配图

工时定额 装配明细表 粗资源平衡

采购计划

库存管理

下料计划

细能力计划

加工计划

作业统计

装配计划

质量控制 工序成本

零件材料成本

零件成本

外协成本

外购成本

管理费

产品成本 工序卡

检验卡

工艺附图

工序质量

控制图

工装明细表

修改通知

工装图

零件材料定额

产品材料定额

零件工时定额

产品工时定额 市场预测报告

技术报价书

用户合同

技术协议书

设计任务书

先行试验大纲

先行试验报告 产品标准、技术条件

总图、原理图

技术设计说明书

设计审查报告

装配图、零件图

各种零件明细表

零件汇总表

设计变更通知单

安装、外形、包装图

图样目录

合格证、装箱单

使用说明书 产品工艺方案审查报告

工艺方案

工艺路线

零件分工明细表

修改通知单

铸造工艺卡片

锻造工艺卡片

冲压工艺卡片

焊接工艺卡片

钣金工艺卡片

铆接工艺卡片

热处理工艺卡片

加工工艺卡片

装配工艺卡片

装配明细表

修改通知单 - 4 - 企业应用计算机进行信息处理情况的分析

CAPP初级应用阶段的数据管理

由于CAPP初级阶段的应用仅限于编制工艺规程、工艺路线、材料定额等，是工艺部门内部各工作岗位独立的工作处理，CAPP输出都是传统的纸质工艺文件，以此来传递信息，全厂所有员工用手工查阅纸质工艺文件，CAPP的输出工艺文件和没有用CAPP时完全一样，是纸质的各种工艺文件，以此互相进行信息传递和交流、没有利用存入计算机内的信息进行交流、传递，产生的数据资料的管理也和人手工处理时完全一样。

存在的问题：

（1） CAPP是个独立的系统，但许多工艺文件编制、统计表格都需要产品设计信息，由于与其它系统资源不能共享，数据只好重复输入，发挥不了计算机与信息系统的优势。

（2） CAPP系统为了读取CAD的设计信息，必须专门开发接口程序。

（3） CAPP系统为了存储工艺信息，实现CAPP系统内部（工艺规程、工艺路线、材料定额、工时定额、工装等）数据共享，处理各种工艺数据报表，必须专门建立产品工艺数据库，开发各种数据处理（汇总）程序。

（4） CAPP系统为了存储工艺文档资料，必须专门建立产品工艺文档资料库及其文档资料管理程序。

（5） CAPP系统输出工艺规程、工艺路线、材料定额、工时定额、工装信息，没有实现MRP-II/ERP系统要求的数字化，MRP-II/ERP系统只好程序输入。

CAPP对基础数据及产品数据管理的要求

为了解决以上存在的问题，在CAPP深入应用时必须：

（1） 建立统一规范的图形库与数据库。为了应用先进适用技术中的先进设计方法，达到产品设计与工艺设计的优化、标准化、模块化，在CAD与CAPP/NCP内部实现技术基础数据与资源共享，必须建立统一规范的图形库、数据库、方法库、资料库，达到JB/T 8514.1企业产品标准体系的要求，并由统一的数据管理系统统一管理。

（2） 实现产品设计与工艺设计的数字化，由于在CAD、CAPP技术部门内部及与全厂ERP系统集成运行，互相交换读取数据，必须实现产品设计与工艺设计的数字化，才能对各种格式数据进行提取，转换，由统一的数据管理系统管理。见图4、图5。

（3） 实现产品设计与工艺设计的图纸、文件、资料及数字化的产品设计与工艺图样、模型、文件档案的统一编码，以及图纸、文件、资料的修改、版本更新，对全部图档实行计算机管理，并保证其安全性。

（4） 实现产品生产技术准备计划制定、下发、执行的全过程计算机控制。

（5） 建立快速通用查询系统，发挥产品设计与工艺设计的图纸、文件、资料及数字化产品设计与工艺图样、模型、文件档案的重复利用，缩短生产技术准备的周期，实现产品设计与工艺设计的标准化，优化生产制造。

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基于Teamcenter的标准件系列产品工艺设计研究及应用

基于Teamcenter的标准件系列产品工艺设计研究及应用

ValueEngineering

0引言

设计数据经过标准化的转换，形成物料数据和图文档

数据，基于设计数据进行工艺设计，形成工艺物料数据、检

验数据、PBOM数据和图文档数据，设计数据和工艺数据

所组成的技术数据链条为后续计划、制造、生产准备、物料

管理等活动提供支撑。为了确保PBOM等工艺数据与产

品数据的强关联关系，采用一个件号产品编制一本工艺规

程的工艺设计模式，虽然可以进行克隆，但对于标准件庞

大的存量和增量产品基数，工艺设计效率远远无法满足实

际需求，同时在数据链条上仍存在诸多断点，需要通过多

次转换和维护，工作量大，出错风险高，技术状态管理难度

大。标准件产品具备系列化、多品种、构型简单、件号数量

庞大等特点，急需搭建一套能够实现协同设计数据、高效

率、匹配工艺标准化管理、结构化要素齐套的管理平台，解

决工艺设计效率瓶颈，以及下游MES、ERP等系统对结构

化工艺数据的需求和工艺无纸化等问题，支撑标准件产品

的全生命周期数字化管理。1设计尧工艺一体化平台Teamcenter是西门子公司的全生命周期管理PLM系

统，系统基于SOA架构设计，具有很好的系统开放性。能

够以完全SOA架构的方式，提供PLM系统所要求的功能，包括文档管理、产品结构管理、配置管理、零部件分类

管理、工作流程管理、更改管理、项目管理、需求管理等的

产品全生命周期管理，是一套全球制造业应用比较广泛的

整体解决方案。[1]

首先，产品设计数据与工艺设计在统一的数据源下进

行管理，利用产品对象与设计标准、更改数据、技术规范等

的关联，便于对工艺与产品总体的技术状态进行管控。

其次，平台分类库可以有效的对产品、工装、原材料、

设备等资源数据进行管理，并基于TCM模块OOTB功能

界面进行工序、工步等的关联关系搭建，通过转换实现快

速输出二维PDF工艺卡片。

第三，Teamcenter的TCM模块具备强大的结构化数

据搭建功能，同时与NX、CAD等工具软件、ERP、MES等

生产制造系统均具备优秀的集成性能，因而基于结构化数

PLM招标需求及技术规格范文

PLM招标需求及技术规格范文

PLM招标 需求及技术规格范文

一、投标要求：

1、投标人须仔细阅读招标文件的全部条款，并作出明确响应。

2、对各项软件进行分项报价，按软件分项填写《软件报价明细表》。投标报价为软件到达需方指定地点并完成安装调试后的价格（应含向投标方征收的各种税款（含关税）和运保费等费用）。投标价含应用软件（报价至模块）、实施费用、保证期后的售后服务费等；

二、项目名称、数量、功能范围及目标：

1、项目名称：三维CAD/PLM系统及实施项目（国内软件还应包括CAPP及项目管理）

2、功能范围：三维CAD应用，PLM应用

3、目标：

⑴．通过实施三维CAD和PLM项目，搭建一个CAD/CAPP/PLM的协同工作平台，实现真正的权限控制范围内的产品文件的方便创建、共享，快速地查询技术资料；

⑵．实现老产品大量纸质图档进入电子图档的管理方案，统一电子图档管理格式；

⑶．实施与ERP、CAD等系统的高效集成(国内软件还需要与CAPP的集成，国外软件需留有与CAPP集成的接口)；

⑷．确立一个设计开发的创新体系，规范设计开发的工作流程；

⑸．提高产品开发设计效率，实现产品开发合理的配置管理、变更管理、变形设计、派生设计、版本管理等；

⑹．提供更好的管理设计BOM平台,以及更便捷的转化为制造BOM并与SAP制造BOM集成；

⑺．建立统一规范的编码体系，建立规范的产品系列、零件系列；

⑻．降低企业设计更改难度及更改成本，降低整体设计成本；

⑼．保证各种电子数据的安全性要求；

⑽．在统一平台上，所有参与设计的人员通过浏览器可以共享所有的设计文档与信息，实现远程协同设计，并行工作，共同完成某种产品的开发设计工作，缩短新产品设计周期。并留有与供应商、客户协同的扩展功能。

三、总体要求：

1、运行环境

提供系统运行所需硬件配置、网络要求、操作系统版本等。

软件服务器端以ORACLE数据库为运行平台。客户端应能支持Windows

2000/2003/XP/VISTA及其后续版本。

PLM概念大而难以在企业落地

PLM概念大而难以在企业落地

PLM概念大而难以在企业落地

声称能够管理产品生命周期中的所有信息是PLM(Product Lifecycle Manage-ment,产品生命周期管理)的承诺。但当某件事物看上去功能太过强大和完美的时候，首先就会有人质疑它的可行性，之后就会对它的实际应用前景产生怀疑。PLM已经走过了最初不为用户所认可的阶段，但现实问题是，那么大的一个概念，如何落到实处?在实际应用中，用户更看重它哪些方面的能力?用户的实际使用与PLM的理想状态是否存在错位?

“一部分”也算是PLM

PLM涵盖产品的整个生命周期，而企业对PLM的需求往往只局限在其中的某一部分，如三维CAD、图文档管理等。

PLM最初源自PDM(产品数据管理)，而PDM则是源自CAX，包括CAD(计算机辅助设计)、CAPP(计算机辅助工艺过程设计)、CAE(计算机辅助工程)及CAM(计算机辅助制造)等，因此它的源头在于提高工程设计人员在产品设计、工艺编制、质量仿真、数控编程、测试分析等领域的工作效率和质量，所以最初使用CAX的人群是制造企业的产品设计和制造部门。

中国石油天然气集团公司北京石油机械厂总工程师邹连阳在接受记者采访时表示，其石油钻采配件顶驱装置的设计在利用CAD工具及企业图文档管理系统的辅助之后，设计周期从三年缩短到了一年。许继集团则通过PLM建立起了研发体系管理架构，大大增强了产品设计的可重用性。而福田汽车在部署PLM系统之后，所有电子图文档的变更修改和归档都是由系统自动进行的。

尽管后来PLM将覆盖范围扩展到了前期的需求管理以及后期维修服务中产品资料的追踪甚至产品报废，但在实际场景中，PLM应用仍主要集中在产品设计和生产阶段。早已认可PLM的大中规模制造企业不再质疑PLM的必要性和能力，但许继集团有限公司信息中心主任郝子现和北汽福田汽车股份有限公司工程研究院PLM科项目经理陆勤柱都表示，自己迫切需要的PLM功能并没那么多。而对于北京石油机械厂这样规模更小一些的企业来说，基本的图文档管理系统和各类CAX工具基本上就可以满足需求了。

汽车整车行业PLM解决方案

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