【企業(yè)簡介】

    襄陽汽車軸承股份有限公司（以下簡稱襄軸）作為國內(nèi)最大的汽車軸承生產(chǎn)企業(yè)，始建于1968年，可生產(chǎn)12類2000多個(gè)品種，現(xiàn)已形成重型、中型、輕型、微型、轎車等各種車型可整車配套的軸承體系。

【合作歷程】

    ●2009年7月，引入開目PDM系統(tǒng)和開目CAPP進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝管理。

    ●2010年8月，引入開目參數(shù)化CAPP系統(tǒng)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)管理的深化應(yīng)用。

【信息化背景】

    襄軸作為一個(gè)有著四十多年歷史的大型國有企業(yè)，每年以200個(gè)以上的速度推出新品，這就要求現(xiàn)場工藝技術(shù)人員不僅能快速、準(zhǔn)確的編制各種工藝文件，而且能急時(shí)、有效地解決現(xiàn)場問題。

    軸承產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)較復(fù)雜，計(jì)算工作量大，易出錯(cuò)，但其數(shù)學(xué)模型相對統(tǒng)一，設(shè)計(jì)流程標(biāo)準(zhǔn)化程度高，特別適合于應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。軸承制造過程中，生產(chǎn)工序多、工藝流程復(fù)雜，且每一種工序都有嚴(yán)格的規(guī)定和檢驗(yàn)記錄，信息交換量大，但軸承產(chǎn)品工藝有明確的分類，工藝相似性好，規(guī)律性強(qiáng)，如果能通過總結(jié)工藝特點(diǎn)，形成參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)，將大大提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性。

    軸承產(chǎn)品的材料特殊，各工藝環(huán)節(jié)技術(shù)難度比較大，對工藝要求比較高，需要有一套嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系，并對這一質(zhì)量控制過程進(jìn)行全面的監(jiān)控。目前大多數(shù)主機(jī)廠都按照TS16949的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行質(zhì)量控制。襄陽軸承需要為每個(gè)軸承產(chǎn)品編制完整的TS16949質(zhì)量體系文件，并且這些文件可能會(huì)因主機(jī)廠的不同而采用不同的格式。這些文件的編制工作同樣具有工作量大，重復(fù)性高的特點(diǎn)。

    結(jié)合以上特點(diǎn)，軸承產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)方面具有下述典型需求：

    ●提高設(shè)計(jì)的效率

    軸承的工藝技術(shù)文件、鍛坯工藝、熱處理工藝、機(jī)加工工藝，以及TS16949的工藝流程圖、FMEA、控制計(jì)劃、檢驗(yàn)基準(zhǔn)書等基本采用手工編輯。而軸承產(chǎn)品的工藝重復(fù)性高，需要充分利用已有的工藝信息。并且在設(shè)計(jì)過程中存在大量的各類計(jì)算。工藝師的大部分工作是在進(jìn)行重復(fù)性勞動(dòng)，沒有足夠精力致力于工藝改進(jìn)和新工藝研究，既影響了工藝師們的工作積極性，也影響了企業(yè)整體工藝水平的提高。

    ●推進(jìn)TS16949管理體系的建設(shè)

    作為汽車零部件企業(yè)，軸承廠需要執(zhí)行汽車行業(yè)TS16949質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，需要編制完整的TS16949質(zhì)量體系文件，并且這些文件可能會(huì)因主機(jī)廠的不同而采用不同的格式。這些文件的編制工作同樣具有工作量大，重復(fù)性高的特點(diǎn)，因此，企業(yè)需要有一套完整的工具來實(shí)現(xiàn)工藝技術(shù)文檔以及工藝質(zhì)量管理文件的自動(dòng)生成，把工藝人員從簡單的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來，集中更強(qiáng)的力量用于工藝創(chuàng)新和工藝改造，從而提高企業(yè)的整體工藝水平，是企業(yè)的一個(gè)迫切需求。

    ●推動(dòng)工藝標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展

    受信息化推廣應(yīng)用所限，很多軸承企業(yè)的工藝文件仍然采用AutoCAD、OFFICE等軟件填寫，沒有建立規(guī)范的工藝術(shù)語庫、工種庫、材料庫、工藝裝備庫、設(shè)備庫等，企業(yè)典型工藝沒有建成共享的資源庫。工藝的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化工作做得很不夠，不利于信息的交流和工藝資源的有效利用。

    【解決方案】

    針對軸承行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)特色以及信息化需求，通過與開目公司合作，襄軸采用基于知識(shí)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與工藝管理系統(tǒng)（參數(shù)化CAPP系統(tǒng)）能夠有效解決軸承行業(yè)的設(shè)計(jì)效率、質(zhì)量等問題。該系統(tǒng)通過對企業(yè)知識(shí)財(cái)富的積累和高效利用，能夠有效提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，提高企業(yè)的市場競爭力。能夠?qū)⒔?jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師從簡單的事務(wù)性勞動(dòng)中解放出來，從事更有創(chuàng)造力的工藝創(chuàng)新與改進(jìn)工作。同時(shí)為年輕的設(shè)計(jì)人員提供學(xué)習(xí)平臺(tái)，快速提高企業(yè)整體工藝水平。

    圖1 開目基于知識(shí)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與工藝管理系統(tǒng)架構(gòu)

    【信息化應(yīng)用】

    開目參數(shù)化CAPP系統(tǒng)在襄軸的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：

    1)建立襄陽軸承知識(shí)管理平臺(tái)

    開目參數(shù)化CAPP系統(tǒng)搭建的軸承產(chǎn)品知識(shí)管理平臺(tái)為企業(yè)提供軸承產(chǎn)品知識(shí)管理解決方案，能夠幫助襄陽軸承構(gòu)筑產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一電子資料存放規(guī)則，有效組織技術(shù)資料，建立一個(gè)統(tǒng)一的產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)。同時(shí)也為工程師提供了豐富的知識(shí)管理功能，在這個(gè)平臺(tái)上所有參與設(shè)計(jì)的人員可以共享所有的設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)量等文檔與信息，使得工程師在安全準(zhǔn)確的狀態(tài)下，建立、編輯、瀏覽以及控制文檔，使得企業(yè)能夠在并行工程環(huán)境下，共享信息，協(xié)同設(shè)計(jì)，并更好地進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新和維護(hù)。

    2)智能化軸承設(shè)計(jì)計(jì)算工具

    軸承產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對較簡單，設(shè)計(jì)過程中較多涉及到各類軸承特征值的計(jì)算，例如根據(jù)主機(jī)的技術(shù)參數(shù)和支承部位結(jié)構(gòu)，初選軸承的類型和尺寸，計(jì)算作用于軸承上的負(fù)荷；根據(jù)負(fù)荷計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷；再根據(jù)軸承額定壽命公式計(jì)算軸承的壽命；最后還需要驗(yàn)算額定靜負(fù)荷和極限轉(zhuǎn)速。

    開目基于知識(shí)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與工藝管理系統(tǒng)中提供軸承計(jì)算輔助工具，設(shè)計(jì)人員可以預(yù)先進(jìn)行各類計(jì)算公式的定義，然后通過輸入的參數(shù)，選擇合適的公式進(jìn)行自動(dòng)分析與計(jì)算，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。

    3)基于知識(shí)的軸承參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)

    開目基于知識(shí)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與工藝管理系統(tǒng)中提供參數(shù)化工藝平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)定義、工藝流程定義、編譯解釋等功能。

    ●工藝參數(shù)定義

    參數(shù)定義是特征編碼的歸納、提取和定義屬性值的過程，定義正確與否將會(huì)直接影響到流程的定義和解釋工作的進(jìn)展。在襄陽軸承參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)工具提供多種參數(shù)取值類型：直接輸入型、給定選擇項(xiàng)型、參數(shù)計(jì)算型、查工程數(shù)據(jù)表型、查數(shù)據(jù)庫表型。以襄軸GZ_71062型軸承的工藝為例，為其定義直徑、高度、滾道直徑、角度、外圓大小端倒角尺寸等工藝參數(shù)，如圖2所示。

    圖2 軸承參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)——工藝參數(shù)定義

    ●工藝流程定義

    流程定義是整個(gè)流程的直接實(shí)現(xiàn)，可以把企業(yè)中優(yōu)秀工藝師的經(jīng)驗(yàn)用實(shí)例的方式存儲(chǔ)起來。流程定義決定并影響了實(shí)際工藝形成的正確性。流程的定義包括兩個(gè)部分的工作：流程圖的繪制、流程圖中圖元的屬性確定。流程圖的繪制是確定流程內(nèi)容，以及確定流程工序之間的先后關(guān)系以及流程工序的走向。流程圖元屬性表示流程圖中每個(gè)圖元的作用，以及在該圖元中需要完成的工作。

    以襄軸GZ_71062型軸承的車削工藝過程為例，根據(jù)軸承的材料、驗(yàn)收方法、工藝特征、加工參數(shù)等工藝參數(shù)，可定義如下的工藝流程。

    圖3 軸承參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)——工藝流程定義

    ●編譯解釋工具

    編輯解釋工具的主要作用是輸入工藝參數(shù)，系統(tǒng)通過編譯解釋工具，對工藝知識(shí)進(jìn)行推理判斷，生成符合條件的工藝過程和工藝內(nèi)容。解釋流程是變量驅(qū)動(dòng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程。

    圖4 參數(shù)化工藝數(shù)據(jù)寫入工藝文件（一）：工藝過程信息

    圖5 參數(shù)化工藝數(shù)據(jù)寫入工藝文件（二）：工藝圖形信息

    圖6 參數(shù)化工藝數(shù)據(jù)寫入工藝文件（三）：工藝參數(shù)信息

    4)支持TS16949質(zhì)量體系的工藝設(shè)計(jì)

    為提高效率和準(zhǔn)確性，開目公司為襄陽軸承建立了支持TS16949質(zhì)量保證體系的參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)輔助系統(tǒng)，幫助企業(yè)完成工藝知識(shí)和質(zhì)量知識(shí)的積累，以及相關(guān)質(zhì)量體系文件的快速編制。支持TS16949質(zhì)量體系的參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以編制、計(jì)算和匯總出襄陽軸承整套TS16949工藝文件。系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如下圖所示：

    圖7 支持TS16949質(zhì)量體系的參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)流程示意

    主要功能包括：

    ●建立TS16949的知識(shí)庫

    TS16949質(zhì)量體系是在長期的生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)過程進(jìn)行仔細(xì)的分析，對關(guān)鍵過程加以控制和改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。在此過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都需要積累作為企業(yè)的知識(shí)庫，并且可以方便地查找、使用、管理和擴(kuò)充。因而，襄陽軸承參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中需要建立TS16949知識(shí)庫。主要包括：

    產(chǎn)品特征參數(shù)庫

    關(guān)鍵工序和重要工序庫

    控制計(jì)劃和控制方法庫

    量檢具清單庫

    FMEA知識(shí)庫

    檢驗(yàn)基準(zhǔn)方法庫

    ●工藝數(shù)據(jù)組織形式科學(xué)，效率高

    遵循TS16949的工藝系統(tǒng)中，象關(guān)鍵產(chǎn)品特性這類信息有多種表現(xiàn)形式，過程流程圖中的關(guān)鍵產(chǎn)品特性檢驗(yàn)基準(zhǔn)書中的技術(shù)要求、工藝裝配清單的特性值、工夾具清單的規(guī)格及說明，以及其它很多信息都是相互關(guān)聯(lián)的，襄陽軸承參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠科學(xué)組織工藝數(shù)據(jù)，從而保證數(shù)據(jù)一處錄入，全程共享，保證了數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

    ●自動(dòng)提取產(chǎn)品特征屬性

    可以通過序號、特性類型、特性名稱、特征內(nèi)容等參數(shù)，描述關(guān)鍵產(chǎn)品特性。

    可以通過產(chǎn)品參數(shù)表，生成產(chǎn)品特征特性清單。

    可以將關(guān)鍵產(chǎn)品特性自動(dòng)提取到檢驗(yàn)基準(zhǔn)書和檢驗(yàn)指導(dǎo)卡中。

    在修改了產(chǎn)品參數(shù)表中的產(chǎn)品特征后，采用增量方式提取，保證產(chǎn)品特征特性清單、工序簡圖中的關(guān)鍵產(chǎn)品特性與檢驗(yàn)基準(zhǔn)書和檢驗(yàn)指導(dǎo)卡中的一致。

    ●編制控制計(jì)劃、FMEA、和檢驗(yàn)基準(zhǔn)書

    根據(jù)工藝流程圖中的工序以及加工參數(shù)，設(shè)計(jì)人員可以參考知識(shí)庫中的相關(guān)表，編制每一道工序的控制計(jì)劃、FMEA。同時(shí)讀取產(chǎn)品參數(shù)表中的參數(shù)信息，根據(jù)關(guān)鍵產(chǎn)品特性以及對應(yīng)的檢驗(yàn)基準(zhǔn)方法、檢驗(yàn)值生成檢驗(yàn)基準(zhǔn)書，以表格的形式直觀表現(xiàn)，便于全面、正確地控制關(guān)鍵產(chǎn)品特性，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

    襄陽軸承參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中所有質(zhì)量體系文件用工序號作為關(guān)聯(lián)約束，保證數(shù)據(jù)的正確性。

    ●參數(shù)化驅(qū)動(dòng)自動(dòng)生成工藝過程卡和工序卡

    目前襄陽軸承的傳統(tǒng)工藝文件和TS16949的質(zhì)量體系文件是并存使用的。并且工序卡需要提交給主機(jī)廠。襄軸參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以通過產(chǎn)品參數(shù)表中尺寸、材料以及加工要求等加工參數(shù)驅(qū)動(dòng)生成工藝過程卡，并且會(huì)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)原則中的加工余量和公差等的設(shè)計(jì)原則，自動(dòng)根據(jù)產(chǎn)品圖倒推出各工序的毛坯尺寸和加工尺寸。同時(shí)還可以驅(qū)動(dòng)生成工序簡圖。

    對關(guān)鍵工序，還需要編制工序操作指導(dǎo)卡和檢驗(yàn)指導(dǎo)卡。襄陽軸承參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)工序名稱和工序內(nèi)容，結(jié)合控制計(jì)劃和檢驗(yàn)基準(zhǔn)書，生成與工序?qū)��?yīng)的操作指導(dǎo)卡和檢驗(yàn)指導(dǎo)卡。

【應(yīng)用價(jià)值】

    ●建立了包括軸承工藝路線中的關(guān)鍵參數(shù)、工藝資源、工藝方法等的工藝知識(shí)庫，為實(shí)現(xiàn)CAPP參數(shù)化奠定了基礎(chǔ)。

    ●建立了基于流程圖的典型工藝模板，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的快速變型工藝設(shè)計(jì)，顯著提高了工藝設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度和效率。

    ●建立軸承企業(yè)的工藝知識(shí)庫及工藝知識(shí)積累機(jī)制，滿足了工藝知識(shí)的積累與傳承要求，大幅提高了產(chǎn)品的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化水平，降低了生產(chǎn)成本。

    ●基于通用工藝建模工具，形成了由企業(yè)自主完成產(chǎn)品工藝的知識(shí)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的參數(shù)化CAPP實(shí)現(xiàn)的成功模式，滿足了企業(yè)對系統(tǒng)的自主擴(kuò)展需求，有利于行業(yè)推廣應(yīng)用。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：參數(shù)化CAPP系統(tǒng)在襄軸的應(yīng)用

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