典型系统功能及应用

开目CAPP帮助企业实现产品工艺规划和工艺设计的数字化，是制造业信息化解决方案的重要组成部分，是实现企业产品从数字化设计到数字化制造的桥梁。开目CAPP于1996年正式发布，是中国最早商品化的CAPP软件产品。历经20余年的技术研发和市场推广，开目CAPP已在汽车、机车、航天、电子、装备等行业得到了广泛的应用。

5.3.1 开目CAPP系统功能

遵循工具化、平台化、参数化的设计指导思想，开目CAPP系统包括以工艺知识应用为核心的八大功能模块，分别是工艺编辑模块、CAPP系统模块定制工具、CAPP系统辅助工具、二次开发工具、工艺文件输出，输入接口、扩展功能和系统集成。

1）工艺编辑模块

工艺编辑模块是进行工艺规程设计的工作平台，它主要提供工艺卡片编辑、典型工艺查询、工艺资源管理查询、公式计算、工艺简图绘制等功能，实现各种规程文件的设计、打印输出。图、文、表一体化编辑平台，符合工艺人员习惯的工作方式，能有效提高工艺编制的效率，推进工艺设计的优化、标准化、智能化。

2）CAPP系统模块定制工具

开目CAPP提供的模块定制工具主要包括表格绘制与定义、工艺资源管理等。利用模块定制工具，可以快速搭建适合企业需求的CAPP平台。

3）CAPP系统辅助工具

辅助工具主要有工艺资源管理和公式管理器。

工艺资源管理用于集中统一的管理企业的各种工艺资源，包括机床设备、工艺装备、毛坯种类、材料牌号、切削用量、加工余量、经济加工精度、企业常用工艺术语等。工艺资源的形式不仅仅允许是数据表，还可以是机械加工工艺设计手册上的各种切削用量表格、工装示意图等。

通过公式管理器，企业可以自行定义工艺计算所要用到的各种计算公式，并采用树型结构集中管理。在工艺设计时，经常要作材料定额、工时定额等的计算。公式管理器提供国标推荐的材料重量计算、工时定额等计算公式库，并提供组合、模糊的查询功能，以快速检索到想要的公式。

4）二次开发工具

开目CAPP不仅提供了功能完善的功能组件，构成了完整的CAPP工具系统框架，而且提供了丰富的二次开发接口。利用这些开发接口，用户无须了解开目CAPP数据结构的细节，就可以很方便地获得所需的工艺信息。由于采用国际流行的组件接口技术，文档对象模型提供完整一致的接口，提高了开发效率和质量，使得用户的二次开发着重于功能的实现，无须关心数据结构的细节，开发效率和质量大大提高，而且用户的应用程序不会受到CAPP软件升级的影响。

5）工艺文件输出

工艺文件输出有三种方式：工艺浏览、打印中心、工艺统计汇总。

工艺浏览：用CAPP系统生成的工艺信息，在供应、设备、工装、生产等部门有时除了需要从汇总的工艺数据外，还需要查看原始的工艺信息。开目CAPP提供了工艺浏览的功能。

打印中心：用于实现图纸的集中拼图输出。可以将设计图纸、工艺文件、统计汇总文件等一起在A0或A1的图纸上输出。

工艺统计汇总：提供一个专业的BOM工具，可以汇总标准件明细表、自制件明细表、外购件明细表、工装明细表、工艺卡片目录、材料定额、工时定额等。产品数据汇总结果以DBF、Excel、Oracle等形式输出，满足与其他系统集成的需求。

6）输入接口

开目CAPP提供标准数据接口技术，可以把企业已有的工艺资源导入到CAPP中统一管理，无须重新建立，确保工艺资源的一致性。支持VFP、Access、SQL Server、Oracle等流行数据库系统，支持定制开发。开目CAPP系统还提供工艺文件转换工具，可以帮助企业尽可能利用已有的工艺设计成果。工艺文件转换工具支持以下Word、Excel、AutoCAD应用程序及文件格式。而且CAPP系统所有数据都可以作为XML格式导出，很容易支持转化PDF格式导出供对外交流用。BOM汇总出来的数据可以实现企业整体信息集成的纽带，可将CAD、CAPP系统生成的信息进行汇总、转换、生成数据库的形式，传递给ERP系统。

7）扩展功能

分为两大核心功能：装配工艺专业辅助工具和电装工艺专业辅助工具。

（1）装配工艺专业辅助工具。在编制装配工艺时，通过与PDM集成，设计人员可以在开目CAPP界面中方便查询到部件产品对应的产品结构信息，并以表格的形式显示出待装入件的BOM清单。清单的显示格式和显示内容由用户根据需要进行配置。当一个产品/部件的所有工艺编制完成时，该产品/部件的下级部件应该刚好用完。PDM系统中提供装配物料清单与EBOM比较的功能，设计人员可以通过对设计BOM和装配BOM的清单分别进行汇总和比较，来判断是否所有零部件全部被使用，实现装配物料清单与EBOM一致性的维护。开目CAPP通过装配物料清单与产品BOM比较功能，实现变型工艺的快速编制。当产品经过变型设计后，装配BOM随之改变。比较原产品的装配工艺文中的装配物料清单与新变型产品的EBOM，用不同的颜色标识出元器件差异。当调整装配工艺的内容后，消除所有的差异，则变型产品的装配工艺完成。

（2）电装工艺专业辅助工具。开目CAPP支持大量图文表混合填写的表格填写，且工艺卡片中的表格是动态可调整的，以满足电装工艺的专业化管理需求。电装工艺常通过提供不同风格的电装工艺附图，直观指导工人作业。开目CAPP通过对图像和CAD图形高度集成，能实现电路板图片上元器件的快速定位和标注，或者CAD图形的元件着色处理。例如提供样品电路板的实物照片，对照片上的元件自动生成文字标签，指出当前工序应该安装的元器件的位置、名称、型号规格等，或者提供工位元件着色图；对每个工序，将本工位上要安装的元器件、前面的工位上已经安装的元器件用不同的颜色标识出来，并可以将本工位上要安装的元件按所属的部品盒用不同的颜色加以区分；包括PCB布置图、元器件明细表等数据，用于电装工艺的编制和一致性检查。给定一定的约束条件，开目CAPP可以智能化生成装配工艺，确定每个工位安装哪些元器件。这个装配工艺根据若干规则产生，考虑流水线工位设置、元件尺寸、插件顺序、左右手操作等方面的因素；可以实现工艺路线规划、方案评价和优化；可以实现工序设计和工艺卡片自动填写。自动生产的装配工艺可以人工调整，修改前面的工序中的装配元器件后，可以自动重排后续工序的装配工艺。

8）系统集成

（1）与CAD集成，开目CAPP与CAD的集成实现了以下功能：

①能够直接读取CAD设计文件的图形，并自动提取标题栏、明细表的信息。

②支持流行的DWG、DXF、IGES、KMG等格式图形文件。

③读入的CAD设计图形支持工艺简图的复制、剪切、拷贝等。

④支持OLE方式集成各种CAD软件，完成工序简图的绘制。

（2）与PDM集成，开目CAPP与PDM集成实现了以下功能：

①工艺信息可由PDM集中管理，与设计信息组合形成企业完整的产品数据，供产采购供销等部门使用。

②可在PDM环境下封装开目CAPP，工艺设计时接受PDM分派的零部件图形、工艺角色等信息，无需重复输入，实现紧密集成。

③支持PDM下工作流程分解和权限分派，在PDM环境下，用户可以不同的身份登录进CAPP系统，执行其修改、批阅等功能。

④授权用户可对同一卡片不同内容进行编辑，互不干扰。如工时定额只能由工时定额人员编辑，其他人员不能编辑，甚至不能浏览。

⑤提供了标准的工艺文档浏览器插件，可以直接嵌入在PDM环境下轻松浏览各种工艺设计文档。

⑥提供丰富的基于COM/DCOM技术的二次开发接口，轻松实现PDM系统与开目CAPP的工艺设计信息双向互动，开发者无须关注数据结构的细节。

（3）与ERP系统集成，开目CAPP与ERP集成实现了以下功能：

①用开目CAPP进行工艺规程设计后，所有工艺设计信息均可以根据客户要求分门别类，自动统计汇总，充分适应不同管理信息系统的不同形式的需求；

②可以自动汇总生成管理信息系统所需要的工艺路线表、设备清单、工装一览表等信息。

③可以自动汇总计算工时定额、材料定额等信息。

④可以统计汇总工艺关键件明细表、关键工序明细表。

⑤提供与管理信息系统标准的数据接口技术，支持DBF、Access、Excel、SQL Server、Oracle等数据形式，支持定制开发。

⑥工艺设计时，可直接访问企业管理信息系统已有的设备、工装、材料等数据库信息。

5.3.2 CAPP应用案例

以下列举某锅炉厂开目CAPP工艺信息化解决方案案例。

1）实施工艺信息化的背景

（1）为企业的快速发展提供支撑。在宏观形式趋好的形势下，该锅炉厂近几年合同的装机容量增长迅速，并在未来几年内还将保持较高增长。随着订单的猛增，交付能力成了制约发展的瓶颈。在以产品为核心的供应链协作时代，该锅炉厂一方面通过提高工艺装备综合能力内部挖潜，另一方面采用联合、兼并、合股、分包等多种形式的横向经济联合来快速提高企业生产能力。生产能力的大幅提高，给产品开发又提出了严峻的挑战，不但要为该锅炉厂的生产设计图纸和工艺，还要为横向经济联合体的生产设计图纸和工艺。对于整个产品开发而言，工艺环节面临的压力更大，该锅炉厂急需借助工艺信息化来提升产品开发能力。

（2）快速准确报价，拿下更多订单。对于电站锅炉、核电设备等产品的投标，在有可靠质量保证的情况下，合理的报价是中标的关键。对于电站锅炉、核电设备等这些“庞然大物”，有上万个零部件，零部件的结构极其复杂，整个产品要经过复杂的冷作加工、热处理、焊接、装配、安装、调试等工艺流程，而且其中还要穿插多种检查。在工艺如此复杂的情况下，采用传统工艺设计方式，约需2个月才能在完成整个产品的工艺文件编制和工艺汇总基础上给出较合理的报价。激烈的投标竞争中该锅炉厂就只能靠人的经验进行估算，而作为电站锅炉、核电设备，其单台造价一般都在数千万元以上，有的甚至高达数亿元。经验估算的价偏差一般都在5%左右，其价格就相差几百万到几千万。不准确的投标报价可能导致企业利润的降低甚至亏损。因此如何快速提供准确、全面的工艺信息，以快速准确报价，是该锅炉厂CAPP系统急待解决的关键问题之一。

（3）严格工艺管理，确保产品质量。锅炉产品的质量要求非常高，工艺的作业规范非常严格。一台锅炉产品，零部件种类多达上万种，结构极其复杂，要保证像电站锅炉、核电设备等这类“庞然大物”完全满足订单的质量要求不是一件容易的事，因此该锅炉厂非常注重从零部件的每道工序控制质量。为实现从每道工序控制质量，就必须为每道工序提供完备、正确的工艺文件，包括操作规程、COL卡（履历卡）等。而一台锅炉产品完整的工艺文件多达几千份，要保证所有工艺没有遗漏、没有错误，采用传统工艺设计方式是很难办到的，必须采用智能生成与卡片编辑相结合的方式才能同时提高工艺的质量和效率。

（4）提高工艺准备的效率，缩短产品开发和生产准备的周期。该锅炉厂的产品是“庞然大物”，缩短产品开发和生产准备的周期对于保证整个产品的交货期是非常重要的。产品开发包括产品设计、工艺设计；生产准备包括原材料和工装采购等。对于产品设计和工艺设计，在提高各自效率的同时，更重要的是要提高两者的协同和并行性，当完成部件或组件的产品设计时，就开始这些部件或组件的工艺设计，这种协同需要处理好设计与工艺的双向、多次变更问题。生产准备的原材料采购也是非常复杂的。一台电站锅炉需要上千吨钢材，其中有些钢材要求高，厂家少、产量低，甚至有的钢材需要进口，为避免出现“停工待料”，就需要工艺部门尽早提供准确、全面的原材料需求信息，采购部门可以尽早制定采购计划。

2）工艺信息化解决方案及特点

基于企业缩短技术准备周期，强化交付订单能力的需求，工艺信息化是突破口。根据企业的实际业务需求，开目公司为该锅炉厂提供了极富行业特色的工艺信息化解决方案。该解决方案面向锅炉行业，集工艺设计与工艺管理于一体，基于集成化、工具化、智能化的设计思想，实现了该锅炉厂焊接、冷作等专业工艺的智能化生成。该解决方案具有如下特点：

（1）设计与工艺紧密集成。该锅炉厂的产品比较庞大，交货期又比较紧，不可能等到产品设计全部完成后才开始工艺设计，为此本解决方案采用部件或组件一级的协同设计方式，以大幅提高整个产品的开发效率。采用部件或组件一级的协同设计方式要解决一个关键问题：设计的产品结构是不断成长和完善的，其中经常会发生设计更改，这就要解决工艺与设计的产品结构信息同步问题。在解决方案中提供了批量更改功能，可以在一个部件或组件范围内批量检索，对找到的内容进行全部删除、全部用新值替换，或者依据一定的更改条件把内容成批更改。

（2）专业化CAPP工具。

①参数化冷作CAPP：针对该锅炉厂冷作工艺系列化特征和工作量大而开发的专用系统，主要应用于集箱、管子、膜式壁等。参数化CAPP系统可定义固化大量的工艺知识及工艺流程，利用参数的变化，自动解释工艺知识和工艺流程，批量生成一批系列件的工艺文件，能依据冷作工艺过程卡和相应的工艺知识库智能生成COL卡（履历卡），且COL卡表格可自定义和扩充功能；能依据冷作工艺过程卡的内容，质量控制点的字典库和生成规则，智能生成质量控制点。这不但大幅提高了工艺设计的效率，而且基于专家的经验和知识进行工艺设计，确保了工艺设计的质量。这套系统是国内首创的成果，在系列化产品的工艺设计上广泛适用，可极大提高工艺设计效率。该系统在该锅炉厂获得全面使用，深得工艺人员的认可。

②智能化焊接CAPP：项目针对该锅炉厂焊接工艺复杂、产品安全性要求高等特点，为解决经验丰富的工艺师缺乏的问题，有针对性地开发了智能化专用CAPP系统。该系统直接从产品结构树上获得零件清单；各种工艺焊接资源库自动挂库查询；各类汇总表自动生成；焊接材料定额自动生成。这套CAPP系统为国内首创，很好地解决了该锅炉厂的焊接工艺问题，也可推广到其他锅炉企业及制造业企业，对工艺复杂、知识规则比较多的企业都非常适用。

（3）复杂产品的设计管理。该锅炉厂的单个产品零部件种类上万种，零部件结构层次相当复杂，分产品、部件、一级部件、二级部件、组件、一级组件、二级组件、支组件、一级支组件、二级支组件、零件等诸多层次，给产品设计及数据管理造成很大的困难。现在应用的PDM系统拥有强大的渐进式产品设计管理和产品数据管理功能，基于零部组件的产品拼装设计功能以及BOM自动展开功能，优先选用标准件、通用件，明显提高锅炉产品的设计效率和质量，并降低了成本。

（4）开放的产品数据汇总。锅炉产品和工艺设计完成后，均需要统计汇总各种清单。手工统计汇总，工作量大，计算烦琐，由于在不同的表格中摘抄关于零部组件的如图号、名称、材料等信息，重复工作多，而且容易出错，造成数据的不一致。PDM系统具有基于产品结构树的BOM统计功能，BOM是CAPP/PDM系统的增值模块，是开放工具，报表格式及汇总方式可以定义和配置。可基于类自然语言的配置，汇总的方法、过程、排序的方法、表格的形式等按照该锅炉厂的习惯执行。产品数据汇总结果以DBF、Excel、Oracle数据表等格式输出，可以在其他系统中使用。

（5）满足后续集成要求的集成化工艺解决方案。该锅炉厂的工艺信息化解决方案，架构在PDM基础上。设计、工艺、供应、质量等部门可以充分共享产品数据。设计信息可以有权限地共享给工艺人员。工艺人员可以直接获取设计提供的信息，进行焊接、冷作工艺的设计，以及材料定额、工艺装备的统计汇总。系统提供了文本、数据库等各种形式的接口，可以为采购、供应、财务等部门提供产品信息，实现了工艺信息的电子化快速发布，规避了采购、供应、财务、质量等部门数据的重复录入，确保工艺信息在多个部门之间的一致性。

3）项目完成情况及效果

（1）完成符合该锅炉厂特点及要求的KMCAPP系统，包含冷作CAPP、参数化CAPP、焊接CAPP。

（2）建立材料库、设备库、焊接资源库等通用标准库，工艺处管膜工艺组、非受压件组还在工艺资源管理器中建立了自己的节点，包含了常用的设备、弯管机相关工艺参数、工装、材料、工艺术语及人员库，使用方便，信息共享程序高。

（3）已编制诸如长管接头、厚壁弯管机、放样作正、管端加工、集箱管加工、节割余量、水压试验、套料、通球、容器工艺、通球计算、膜式厚壁弯等几十个工艺流程，已在实际工艺设计中得到运用，大幅提高了工艺编制效率及质量。

（4）完成该锅炉厂组织结构及人员录入工作并分配了权限。

（5）实现对该锅炉厂多种规格图纸识别及展开功能，建立了产品结构树，数据较规范。

（6）实现对电子图档的统一管理功能，其中的版本控制能有效解决图纸有效性的问题。

（7）完成符合该锅炉厂产品特点的产品结构关系配置，实现CAPP与PDM的集成功能。

（8）完成物料部门发料单的汇总及打印配置。