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[摘要]：本文以精益思想为指导，以实现质量的持续改进为目的，优化了工艺设计流程，实现了工艺设计从设计信息输入到加工质量反馈过程的全闭环管理，同时采用先进的计算机辅助工具对各个环节予以实现，完成了工艺设计信息系统集成，搭建了全闭环工艺设计和工艺改进的平台，提高工艺设计质量和效率，缩短了产品研制周期。
[关键字]：工艺设计 全闭环 信息系统
中图分类号：TB020 文献标识码：B 文章编号：1009-914X(2012)26- 0599-01
一、概述
随着科学技术和管理技术的不断发展，人们对产品的质量和质量的稳定性提出了更高的要求，作为企业生产的技术指导性文件——工艺规程，如何做到从源头出发，减少质量问题，提高产品质量，减少人为因素的影响，从根本上保证产品生产的稳定性和可靠性已成为企业能否持续立足市场的关键问题。这就对企业的工艺设计过程提出了更高的要求。然而，目前，企业的工艺设计过程还存在着各种各样的问题，制约着企业工艺水平的提高，主要表现在以下几个方面：
1.信息分散，缺乏共享，致使工艺设计信息不足。产品的工艺设计需要产品设计信息、材料信息、工艺装备信息、企业生产状况等，而这些信息存在于企业的各个部门或各个信息孤岛之中，工艺设计人员要获取这些信息比较困难，经常导致与企业实际脱节的现象。
2.工艺设计仍处在开环设计或半闭环设计阶段。目前企业的工艺设计与生产制造和质量管理仍存在脱节现象。加工工艺指导产品生产，并由质量管理部门对生产的质量进行检测和分析，然而缺乏生产信息和质量信息反馈给工艺设计部门的环节。工艺设计缺乏对这些信息的系统分析，缺乏工艺改进的依据。
3.现有企业的工艺设计辅助工具相互独立，缺乏统一的平台。目前辅助企业工艺设计的系统很多，如Autodesk、CATIA、UG、masterCAM、VERICUT等，他们相互独立，信息不能共享，重复工作繁多、工作连续性和数据一致性较差。
此外，还包括一些目前企业信息化建设中存在的普遍问题，这里不再赘述。为解决工艺设计中存在的问题，改善现有的工艺设计水平，提高设计质量，我们以精益思想为指导，以持续改进为目标，从系统上和业务流程的每一个环节出发，充分发挥企业现有资源的功效，创建了全闭环工艺设计信息集成系统。
二、工艺设计信息集成系统流程设计
全闭环工艺设计信息集成系统的工艺流程必须以精益思想为指导，保证数据源的唯一性，避免操作的重复性，减少人员的操作内容，充分应用产品检验检测数据，高效发挥质量管理和分析软件的效能，结合员工显性和隐性的知识，通过无休止的剖析和解决根本问题，以最少的内耗实现产品加工工艺的持续改进，提高工艺设计的效率和质量，保证产品生产过程的稳定性。
工艺人员通过与设计人员进行详细的交流，根据产品设计信息进行零件特征分析，建立所有人员都认可的设计模型，并作为工艺人员协同工作的唯一数据源，保证数据的一致性。然后根据公司工艺资源库中的知识和员工的经验，应用相应的辅助工具，编制产品的工艺规程。由于公司内大部分加工属于数控加工，因此需要根据机床、工艺装备等信息，对设计模型进行优化建立适合本工序的数据模型，并进行数控程序的编制。为保证编制的工艺流程和数控加工程序符合产品质量要求以及保證加工质量的持续改进，最终完成高质高效的工艺指导文件，必须对产品的加工过程进行跟踪、对产品的加工质量进行分析，以此为依据，找出制约质量改进的原因，完善加工工艺，实现工艺设计的全闭环管理，系统地从源头上保证质量和质量的稳定性。如图1所示，为此信息集成系统应用的业务流程。
三、工艺设计信息集成系统设计
本系统建立在TeamCenter平台之上，将PDM系统、CAPP系统、CAM系统和VERICUT系统通过设计的业务流程融合为一体，并与CAD系统、ERP/MES系统进行有机集成。从CAD系统中获取零件的设计模型、技术要求及更改等信息并将其存储到PDM系统中，作为产品工艺设计的唯一数据源，保证数据源的唯一性。CAPP系统从ERP/MES系统中获取计划信息、企业资源信息，并根据PDM系统中的产品设计信息以及以往存储的工艺知识进行工艺规程的编制，并将其存储于PDM系统中，CAM系统从PDM系统获取工艺信息进行数控加工程序的编制和分析，并使用VERICUT软件进行仿真加工， 首先查询PDM系统中是否存在相应的机床和工装夹具模型，如果存在建立仿真模型进行仿真，否则，先从ERP/MES系统中获取相关信息建立对应模型并存储到PDM系统的工艺装备模型库中，仿真合格后存储到PDM中，以便在MES系统需要时发布给各个车间。ERP/MES系统对从生产车间数据采集系统获取的质量数据进行管理和分析，并传递给CAPP系统供工艺设计人员进行分析，进入工艺优化的下一循环，直至质量分析结果满意为止。
四、系统的实现与应用
通过对系统业务流程和系统结构进行设计，在TC平台上完成系统的实现。首先将工艺流程固化于TC系统中，然后将各个信息子系统与流程中的各个环节进行集成，并由TC实现流程管理、信息的传递和存储，各个过程的主要工作由各个子系统进行完成。在整个过程中，所有制造信息、仿真的信息等都以数据集的形式保留在PDM系统中，实现各个过程和不同人员之间的信息共享。如图3、图4所示，为系统应用过程中的两个界面。
五、总结
全闭环工艺设计流程的设计，将质量管理与工艺设计进行集成，实现了工艺规程实现的全闭环管理，将工艺设计和改进带入了不断改进的PDCA循环之中，为事前把关提供了更加广阔的平台，为质量部门与工艺设计部门拓宽了交流的通道。工艺设计信息集成系统的研究和应用，为公司工艺设计提供了统一的设计平台，减少了重复性劳动，提高了工作效率，同时减少了人为失误等原因造成的质量不稳定，为高效高质从根本上解决质量问题提供了更加广泛的空间。
[关键字]：工艺设计 全闭环 信息系统
中图分类号：TB020 文献标识码：B 文章编号：1009-914X(2012)26- 0599-01
一、概述
随着科学技术和管理技术的不断发展，人们对产品的质量和质量的稳定性提出了更高的要求，作为企业生产的技术指导性文件——工艺规程，如何做到从源头出发，减少质量问题，提高产品质量，减少人为因素的影响，从根本上保证产品生产的稳定性和可靠性已成为企业能否持续立足市场的关键问题。这就对企业的工艺设计过程提出了更高的要求。然而，目前，企业的工艺设计过程还存在着各种各样的问题，制约着企业工艺水平的提高，主要表现在以下几个方面：
1.信息分散，缺乏共享，致使工艺设计信息不足。产品的工艺设计需要产品设计信息、材料信息、工艺装备信息、企业生产状况等，而这些信息存在于企业的各个部门或各个信息孤岛之中，工艺设计人员要获取这些信息比较困难，经常导致与企业实际脱节的现象。
2.工艺设计仍处在开环设计或半闭环设计阶段。目前企业的工艺设计与生产制造和质量管理仍存在脱节现象。加工工艺指导产品生产，并由质量管理部门对生产的质量进行检测和分析，然而缺乏生产信息和质量信息反馈给工艺设计部门的环节。工艺设计缺乏对这些信息的系统分析，缺乏工艺改进的依据。
3.现有企业的工艺设计辅助工具相互独立，缺乏统一的平台。目前辅助企业工艺设计的系统很多，如Autodesk、CATIA、UG、masterCAM、VERICUT等，他们相互独立，信息不能共享，重复工作繁多、工作连续性和数据一致性较差。
此外，还包括一些目前企业信息化建设中存在的普遍问题，这里不再赘述。为解决工艺设计中存在的问题，改善现有的工艺设计水平，提高设计质量，我们以精益思想为指导，以持续改进为目标，从系统上和业务流程的每一个环节出发，充分发挥企业现有资源的功效，创建了全闭环工艺设计信息集成系统。
二、工艺设计信息集成系统流程设计
全闭环工艺设计信息集成系统的工艺流程必须以精益思想为指导，保证数据源的唯一性，避免操作的重复性，减少人员的操作内容，充分应用产品检验检测数据，高效发挥质量管理和分析软件的效能，结合员工显性和隐性的知识，通过无休止的剖析和解决根本问题，以最少的内耗实现产品加工工艺的持续改进，提高工艺设计的效率和质量，保证产品生产过程的稳定性。
工艺人员通过与设计人员进行详细的交流，根据产品设计信息进行零件特征分析，建立所有人员都认可的设计模型，并作为工艺人员协同工作的唯一数据源，保证数据的一致性。然后根据公司工艺资源库中的知识和员工的经验，应用相应的辅助工具，编制产品的工艺规程。由于公司内大部分加工属于数控加工，因此需要根据机床、工艺装备等信息，对设计模型进行优化建立适合本工序的数据模型，并进行数控程序的编制。为保证编制的工艺流程和数控加工程序符合产品质量要求以及保證加工质量的持续改进，最终完成高质高效的工艺指导文件，必须对产品的加工过程进行跟踪、对产品的加工质量进行分析，以此为依据，找出制约质量改进的原因，完善加工工艺，实现工艺设计的全闭环管理，系统地从源头上保证质量和质量的稳定性。如图1所示，为此信息集成系统应用的业务流程。
三、工艺设计信息集成系统设计
本系统建立在TeamCenter平台之上，将PDM系统、CAPP系统、CAM系统和VERICUT系统通过设计的业务流程融合为一体，并与CAD系统、ERP/MES系统进行有机集成。从CAD系统中获取零件的设计模型、技术要求及更改等信息并将其存储到PDM系统中，作为产品工艺设计的唯一数据源，保证数据源的唯一性。CAPP系统从ERP/MES系统中获取计划信息、企业资源信息，并根据PDM系统中的产品设计信息以及以往存储的工艺知识进行工艺规程的编制，并将其存储于PDM系统中，CAM系统从PDM系统获取工艺信息进行数控加工程序的编制和分析，并使用VERICUT软件进行仿真加工， 首先查询PDM系统中是否存在相应的机床和工装夹具模型，如果存在建立仿真模型进行仿真，否则，先从ERP/MES系统中获取相关信息建立对应模型并存储到PDM系统的工艺装备模型库中，仿真合格后存储到PDM中，以便在MES系统需要时发布给各个车间。ERP/MES系统对从生产车间数据采集系统获取的质量数据进行管理和分析，并传递给CAPP系统供工艺设计人员进行分析，进入工艺优化的下一循环，直至质量分析结果满意为止。
四、系统的实现与应用
通过对系统业务流程和系统结构进行设计，在TC平台上完成系统的实现。首先将工艺流程固化于TC系统中，然后将各个信息子系统与流程中的各个环节进行集成，并由TC实现流程管理、信息的传递和存储，各个过程的主要工作由各个子系统进行完成。在整个过程中，所有制造信息、仿真的信息等都以数据集的形式保留在PDM系统中，实现各个过程和不同人员之间的信息共享。如图3、图4所示，为系统应用过程中的两个界面。
五、总结
全闭环工艺设计流程的设计，将质量管理与工艺设计进行集成，实现了工艺规程实现的全闭环管理，将工艺设计和改进带入了不断改进的PDCA循环之中，为事前把关提供了更加广阔的平台，为质量部门与工艺设计部门拓宽了交流的通道。工艺设计信息集成系统的研究和应用，为公司工艺设计提供了统一的设计平台，减少了重复性劳动，提高了工作效率，同时减少了人为失误等原因造成的质量不稳定，为高效高质从根本上解决质量问题提供了更加广泛的空间。