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1、焊接零部件工艺规划与材料及工时定额集成系统清华大学朱志明陈丙森郭彦武谢剑太原重型机械厂陈清阳李建武黄敏坚疗+ 摘要：本文系统地叙述了焊接零部件工艺规划与材料及工时定额集成系统的结构、功能及实现。该系统在实现焊接零部件工艺工序规划的基础上，可进一步实现工序工时、结构件材料和焊接材料定额的计算和汇总，有效地提高了工作效率，降低了生产成本并使工艺规划和生产准备工作更加科学。关键字：焊接零部件工艺规划材料定额工时定额0前言随着成组技术( G T ) 与数控( N c ) 、计算机技术的紧密结合，传统的制造技术正在快速地 向先进制造技术转变。计算机集成制造系统( C I M S ) 正是先进制造技术的产
2、物，并且被认为 是未来企业的制造模式之一。C I M S 的关键技术是信息集成，C A D 和C A M 的集成是实现C I M S 集成最关键的环节之一，而C A P P 是连接C A D 和C A M 的纽带和桥梁，它的研究对C A D 和 C A M 的集成以及C I M S 的总体集成有重要的意义。 在以往的焊接零部件生产准备活动中，焊接零部件的工艺规划与设计由工艺部门完成， 而工时定额计算及汇总由劳资部门完成，材料定额计算及汇总则由供应部门完成。这种串 行的运作方式在很大程度上降低了生产效率，往往会出现工艺已经制定完毕，但材料定额 还没有确定，从而使结构材料和焊接材料的供应无法到位，
3、或者工时安排存在偏差，使得 生产进度缓慢，从而对企业生产造成很大影响。本系统通过将焊接零部件工艺工序的制定、 工时及材料定额的计算和汇总集成为一体，有效地避免了以上可能出现的不利情况，改变 了现有的生产准备和管理方式，提高了生产准备和管理效率，增强了企业的竞争力；同时， 本系统也具有一般C A P P 系统的优点，省却了众多繁琐重复的劳动，将几代工艺人员的经验 有效地继承下来，实现了工艺制定与材料及工时定额计算的规范化、标准化，有效地降低 了生产成本，提高了生产率，实现了科学生产。1 功能及结构焊接零部件工艺规划与材料及工时定额集成系统( w C A P P ) 主要实现以下三个功能： 1 )
4、 焊接零部件准备工艺工序的制定： 2 ) 工序工时定额的计算与汇总：3 ) 结构材料定额和焊接材料定额的计算与汇总。 系统的核心是制定焊接零部件准备工艺工序，然后对每一步工序进行工时定额计算， 再对此零件进行结构件材料定额计算和焊接材料定额计算，最后对工时定额、材料定额等 进行汇总并打印输出。根据系统所需功能，本文设计的系统结构如图1 所示。各个模块功 能如下：主操作界面：使用多文档界面M D I ( M u l t iD o c u m e n tI n t e r f a c e ) ，允许用户同 时显示多个窗体，予窗体包含在父窗体中，父窗体为应用程序中所有的子窗体提供工 作空间。主操作界
5、面上包含各种菜单、工具条和下拉列表，具有良好的人机交互功能系统管理模块：主要实现权限管理和数据库管理。权限管理给不同的用户赋予不 同的权限，为数据库提供安全保证。数据库管理使有权限的用户能够对系统数据库进 行有效的修改和维护，包括用户资料库、规则工艺库及焊接标准库等。 数据获取模块：该赛失首先读入设计明细表，然后生目撒明细表。并挺叹相关信息，3 3数据获取模块：该模块首先读入设计明细表，然后生成焊接明细表，并提取相关信息， 以后的工艺工序制定以及材料和工时定额计算均围绕焊接明细表进行。备料工艺工序制定模块：该模块的主要功能是制定焊接零部件的准备工艺工序， 此模块为本系统的核心，工时及材料定额的
6、计算与汇总以此模块制定的工序为依据。辅助功能模块：此模块主要完成工时、结构件材料及焊接材料的定额计爹醑时 总。帮助系统：提供一个详尽的系统帮助文件，用户可以利用此文件熟悉系统的操作。静动态数据库：C A P P 系统中各种类型的信息，如系统的管理信息、产品的设计 信息、工艺工序的管理信息、工时及材料定额计算的信息和各种临时信息，按照类型和 需要的不同分别存储在各种静动态数据库中。图I 系统总体结构2 数据库规划数据库系统作为整个C A P P 系统的底层支持，其设计和管理的合理性显得尤为重要，根据用户需求，设计的系统数据库结构如图2 所示。图2 数据库规划系统资源库：主要存放与系统相关的资源，
7、包括用户及帮助等信息。 工艺规则库：存放有关制定工艺工序的规则及设备能力等信息。 典型件标准工艺库：存放企业己生成的典型件的标准工艺，系统可直接提取。 结构件材料定额库：存放与结构件材料定额讳算有关的不同种类、不同形状的型 材及板材的相关数据。 焊接材料定额库：存放与焊材有关的信息，用于焊接材料定额计算及汇总。 工时定额库：存放与工时计算有关的信息，用于工时定额计算及汇总。 工艺文档库：存放已有或已经生成的焊接零部件的不同文档( 卡片) 以备提取。 临时数据库：存放工艺工序制定及工时、材料定额计算过程中的大量临时信息。3系统实现图3 系统总流程图3 53 1 焊接零部件工艺工序制定 焊接零部件
8、工艺工序的制定采用以下三种途径： 3 1 1 直接从典型件标准工艺库提取 典型件标准工艺库存放国家及企业的典型件标准工艺工序。系统首先查询该标准工 艺库中是否有图号与待制定工艺的零件相符合的标准工艺，若有，则直接提取，并填入 相应的工艺工序表中。 3 1 2 根据工艺规则制定工序工艺规则是企业几十年技术经验的积累，由三部分组成，分别规定了部件、钢板及 型材的工艺工序生成规则。当系统在典型件标准工艺库中搜索不到待制定工艺的零件时， 则提供人机交互界面，由用户输入( 选择) 必要信息，通过该工艺规则来自动生成工艺工序。 3 1 3 完全由人工填写制定新工艺 当一个新产品的焊接零部件在典型件标准工艺
9、库中不存在，又不符合采用工艺规则 进行工艺工序制定的条件时，系统提供完全由工艺人员手工填写工艺卡的方式制定工艺 工序。3 2 材料定额计算及汇总一 包括焊接结构件材料定额计算与汇总和焊接材料定额计算与汇总。 3 2 1 焊接结构件材料定额计算与汇总 以焊接结构件材料消耗定额为依据，分为板材定额计算和型材定额计算。 板材消耗定额：其计算公式为：= L xB ，x 9XK 数量。其中，L 为零件 长度( 衄) ，B 为零件宽度( 咖) ，t 为零件厚度( 衄) ，P 为材料的密度( g r a m3 ) ，K 为系数( 系 统根据用户选择的形状、下料方式等信息到结构件材料定额数据库中提取相应的系数
10、来 完成计算) 。型材消耗定额：由型材库提取型材米重信息来计算。消耗定额汇总：按产品将数板、非数板及型材分类汇总。 3 2 2 焊接材料定额计算与汇总 以焊接材料定额为依据，根据焊缝长度、焊接方法、焊接位置等信息，检索焊接材 料定额库，完成耗重计算。然后按部件和产品分别进行汇总。- 3 3 工序工时定额计算与汇总 以焊接结构件装焊I n , l - 定额计算方法为依据，通过工艺工序制定中传递过来的信息 及人机交互所获得的必要信息来进行工时定额计算与汇总。 以上为本集成系统实现的主要功能。系统总体流程如图3 所示。4结束语本文研究的焊接零部件工艺规划与材料定额及工时定额集成系统( W C A P
11、 P ) 在实现 基本C A P P 功能的基础上，通过共用信息将工艺工序制定、材料定额及工时定额有机的结 合起来，在完成焊接零部件工艺工序规划的同时完成工时定额计算和材料定额计算及汇 总，实现了工艺规划与生产管理的集成，大大减少了将三者独立开来所需的大量重复信 息输入，并且给工艺人员提供了良好的人机界面，减少了劳动量。参考文献1 李治钧，陈国定，赵武编著，计算机辅助工艺设计一C A P P ，成都科技大学出版社，1 9 9 6 1 02 武晓峰，李颖，崔晔，浅谈企业信息化建设的基石C A P P 技术，新工艺新技术新设备，2 0 0 0 53 朱志明、张崇轲、陈丙森“焊接结构件装焊C A P P 系统的研究与开发”，焊接学报，2 0 0 1 8
