底层信息化这个工作显然不能回避。我们想开展一些工作,当然包括的面很广,我下面介绍一下我们在CAPP方面的所在的工作。
工艺设计是一个非常难的事情,我想可能有几个方面:
一是涉及范围很广。比如说冷、热处理、装配工艺。包括的内容也很多,如工艺管理等,这当中需要的学科和技术支撑很多,如机械、材料信息管理等等,很多。而且从工艺文件的数量来说,数量很多。我国机械工业部颁布了32个标准,工艺文件是72个,而国外普遍是1:5到1:10。我们很容易从这个图看出,一个零件拿出来,要做工艺流程图,毛坯制造图等等,之后做公式系统等等很多工作,所以工作量很大。我觉得最难的是工艺设计是个性化很强工作,产品类型不同,轴类、箱体类、发动机,比如其他家电产品,完全不一样。制造装备也不同,有些企业是以加工高端为主,有些以普遍产品为主。我们去一些企业,老板管市场,总工管技术,所有事情找总工或者技术中心主任,都可以拍板决定,在国营企业从上到下这个等级很多,这给我们工作带来很大困难。另外,工作流程也有不同。
存在这些个性化使我们工艺设计无法标准化,为什么现在CAPP不像CAD产品一样能够通用?很多原因是工艺设计很难标准化。体现很多产品面,比如工艺信息模型很难建立;统一的管理模式很难建立;很难按照统一流程开展工作。我们搞CAPP发现,开发一个CAPP周期很长,难以兼顾通用性和功能强大,要通用要填表,要强大必须给一个企业定做,再给另外一个企业定做,工作量很大,我们发现我们要投入大量工程师,甚至比搞开发的人还多,并且和其他产品集成很难。因为没有标准化,不像CAD等有标准化。升级也很困难,我在很多企业发现,有时候升级是什么升级?他说是升级,其实是让他们设计员、工程师把原有老数据重新输入一遍,这个时候我们软件供应商,因为收了钱没有办法一块儿帮他们输数据。我相信很多人都干过这个事。
二是工艺设计是很多制造企业的交汇点。这里面总结一下:产品设计,采购管理,生产计划,制造,质量管理,销售成本等等,它们都和工艺设这个工作有大量的联系。因此我们感觉到存在着这种困难,使我们CAPP研发和运用面临很多挑战。我们在CAPP方面开展了一些工作,这里王婆卖瓜自卖自夸一下。我们的工作集中三个层面:一是技术研发; 一是系统开发;一是推广运用。
对我们学校来说,主要是技术研究。我们也通过和我们学校孵化的公司像开目公司做系统开发,它们的特色是建立开放式CAPP系统;这是1998年我们最早提出用BOM转换实现集成,BOM转换这些词是我们最早提出来的。
第三我们针对行业解决方案推广应用的问题。
CAPP这块华工机械学院和我们孵化的公司从80年代末开始,我们的校长李培根教授将近20年时间都在做这个事情,2001年我们拿到了国家科技进步奖,这是我们的一个标志性成果。尽管前面说了很多困难,我们也做了一些工作,这个工作远远没有结束,还有很多工作需要做,我们要分析下一步我们要做什么事情?我总结了一下,我们理解的发展趋势,不一定对,像每个人理解不同,他会沿着不同方向发展。我们把握的趋势是这样的:
一是定量化。大家会说定量化不是早搞了吗?没错,80年代末搞智能化是一批,就是想作定量化。但是从现在来看,这是一个失败的教训。但是随着现代信息化水平的提高和计算机技术的发展,我觉得我们这种技术是一种螺旋式上升过程,定量化不能真正解决,就难以达到用信息化带动工业化,提高我们制造工业的水平。现在很多时候CAPP工作是宏观和中观的。我们看看我们现在软件产品主要做什么?这当中我们有没有涉及底层定量化工作?比如工差计算问题?三维工程图生成标准问题等等,这是我们下一步要开展的工作。
第二,我们相信CAPP会逐步和CAD走向一体化,这是我们发展三维CAPP的原因。因为人的思维模式是三维。现在车间没有电脑可以看到三维图,你必须打印出来给他看。但随着技术发展,我们相信在三维上开展这个工作是一个重要趋势。
第三,我们很多人做这个工作的时候,跟车间是脱离的。很多人不一定在车间干过,我虽然一直在读书,但我从1998年到2001年有将近四年时间,在广东科龙工作,2002年又在华为待了七个月。我不愿意提车间,车间不管哪个国家都是这样,又乱又脏又差,正是因为这种偏差,使车间工作很难进行。这里面给了一个四维图,是一个车间的模型。首先建立在制造资源模型上,要对计划进行执行,执行不需要做调度。我们做工艺一样如此,要完全把工艺规划和四个环节脱离的话,就没有办法真正针对车间开展工作。我们相信车间也是一个重要趋势。
还有,因为我们现在计算机技术发展很快,对物理、加工机理认识越来越多,这个给我提供一个很好条件,通过仿真实现工艺优化。这个图片是我们正在做的项目。这是国家重点基础研究计划做的工作。有时候高精加工中,很多时候不是一个产品加工几何形状如何,更多的时候加工出来的产品要受到力、热温度影响,我们如何考虑这些影响?通过这些分析提出我们要优化的工艺设计参数,这是一个非常重要的方向。
其次,因为讲工艺的话,大工艺中也包括生产线规划,在这当中通过仿真手段实现自动过程很重要。我们认识到,我国在制造系统优化方面和国外差距非常大,我这里面有一个数据,我看到我们的名单当中,有江淮CIO,李世杭主任来了,我们和他们有很好的合作关系。这是一个江淮的数据(幻灯片),但是不是说仅仅是江淮的情况,我国整个汽车生产情况都是如此。江淮大概是四分钟,广本大概是一分钟,但是日本本田是0.66分钟一辆车。不同的生产阶段,这个方案差异很大,就算完全引进国外生产线,制造效益差距也很大。为什么日本丰田制造成本控制很好?我觉得因素很多,从制造资源利用效益来说优势很大,我觉得我们在这方面学习需要加大工作力度。
还有一个,CAPP需要和制造执行系统结合起来,我刚才讲的要考虑车间CAPP,主要工作方向是朝这个方向,发展制造执行系统,并且和CAPP结合起来,我们也开展了很多工作。我们现在看到的是CAPP是链接PDM的桥梁,要继续下去,CAPP会发挥很多作用。我们相信他会继PDM之后的第三大平台。
这个是我昨天加了一些内容。昨晚我们有几个高校老师在一起交流了两个小时,他们想看看我们华工机械学院在国家的科技计划当中作了一些什么工作。我说其实很简单,我们分析一下,比如说国家一些科技计划有什么方向?这是从863项目指南中是可以分析得到的。“十一五863”有十个领域,其中有四个专题涉及先进制造领域。和我们密切相关的是现代制造集成技术,和“十五”有一点差别,换了一个名字。 投一个多亿,重点研究内容包括很多,数字化制造、设计、集成等层面。这里面数字化制造包括对制造系统和过程进行仿真优化,而且要进行定量化整体优化。因为“十一五”“863”有前沿导向和目标导向,前沿导向当中,我们会发现他在工艺方面列了三维工艺规划,工厂的规划,还有复杂产品的仿真,还有制造模型等等。这里面大家可以发现,“十一五”当中三维和定量化CAPP和CAPP仿真是重要的方向。
而目标导向类非常强调要和制造底层相结合,简单地就是要有MES的支撑,而且研究方向经费力度很大。这个指南集中了国内很多专家讨论,我也参加了,我相信代表学术界和工程界的共同的认识,我们做这个计划指南的时候,不光是学校里面,很多企业都参加了。
由于时间关系,我最后做简单的小节:
制造业发展离不开信息化,我相信大家都有这个共同认识。
另外我们当前深刻体会到制作业信息化的薄弱环节,在于制造底层的信息化,包括工艺信息化和制造执行信息化。
另外我们相信三维的定量化、制造执行相结合的应该是我们工艺数字化的大趋势。
这是我们一些理解。不一定正确。请大家批评指正。谢谢大家。(热烈鼓掌)