工藝是制造業(yè)的核心，CAPP已然成為不可或缺的重要工具。如何破解工業(yè)軟件“卡脖子”短板？如何在“產品設計”轉換為“產品制造”的過程中，有效形成全生命周期動態(tài)追蹤管理體系？美擎CAPP正在譜寫工藝智造全景圖，目前已經(jīng)成功入選“廣東省核心軟件攻關工程”，代表了國內CAPP產品的“燈塔”水平，于美云智數(shù)2024年度發(fā)布會正式面世。
美云智數(shù)數(shù)字研發(fā)總經(jīng)理 孔凡實
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工藝管理“晉級”
內需潛力亟待釋放
制造業(yè)當家，中國制造業(yè)企業(yè)總量首次突破600萬家，盡管我國制造業(yè)連續(xù)14年位居全球第一，但關鍵基礎材料、核心基礎零部件、先進基礎工藝、核心輔機等工業(yè)基礎領域相對薄弱，破解“卡脖子”難題倒逼加速國產替代。中國的產業(yè)升級史，就是一部國產替代史。
工藝是制造業(yè)的核心，它是將原材料或半成品轉化為成品或達到特定要求的過程中，所采用的一系列有序的操作方法、技術步驟和流程安排。CAPP(Computer Aided Process Planning)計算機輔助工藝過程設計，是將企業(yè)產品設計數(shù)據(jù)轉換為產品制造數(shù)據(jù)的一種技術，輔助工藝人員設計零件將“毛坯”制作為“成品”。
數(shù)字化轉型讓制造業(yè)更“聰明”，發(fā)展更“高效”。然而，隨著企業(yè)數(shù)字化轉型升級的不斷深入，傳統(tǒng)以CAPP和二維卡片為核心的工藝設計模式，已經(jīng)無法適應高效、精益和集成、協(xié)同的研發(fā)及生產需求。這預示著內需潛力的釋放，根據(jù)2018-2022年中國CAPP軟件行業(yè)市場規(guī)模及變動趨勢，隨著三維工藝、AI等新技術的發(fā)展，未來中國CAPP軟件行業(yè)市場規(guī)模將會大幅增長，10年復合增長率14%，預計2027年將達到36億。
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復合增長率14%
CAPP讓制造更“智能”
不管是什么樣的制造業(yè)，有產品就會有生產制造。如果有了產品的結構設計，就會有結構相關的力學和過程中的CAPP系統(tǒng)。CAPP系統(tǒng)通常包括工藝設計、工藝資源管理、工藝文件編制、工藝仿真與優(yōu)化等功能，廣泛應用于機械、電子、航空、航天等制造業(yè)領域。
在制造業(yè)應用過程中，CAPP系統(tǒng)可以自動生成工藝規(guī)程，減少工藝人員的工作量，縮短生產準備周期，提高生產效率，同時還可以根據(jù)零件的特點和加工要求，制定出合理的工藝規(guī)程，保證產品質量和加工精度。
而在降本增效方面，CAPP系統(tǒng)也是把好“降本關”打好“增效拳”，優(yōu)化工藝路線和工序內容，減少不必要的加工和浪費。不止于智造，作為企業(yè)信息化建設的重要組成部分，CAPP系統(tǒng)還打破“信息孤島”，與CAD、CAM、ERP等系統(tǒng)集成，實現(xiàn)信息共享和協(xié)同。
然而，目前國內CAPP核心軟件占比依然較低。作為方案領先工業(yè)軟件企業(yè)，美云智數(shù)基于長期的探索和沉淀，技術實力不斷提升，推出美擎CAPP。它是美云智數(shù)完全自主研發(fā)的國產工藝管理軟件，實現(xiàn)產品從“設計”到“制造”的無縫銜接，工藝數(shù)據(jù)結構化及支持下游數(shù)字化制造，以數(shù)據(jù)集成為載體拉通業(yè)務價值流，通過標準化及自動控制管理實現(xiàn)參數(shù)自動切換，推進智造。
值得一提的是，在工藝管理過程中，仿真能力一直是較為核心的問題。美云智數(shù)打造了國內本土的數(shù)字化仿真平臺，擁有全球領先的工業(yè)仿真軟件之一——美擎仿真，利用仿真去進行工藝優(yōu)化，包括裝配人機工藝、自動化工藝機器人工藝、物流規(guī)劃、產線設計等內容，這也是美擎CAPP對標國際能力的一個核心優(yōu)勢。
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美擎CAPP
打通研產制造的“鴻溝”
基于三維模型的結構化工藝設計與制造協(xié)同，美擎CAPP致力于降本增效，同時保證產品質量，促進企業(yè)信息化，是制造業(yè)工藝環(huán)節(jié)的“利器”。
1 功能1：三維工藝設計“可視化”
傳統(tǒng)工藝設計與產品設計脫節(jié)，工藝標注及裝配制造要求等均需要手工定義，無法直接復用研發(fā)設計的三維模型，導致工藝設計效率低下，結果輸出主要是EXCEL表，以文字、圖片表達工藝過程，實際示教效果較差。
美擎CAPP以三維模型驅動工藝設計，確保模型、參數(shù)從研發(fā)到工藝、制造的一致性，基于“模型結構樹”在三維環(huán)境中實現(xiàn)工序、零部件、資源的高效動態(tài)分配，實現(xiàn)三維工藝設計，包含產品三維模型的讀取、輕量化轉換、瀏覽，工序工步的規(guī)劃、工藝標注等，實現(xiàn)工藝設計前移，降低產品設計問題，縮短試制試產周期。
2 功能2：工藝資源模型“在線化”
工藝制造資源面臨多頭管理，資源類別定義混亂，缺乏圖紙、參數(shù)、設計制造規(guī)范等的統(tǒng)一歸檔管理，同時信息記錄不完整、不準確，如設備參數(shù)、工具型號等缺乏細節(jié)的管理，無法在工藝設計過程中快速調用，并且沒有通過MES系統(tǒng)與生產現(xiàn)場資源關聯(lián)，導致線上線下數(shù)據(jù)不一致，無法有效支撐工藝設計以及仿真應用。
通過美擎CAPP，產品工藝工程師可在工藝系統(tǒng)中進行工藝資源三維模型設計，檢查工藝資源模型與工藝系統(tǒng)的在線實時傳輸、調用，并與主流三維CAD工具集成，實現(xiàn)工藝資源模型的在線設計與管理。
3 功能3：設計與仿真“一體化”
對仿真任務而言，由于需求零散，任務分屬不同的工藝工程師，傳統(tǒng)管理容易導致任務過程不透明，執(zhí)行流程不規(guī)范，仿真結果未統(tǒng)一管理，導致管理難度加大。美擎CAPP實現(xiàn)了與包括美擎仿真在內的多種工藝仿真軟件的集成，涵蓋軟件一鍵啟動、仿真模型的工具調用、仿真結果的系統(tǒng)導入，實現(xiàn)產品設計、工藝設計與工藝仿真的無縫協(xié)同，提升制造可靠性，減少模具更改。
4 功能4：研發(fā)、工藝、制造數(shù)據(jù)“統(tǒng)一”
工藝設計一旦滯后，將拉長產品從研發(fā)設計到工藝設計的周期，加上工藝設計頻繁返工，信息變更全靠人工傳遞，費時費力，工藝標注及裝配制造要求等均需要手工定義，導致設計效率低下；此外還缺乏歸檔流程管理，各類文檔不能形成有效的工藝知識沉淀。
美擎CAPP實現(xiàn)研發(fā)、工藝設計一體化，研發(fā)過程中同步進行三維工藝設計，縮短新品開發(fā)設計周期，提前進行生產準備規(guī)劃，搭建在線化的工藝文檔庫，支持在系統(tǒng)中創(chuàng)建、發(fā)布、修訂、廢棄工藝文檔，實現(xiàn)生命周期管理，并搭建結構化的工藝知識庫、3D人體姿態(tài)庫、工藝仿真數(shù)據(jù)庫等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同源，構建工藝知識沉淀、“血緣追溯”、多級聯(lián)動的工藝管理體系。
5 功能5：工藝優(yōu)化預警
在進行產品異常改善優(yōu)化及生產預警過程中，存在以下問題：產品異常改善周期長、過程不可控，工藝改善未前推到研發(fā)設計端、從根源實現(xiàn)優(yōu)化，工藝改善知識未有效沉淀，無法匯總分析形成技術優(yōu)化點，更不能推動將優(yōu)選工藝案例應用到新產品開發(fā)。
美擎CAPP從設計源頭規(guī)避異常問題，立足改善過程管理、改善案例沉淀、工藝事前預警、聯(lián)通研發(fā)設計四個業(yè)務場景，分兩部分完成工藝優(yōu)化預警機制與完善：一是搭建工藝改善體系，工藝改善過程線上管理，二是實現(xiàn)生產事前預警清單的推送，打通生產日常管理及排產系統(tǒng)，提前預警，減少生產異常損失。
以美的集團為例，雖然經(jīng)過數(shù)字化轉型，基本實現(xiàn)了研發(fā)生產制造流程的標準化，全域數(shù)據(jù)的一致化，但仍舊面臨工藝數(shù)字化能力不足的難題，如設計、工藝與制造脫節(jié)，缺乏工藝知識的沉淀等，美云智數(shù)為其構建了基于三維結構化工藝設計的CAPP系統(tǒng)，支撐工藝工程師在可視化環(huán)境中實現(xiàn)產品的工藝設計，協(xié)助美的提高設計、工藝與制造的協(xié)同效率與質量，實現(xiàn)智造升級，縮短試制試產周期30%，減少模具更改率10%。
目前，美擎CAPP已經(jīng)成功入選“廣東省核心軟件攻關工程”，這意味著美云智數(shù)代表了國內CAPP產品的燈塔水平，成為工藝管理領域國產化替代的“領航者”。聚焦制造業(yè)的國產替代邏輯，美擎CAPP將持續(xù)“與實踐智慧共進”，助力更多企業(yè)邁向智能制造的新紀元。
美云智數(shù) 與實踐智慧同行
數(shù)智轉型與工業(yè)軟件開發(fā)從來不只是技術和工具本身的疊加，而是需要結合創(chuàng)造力和同理心，美云智數(shù)凝練自身經(jīng)驗，精研技術突破讓實踐智慧成為數(shù)字領航道路的指南針，與千行百業(yè)共同向新智造的未來出發(fā)。
