在制造业由大批量、低成本生产向以用户最大满意度为目标的生产转化过程中,制造价值定向已由面向产品向面向顾客转化,制造战略重点由成本和质量向时间转化,生产有效性成为制造业生存的关键。传统追求大而全的生产组织模式已很难适应当今变化莫测的市场需求,机械制造的组织机构正在向机构精简、质量可靠的零部件专业化生产模式转变。为了能迅速对市场作出反应,在企业内部实施过程重组,在并行工程思想指导下,对现有生产过程进行再思考、再设计,从而达到高效率、低成本、高质量、服务佳、速度快的目标;在企业之间建立动态联盟,将分散的技术资源、人力资源和管理资源根据市场机遇迅速联结成一个临时性的制造实体,实行动态协作,正成为制造业发展的一个方向。如此必然形成零部件厂商的多层次供货体系,造成了产品设计制造的分布化局面。
为了能够全面支持企业过程重组和动态联盟的实现,作为CIMS信息中枢的CAPP,只有按分布方式进行工艺设计与管理,才能按系统工程和并行工程思想实现与CAD、CAM、CAQ和PPC之间的集成,从而达到动态环境下的全局范围多目标、多原则的工艺路线优化,并能够提供自身的快速重组能力,满足分布式制造模式的要求。即CAPP应由原来的面对单个制造环境、单个零件的工艺规程设计转向为多制造环境的、包含整个产品的工艺设计与管理,达到能实现全局最优目标的分布式的CAPP。而实现分布式CAPP的基础则是分布式数据库系统。
1 分布式数据库系统
所谓分布式数据库系统是在逻辑上属于同一系统,但在物理上分散在计算机网络连接的多个场地(节点)的一组数据集。每个场地上的数据一般用来描述本场地的现实世界,场地局部数据库的数据源和大多数用户(应用)一般均驻留在本场地,即每个场地具有独立处理的能力(场地自治),可执行局部应用;另外,场地间通过网络通讯也能执行全局应用。对用户来说,一个分布式数据库从逻辑上看,如同集中式数据库一样,用户可在任何一个场地执行全局应用。
分布式数据库系统通过复制使系统具有适当的数据冗余,从而增加了系统的可靠性和可用性;提供局部自治的数据共享和场地之间的协调,从而使系统具有快速的数据处理能力;另外,通过数据库技术与并行处理技术的结合,利用多处理机并行处理产生的规模效益,可提高系统的快速反应能力。
由于计算机网络技术的发展以及地理上分散的部门、公司、厂商对于数据库应用的需求,数据库技术从单机扩展至网络,对数据的收集、存储、处理和传播由集中式走向分布式、从封闭走向开放已在所难免。处于分布环境下的工艺设计方法也应发生相应的变化,应能充分发挥分布式数据库各场地的协作求解能力,着重解决工艺计划的生产可行性问题,强调工艺计划和生产计划的整体优化效果。
2 分布式CAPP的实施
(1)上海某汽车制造股份有限公司是具有一级法人资格的总厂型经济实体,属下有轿车车桥厂、汽车底盘厂、重型汽车厂、内燃机配件厂、汽车拖拉机底盘厂等5家工厂,地理位置分散。为了能满足总厂技术部与各分厂工艺部门及各分厂工艺部门之间的数据交换与共享,提高工艺设计效率,提高市场竞争力,近期实施了CAPP系统项目。该公司CAPP系统可实现总厂技术部对各分厂工艺设计的总体协调控制、技术部与各分厂之间的及时信息交换、技术部对各分厂工艺设计结果的电子归档管理、打印查询,并在各分厂内部实现工艺设计管理和工艺设计计算机化。同时在实施过程中考虑到了企业CIMS工程对系统的需求,使CAPP系统具备了与PDM及MRPⅡ集成的能力,其技术部的总体工作流程如图1所示。技术部与各厂之间需交换的信息包括技术部任务分配结果、技术部任务协调结果、各厂任务进行情况、各厂工艺设计结果等。这些信息中前三类为及时交换信息,各分厂工艺设计结果为批量单向发布信息。