工艺管理“晋级” 美擎CAPP打通研产制造的“鸿沟”
工艺是制造业的核心，CAPP已然成为不可或缺的重要工具。如何破解工业软件“卡脖子”短板？如何在“产品设计”转换为“产品制造”的过程中，有效形成全生命周期动态追踪管理体系？美擎CAPP正在谱写工艺智造全景图，目前已经成功入选“广东省核心软件攻关工程”，代表了国内CAPP产品的“灯塔”水平，于美云智数2024年度发布会正式面世。 美云智数数字研发总经理 孔凡实 1 工艺管理“晋级” 内需潜力亟待释放 制造业当家，中国制造业企业总量首次突破600万家，尽管我国制造业连续14年位居全球第一，但关键基础材料、核心基础零部件、先进基础工艺、核心辅机等工业基础领域相对薄弱，破解“卡脖子”难题倒逼加速国产替代。中国的产业升级史，就是一部国产替代史。 工艺是制造业的核心，它是将原材料或半成品转化为成品或达到特定要求的过程中，所采用的一系列有序的操作方法、技术步骤和流程安排。CAPP(Computer Aided Process Planning)计算机辅助工艺过程设计，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术，辅助工艺人员设计零件将“毛坯”制作为“成品”。 数字化转型让制造业更“聪明”，发展更“高效”。然而，随着企业数字化转型升级的不断深入，传统以CAPP和二维卡片为核心的工艺设计模式，已经无法适应高效、精益和集成、协同的研发及生产需求。这预示着内需潜力的释放，根据2018-2022年中国CAPP软件行业市场规模及变动趋势，随着三维工艺、AI等新技术的发展，未来中国CAPP软件行业市场规模将会大幅增长，10年复合增长率14%，预计2027年将达到36亿。 2 复合增长率14% CAPP让制造更“智能” 不管是什么样的制造业，有产品就会有生产制造。如果有了产品的结构设计，就会有结构相关的力学和过程中的CAPP系统。CAPP系统通常包括工艺设计、工艺资源管理、工艺文件编制、工艺仿真与优化等功能，广泛应用于机械、电子、航空、航天等制造业领域。 在制造业应用过程中，CAPP系统可以自动生成工艺规程，减少工艺人员的工作量，缩短生产准备周期，提高生产效率，同时还可以根据零件的特点和加工要求，制定出合理的工艺规程，保证产品质量和加工精度。 而在降本增效方面，CAPP系统也是把好“降本关”打好“增效拳”，优化工艺路线和工序内容，减少不必要的加工和浪费。不止于智造，作为企业信息化建设的重要组成部分，CAPP系统还打破“信息孤岛”，与CAD、CAM、ERP等系统集成，实现信息共享和协同。 然而，目前国内CAPP核心软件占比依然较低。作为方案领先工业软件企业，美云智数基于长期的探索和沉淀，技术实力不断提升，推出美擎CAPP。它是美云智数完全自主研发的国产工艺管理软件，实现产品从“设计”到“制造”的无缝衔接，工艺数据结构化及支持下游数字化制造，以数据集成为载体拉通业务价值流，通过标准化及自动控制管理实现参数自动切换，推进智造。 值得一提的是，在工艺管理过程中，仿真能力一直是较为核心的问题。美云智数打造了国内本土的数字化仿真平台，拥有全球领先的工业仿真软件之一——美擎仿真，利用仿真去进行工艺优化，包括装配人机工艺、自动化工艺机器人工艺、物流规划、产线设计等内容，这也是美擎CAPP对标国际能力的一个核心优势。 3 美擎CAPP 打通研产制造的“鸿沟” 基于三维模型的结构化工艺设计与制造协同，美擎CAPP致力于降本增效，同时保证产品质量，促进企业信息化，是制造业工艺环节的“利器”。 1 功能1：三维工艺设计“可视化” 传统工艺设计与产品设计脱节，工艺标注及装配制造要求等均需要手工定义，无法直接复用研发设计的三维模型，导致工艺设计效率低下，结果输出主要是EXCEL表，以文字、图片表达工艺过程，实际示教效果较差。 美擎CAPP以三维模型驱动工艺设计，确保模型、参数从研发到工艺、制造的一致性，基于“模型结构树”在三维环境中实现工序、零部件、资源的高效动态分配，实现三维工艺设计，包含产品三维模型的读取、轻量化转换、浏览，工序工步的规划、工艺标注等，实现工艺设计前移，降低产品设计问题，缩短试制试产周期。 2 功能2：工艺资源模型“在线化” 工艺制造资源面临多头管理，资源类别定义混乱，缺乏图纸、参数、设计制造规范等的统一归档管理，同时信息记录不完整、不准确，如设备参数、工具型号等缺乏细节的管理，无法在工艺设计过程中快速调用，并且没有通过MES系统与生产现场资源关联，导致线上线下（300959）数据不一致，无法有效支撑工艺设计以及仿真应用。 通过美擎CAPP，产品工艺工程师可在工艺系统中进行工艺资源三维模型设计，检查工艺资源模型与工艺系统的在线实时传输、调用，并与主流三维CAD工具集成，实现工艺资源模型的在线设计与管理。 3 功能3：设计与仿真“一体化” 对仿真任务而言，由于需求零散，任务分属不同的工艺工程师，传统管理容易导致任务过程不透明，执行流程不规范，仿真结果未统一管理，导致管理难度加大。美擎CAPP实现了与包括美擎仿真在内的多种工艺仿真软件的集成，涵盖软件一键启动、仿真模型的工具调用、仿真结果的系统导入，实现产品设计、工艺设计与工艺仿真的无缝协同，提升制造可靠性，减少模具更改。 4 功能4：研发、工艺、制造数据“统一” 工艺设计一旦滞后，将拉长产品从研发设计到工艺设计的周期，加上工艺设计频繁返工，信息变更全靠人工传递，费时费力，工艺标注及装配制造要求等均需要手工定义，导致设计效率低下；此外还缺乏归档流程管理，各类文档不能形成有效的工艺知识沉淀。 美擎CAPP实现研发、工艺设计一体化，研发过程中同步进行三维工艺设计，缩短新品开发设计周期，提前进行生产准备规划，搭建在线化的工艺文档库，支持在系统中创建、发布、修订、废弃工艺文档，实现生命周期管理，并搭建结构化的工艺知识库、3D人体姿态库、工艺仿真数据库等，实现数据同源，构建工艺知识沉淀、“血缘追溯”、多级联动的工艺管理体系。 5 功能5：工艺优化预警 在进行产品异常改善优化及生产预警过程中，存在以下问题：产品异常改善周期长、过程不可控，工艺改善未前推到研发设计端、从根源实现优化，工艺改善知识未有效沉淀，无法汇总分析形成技术优化点，更不能推动将优选工艺案例应用到新产品开发。 美擎CAPP从设计源头规避异常问题，立足改善过程管理、改善案例沉淀、工艺事前预警、联通研发设计四个业务场景，分两部分完成工艺优化预警机制与完善：一是搭建工艺改善体系，工艺改善过程线上管理，二是实现生产事前预警清单的推送，打通生产日常管理及排产系统，提前预警，减少生产异常损失。 以美的集团（000333）为例，虽然经过数字化转型，基本实现了研发生产制造流程的标准化，全域数据的一致化，但仍旧面临工艺数字化能力不足的难题，如设计、工艺与制造脱节，缺乏工艺知识的沉淀等，美云智数为其构建了基于三维结构化工艺设计的CAPP系统，支撑工艺工程师在可视化环境中实现产品的工艺设计，协助美的提高设计、工艺与制造的协同效率与质量，实现智造升级，缩短试制试产周期30%，减少模具更改率10%。 目前，美擎CAPP已经成功入选“广东省核心软件攻关工程”，这意味着美云智数代表了国内CAPP产品的灯塔水平，成为工艺管理领域国产化替代的“领航者”。聚焦制造业的国产替代逻辑，美擎CAPP将持续“与实践智慧共进”，助力更多企业迈向智能制造的新纪元。 美云智数 与实践智慧同行 数智转型与工业软件开发从来不只是技术和工具本身的叠加，而是需要结合创造力和同理心，美云智数凝练自身经验，精研技术突破让实践智慧成为数字领航道路的指南针（300803），与千行百业共同向新智造的未来出发。
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