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本文结合航天行业对CAPP的特殊要求,对现有CAPP系统的不足进行分析研究,提出对CAPP系统的改进方案以适合航天推进系统装配工艺设计的需要,并在此基础上对工艺过程的优化进行了探索研究。
首先以航天推进分系统的总装工艺设计应用为背景,分析CAPP系统应用于编制总装工艺时的几个不足。具体表现在:
1、常用的CAPP系统的覆盖面不足,由于CAPP系统最早应用于机械加工领域,因此对机械加工工艺应用CAPP能有非常好的效果,但生产企业往往综合了装配、测试、焊接、表面处理以及电器装配等多种专业工艺。所以作为企业级CAPP系统必须能很好的涵盖整个工艺过程。因此需要对CAPP在装配、测试等工艺中的应用作进一步的研究。
2、装配过程尤其是小批量生产规模下大多是以手工操作为主,这与主要以机床设备加工为主的机械加工过程是有很大区别的。由于机械加工工艺可以用文字明确地表达机床的转速、切削深度和进给速度等数据,并可以进行量化以作为数据,用计算机技术中的一系列方法进行处理。而装配工艺文字描述性的内容更多一些,而且参数描述是无法进行量化的,因此难以用计算机进行处理。其次,由于推进分系统中有很多的管路,管路作为空间结构有时很难用工艺附图表示,装配过程的表述需要采用更好的方式。
3、装配工艺过程优化与CAPP系统的结合,CAPP的发展趋势是日益与其他信息化系统集成,如何以CAPP数据为基础进行工艺过程的优化是有必要进行研究的。
针对第一个问题和第二个问题,提出的解决方案是采用图片和视频文件等影像文件表达装配过程。为此首先论证了影像文件表达能力优于文字的理论基础。其次对影像文件格式的选择进行了论述。最后对解决方案的技术途径进行分析,并提出具体技术途径。
对于第三个问题,以CAPP环境下编制的装配工艺为基础,对整个装配过程采用时间——费用分析法,进行人力成本费用优化。介绍了优化的数学工具——运筹学中的线性优化。同时介绍了时间——费用的数学模型。最后以卫星推进分系统总装为例,进行了实例分析计算和验证,并证明了在实际生产中取得了良好的效果。