现代CAPP技术及其发展研究_许建新

制造业自动化现代ＣＡＰＰ技术及其发展研究许建新，邹明政，孔宪光，贾晓亮（　西北工业大学机电学院，　西安 ７１００７２）摘要：企业信息化工程推动了ＣＡＰＰ技术的发展和应用，本文通过ＣＡＰＰ的发展过程、信息技术的发展以及企业信息化工程对ＣＡＰＰ的需求等进行深入分析，从体系结构、系统功能、信息组织、工艺设计模式、系统性能等方面分析了现代ＣＡＰＰ技术的发展趋势。

（１）　ＣＡＰＰ系统的体系结构由单机模式、Ｃ／Ｓ模式向Ｃ／Ｓ模式与基于Ｗｅｂ技术的Ｂ／Ｓ模式相结合、组件化、层次结构化方向发展；（２）　ＣＡＰＰ系统的功能覆盖企业整个工艺领域，向集成化制造数据管理方向发展；（３）　工艺设计模式向基于知识的分布协同决策的综合智能化设计技术发展；（４）　ＣＡＰＰ的应用更加强调系统的集成性和开放性等。

文中还简要介绍了相关关键技术。

关键词：ＣＡＰＰ；发展趋势；体系结构；综合智能化工艺设计中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－０１３４（２００４）０９－００４８－０５Study on the development trend for modern CAPP technologyＸＵ　Ｊｉａｎ－ｘｉｎ， ＺＯＵ　Ｍｉｎｇ－ｚｈｅｎｇ， ＫＯＮＧ　Ｘｉａｎ－ｇｕａｎｇ， ＪＩＡ　Ｘｉａｏ－ｌｉａｎｇ（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｘｉ＇ａｎ　７１００７２，　Ｃｈｉｎａ）Abstract: The demand for CAPP (Computer Aided Process Planning) was analyzed from the state of arts for CAPP, information technology development and the enterprise manufacturinginformation engineering (MIE) of China. The development trends for modern CAPP tech-nology are detailed from the aspects of system architecture, process planning style andsystem performance of CAPP, etc. (1) CAPP system architecture is developing into B/Smodel, groupware, and hiberarchy structure. (2) CAPP system functions are expandedinto overall manufacturing process domain and become into integrated manufacturing datamanagement. (3) Knowledge-based distributed collaborative process decision-making tech-nology is applied in CAPP as process planning style.(4) CAPP system integration perfor-mance and open system architecture are emphasized for its application in MIE. The keytechniques of modern CAPP are discussed in brief.Key words: CAPP; development trend; system architecture; hybrid intelligent process planning工艺过程设计是连接产品设计与制造的桥梁，是整个制造系统中的重要环节，对产品质量和制造成本具有极为重要的影响。

应用ＣＡＰＰ（　ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ）技术，可以使工艺人员从繁琐重复的事务性工作中解脱出来，迅速编制出完整而详尽的工艺文件，缩短生产准备周期，提高产品制造质量，进而缩短整个产品的开发周期［１］。

从发展看，ＣＡＰＰ可以从根本上改变工艺过程设计的“个体”劳动与“手工”劳动性质，提高工艺设计质量，并为制定先进合理的工时定额，改善企业管理提供科学依据；同时还可以逐步实现工艺过程设计的自动化及工艺过程的规范化、标准化与优化。

企业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，带动产品设计方法和工具的创新，企业管理模式的创新，企业间协作关系的创新，实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数字化、咨询服务的网络化，全面提升企业的竞争力。

收稿日期：２００４－０５－１２基金项目：西北工业大学英才培养计划项目资助；８６３计划项目资助（２００３ＡＡ４１１０４１）作者简介：许建新（１９６８－），男，河南光山人，副教授，博士，主要从事ＣＡＰＰ、制造信息化，先进制造技术等方面的研究。

ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＰＰ【４８】第２６卷第９期２００４－０９制造业自动化我国企业信息化工程带动了ＣＡＰＰ技术的深入应用和发展，通过应用ＣＡＰＰ技术，开发工艺信息管理系统，以解决企业中关键的工艺信息共享瓶颈问题。

本文将通过分析ＣＡＰＰ研究现状及企业信息化工程对ＣＡＰＰ的需求，论述现代ＣＡＰＰ技术及其发展趋势。

１ ＣＡＰＰ技术研究现状分析从２０世纪８０年代以来，国内外在ＣＡＰＰ技术的研究与系统的开发上已投入大量的资金与力量，在智能化决策及与其它应用系统的集成化方面提出了许多技术方案，并已开发出为数众多的ＣＡＰＰ系统。

主要技术研究成果集中在零件信息描述、工程知识处理、工艺决策专家系统、ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ集成等方面。

在所开发的ＣＡＰＰ系统中，有些系统已得到实际应用，少数已商品化。

但总的来看，在商品化软件出现以前，ＣＡＰＰ的研究开发方向存在与实际应用严重脱节的偏差。

主要是应用范围划得过窄、决策技术目标定得过高、工艺信息及文件管理没有考虑、软件的工程化／商品化重视不够，导致大多数软件实用水平很差，或者很难扩大应用范围，同ＣＡＤ、　ＣＡＭ、　ＭＩＳ、ＰＤＭ等相关计算机辅助技术相比，在应用范围和水平上差距相当大。

从１９９５年前后，ＣＡＰＰ的实用化问题引起研究者和企业技术工作者的重视，以实现工艺设计的计算机化为目标或强调ＣＡＰＰ应用中计算机的辅助作用的实用化ＣＡＰＰ系统成为新的主题。

许多企业应用了基于Ｏｆｆｉｃｅ或ＣＡＤ等通用软件开发工艺卡片填写系统。

在这些系统中，很多只是基于简单模板的计算机出卡片，仅取得了一定的应用效果，但也有不少是企业在工艺标准化、规范化的基础上花费大量人力、物力所开发出来的，且取得的很好的应用效果。

许多企业应用了基于Ｏｆｆｉｃｅ或ＣＡＤ等通用软件开发工艺卡片填写系统。

在这些系统中，很多只是基于简单模板的计算机出卡片，仅取得了一定的应用效果，但也有不少是企业在工艺标准化、规范化的基础上花费大量人力、物力所开发出来的，且取得的很好的应用效果。

１９９７年以来，国内推出了几个商品化ＣＡＰＰ系统，其中许多是基于ＡｕｔｏＣＡＤ和其它一些图形系统的工艺卡片填写工具系统。

这类系统片面强调工艺设计的“所见即所得”，完全以文档为核心，忽视企业信息化中产品工艺数据的重要性，存在难以保证产品工艺数据准确性、一致性和进行工艺信息集成的致命问题。

这类系统基本为文件形式进行管理，有些虽然宣称以数据库管理，事实上是基于文件封装概念的管理，产品工艺数据的准确性、一致性和工艺信息集成等问题仍无法解决。

也有一些ＣＡＰＰ系统从信息系统开发角度，分析产品工艺文件中所涉及的数据／信息，建立结构化的数据模型，并以模型驱动进行工艺设计，并实现了模型驱动下的“所见即所得”工艺设计界面，为工艺信息的可靠、有效集成和ＣＡＰＰ的深入应用奠定了良好的基础。

这类的ＣＡＰＰ系统采用结构化数据，工艺管理易于实现，能够保证产品工艺数据准确性、一致性和进行工艺信息集成，实现了工艺设计与工艺管理一体化、工艺信息的数字化和集成化，体现了企业信息化技术及现代先进制造思想，是当前ＣＡＰＰ发展和应用的主流。

企业对ＣＡＰＰ的应用越来越重视，目前很多企业都在不同程度上应用了ＣＡＰＰ技术，对ＣＡＰＰ提出了更多需求，将大大推动ＣＡＰＰ技术研究及工程化发展。

２ ＣＡＰＰ技术的发展趋势２．１ 企业对ＣＡＰＰ技术的需求企业对ＣＡＰＰ的技术需求可以分为以下几个方面：●标准化需求工艺标准化是ＣＡＰＰ深入应用的重要保证。

工艺标准化利于提高企业工艺工作的科学化、规范化水平，有利于推广先进的工艺技术和实现多品种单件小批量生产的专业化、自动化，从而缩短产品开发周期，提高质量，降低产品成本。

工艺标准化的基本内容包括各类工艺术语、工艺数据、典型工艺等不同层次进行规范化、标准化、典型化研究等。

工艺标准化对企业实现制造信息化十分关键，是企业信息标准化的重要组成部分。

企业希望通过ＣＡＰＰ技术的应用，总结归纳企业工艺规范，不断积累典型工艺、工艺知识、工艺参数和经验，不断优化和提高企业工艺技术水平。

●工艺模式变革需求现有工艺工作是基于手工传统工作方式形成的工艺设计和管理的组织结构、业务流程和工作模式，面临企业制造信息化和ＰＤＭ、ＥＲＰ及ＯＡ的集第２６卷第９期２００４－０９【４９】【５０】第２６卷第９期２００４－０９制造业自动化高工艺设计局部高效率并不能带来整个为了满足企业对工艺设计及工艺管效的工艺设计方式实现各种类型工艺规程、工艺指令文件的编制、存储等，实现基于知识的跨平台的多工艺部门／人员的协同工艺设计；●工艺管理功能：包括工艺信息管理（各种统计汇总报表、制造ＢＯＭ等）、工艺文档（工艺规程、技术指令文件、相关图形文件、ＮＣ文件等）管理、业务过程（文件编制、审批发布过程、更改）管理、信息集成等方面；●工艺知识管理功能：工艺知识是工艺设计的基础，对工艺知识的管理有利于企业工艺知识、经验的积累和工艺优化。

包括工艺信息建模、典型工艺管理、工艺标准管理、工艺术语／切削参数、材料管理等。

●制造资源管理功能：包括机床、刀具、夹具、模具、物料库存等管理，实现动态管理，及时掌握制造资源状态，进行制造资源的优化配置。

●　综合管理决策支持功能：提供企业管理人员进行管理决策的信息支持，包括工艺信息、工艺文件、技术准备进度、工艺装备、产品配置等方面全方位的信息查询、浏览等。

●系统管理功能：用户管理、应用环境配置、系统安全管理等方面。