面向cims2fcapp集成开发平台研究和实现--非回转类零件capp构造工具

摘要Ｉ３０６０．３５
面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ的集成开发平台是一个支持ＣＡＰＰ应用开发、应用集成和系统运行的软件平台。

本文对面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台的功能模型、信息模型和体系结构进行了深入的研究，并利用集成平台中的各功能构件，针对天津纺织机械厂的具体加工环境，生成了ＣＡＰＰ原型系统。

同时，在研究了特征技术的基础上，充分分析了非回转类零件的结构特点，建立了零件的特征模型，提出非回转类零件信息的方位层次描述法，并有效地应用于非回转类零件的信息描述与输入构造工具中。

建立了零件工艺决策模型，以创成式工作模式为主，辅以适当的人工干预，完成工艺决策工具的构造。

面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台所涉及的设计信息非常广泛，包括构造工具、原型样板、工艺数据及人机交互界面等，系统在软件重用思想的指导下，利用面向对象技术，对各类信息进行了有效地管理和维护。

总之，系统综合运用了特征技术、ＯＬＥ技术、信息集成技术、面向对象技术及成组技术等多种软硬件设计方法，收到了很好的效果。

面向ＣｌＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台的研究对推进机械制造业的发展，实现产品生产的柔性化、自动化，以至于对ＣＩＭＳ的集成都有十分重要的现实意义和经济意义。

／。

／√．／
关键词：—面向—ＣＩＭＳ／—ＣＡ—ＰＰ
非回转类零件。

，信息集成
方位层次描述法———飞７
ＣＩＭＳ—ＯｒｉｅｎｔｅｄＣＡＰＰｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｉｓａｓｏｆｔｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｗｈｉｃｈｈｏｌｄｓｏｕｔＣＡＰＰａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｓｙｓｔｅｍｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＣＩＭＳ—ＯｒｉｅｎｔｅｄＣＡＰＰｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｉｓｄｅｅｐｌｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ａｎｄａｆｔｅｒｔｈａｔ，ｗｅｃｒｅａｔｅｄａＣＡＰＰｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈａｉｍｅｄａｔｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆＴｉａｎｊｉｎＭａｃｈｉｎｅｒｙＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＦａｃｔｏｒｙ，ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｔｏｏｌｓｏｆｔｈｉｓｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｆｅａｔｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｈａｓｆｕｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｐｒｉｓｍａｔｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ。

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ｔｈｕｓ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃｓｄｅｃｉｓｉｏｎｍａｋｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｏｏｌｉｓｍａｄｅ．
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＩＭＳ—ＯｒｉｅｎｔｅｄＣＡＰＰＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｔｏｏｌＰｒｉｓｔｏａｔｉＣｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｈｉｅｒａｒｃｈｙｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈ
Ｏｂｊｅｃｔ—ｏｒｉｅｎｔｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
第一章绪论
１．１课题来源及主要研究内容
目前国内外机械制造企业市场向多品种、小批量生产发展，企业为适应市场瞬息多变的要求，缩短生产前技术准备周期是确保产品交货期的重要环节。

计算机辅助工艺规程设计ＣＡＰＰ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＰｒｏｃｅｓｓＰｌａｎｎｉｎｇ）使传统的工艺设计发生了深刻的变革，它是利用计算机辅助完成机械零件从设计信息到制造信息的自动转换的一种技术。

ＣＡＰＰ自６０年代出现以来，从最初单纯地存储、检索工艺规程，发展到能够按变异和创成原理自动地完成工艺设计，特别是随着计算机集成制造技术的发展，为了满足ＣＩＭＳ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）的需求，ＣＡＰＰ已成为ｃＩ￣ｆＳ的关键技术之一。

作为ＣＡＤ与ＣＡＭ的集成桥梁，它是ＣＩＭＳ中信息流和物料流的重要交汇点，ＣＡＰＰ不仅可以促进工艺规程设计标准化程度，提高编制工艺文件的速度和质量，使工艺人员从繁重的重复性工作中解放出来，而且是ＣＩＭＳ信息集成的关键。

综观ＣＡＰＰ的研究历程，经历了从实用ＣＡＰＰ原型系统的研究，到ＣＡＰＰ功能工具的开发，进而又进行ＣＡＰＰ集成平台研究的几种开发模式的转变。

总结前人经验，我们在１９９６年７月完成了“纺织机械回转体零件ＣＡＰＰ系统开发工具”的基础上，结合研究ＣＡＳＥ哲理性技术原理，针对传统ＣＡＰＰ系统开发和应用中存在的问题，考虑ＣＩＭＳ环境下ＣＡＰＰ的地位和特点，在ＣＡＰＰ体系结构及系统方法论研究前提下提出ＣＡＰＰ技术开发的新模式一“面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台的研究”，此课题得到天津市自然科学基金的资助。

本开发平台主要又在原基础上增加了非回转类零件的信息描述工具、工艺决策工具、资源管理工具等功能构件，从开放性和集成性的角度，它是对大多数企业不同ＣＡＰＰ系统中其功能相近、层次相同的底层部分进行抽象和概括，与用户应
用进行分离，构造一组开发工具，为用户开发ＣＡＰＰ系统提供了一些通用服务，简单地说，瑶向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台是一组开发工具的集成，它比独立的ＣＡＰＰ系统开发工具更高一层，工具间的集成更加紧密，并解决了工具及工具闯调用关系的管理和维护问题。

初步达到的目的是：不仅提供在面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ系统开发过程中的～些可行工具，而且提供ＣＡＰＰ系统开发过程的方法和管理技术，以便能为不同生产企业和不同产品类型的ＣＡＰＰ系统开发提供更好的集成化支撑环境，提供更方便的二次开发手段，通过交互作用，帮助用户快速生成ＣＡＰＰ原型系统，经过对原型系统的测试、评价和修改，使之演变为实用的ＣＡＰＰ系统，并提供用户对ＣＡＰＰ系统的维护和再开发功能。

作为本课题的主要研究者之一，笔者主要完成集成平台的全局数据建模、数据管理、信息建模及表示方法，重点是非回转类零件的特征描述模型、工艺决策模型、制造环境模型和信息管理模型的建立，在完成非回转体ＣＡＰＰ系统构造工具的同时，实现了ＣＡＰＰ集成开发平台，建立了非回转体ＣＡＰＰ的原型系统。

采用基础数据与工艺决策控制相分离的设计方法，以提高ＣＡＰＰ系统适应环境变化的能力，增强其柔性。

同时采用面向对象、软件重用、窗口界面、快速原型技术和信息集成等技术，研究集工艺规则描述与维护为一体的工艺决策知识获取方式，并能实现知识间互联，有利于工艺的扩充和修改。

具体的研究与实践可以概括为以下几方面。

①研究了ＣＩＭＳ环境下ＣＡＰＰ的地位和特点，分析了面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ的功能模型、信息模型和体系结构，在此基础上提出其集成开发平台的总体设计方法和实施策略。

②深入研究了特征技术的理论与方法，建立了适合于非回转类零件表达的新的特征定义体系、特征分类原则及方法。

并运用面向对象的基本原理，针对非回转类零件集成系统的特点，采用特征建模的方法建立了支持产品从其设计信息到工艺过程文件全过程的非回转类零件产品定义模型。

③分析了非回转类零件的构成规律及特点，提出了零件信息的方位层次描述法的概念。

并将此概念应用于非回转类零件信息输入工具及后续的工艺决策工具的构造中，为计算机部分自动创成工艺文件奠定了基础。

④针对零件信息与描述同步进行的功能要求，采用ＯＬＥ技术，为ＣＡＰＰ集成开发平台中有效地利用ＡＵＴＯＣＡＤ、ＷＩＮＷＯＲＤ各自特长提供
２
了一条实际有效的方法。

⑤ＣＩＭＳ集成的关键是信息的集成，作者考虑到开放数据库系统（ＯＤＢＣ）的网络开发环境要求，将原来在ＦＯＸＰＲ２．６下开发的“纺织机械回转体零件ＣＡＰＰ系统开发工具”升级到ｃ／ｓ服务更强的、新一代面向对象的可视化编程环境ＦＯＸＰＲ５．０，以便与非回转类工具相统一，同时为ＣＩＭＳ利用ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ数据服务语言在ＣＡＤ、ＣＡＭ之间更好地衔接有一个新的网络开发环境打下了基础。

⑥提出了一套工艺文档、技术资料、产品数据等管理的全面工具，有效地管理了与本集成开发平台有关的全部信息。

⑦运用上述研究理论，从软件工程角度，完成了集成开发平台设计。

初步的研究工作已实现了从零件信息输入到工艺过程文件生成各工具及工具间的管理和维护等功能，从而验证了本课题提出的面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台理论的正确性和可行性，并为ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ的进一步集成提供了理论方法，奠定了一定的工作基础。

同时，以天津纺织机械厂的加工环境为背景，利用集成平台中的各工具快速生成了实用的ＣＡＰＰ系统，对于回转类零件工艺设计已在该厂得到实际应用。

１．２国内外的研究现状及存在的问题
随着ＣＩＭＳ应用基础研究的深入，人们对设计自动化工具的研究日益重视，工艺设计自动化技术工具及平台技术的研究也迫在眉睫，面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台的研究属于开拓性工作，近几年国内外在开发工具的基础上，开发了对集成平台的研究与应用，如１９９２年至１９９４年，国家ＣＩＭＳ工程技术研究中心及其协作单位对工作站开发平台原型系统进行了研究与开发，近１０年来，我国ＣＩＭＳ技术的推广和应用发展很快，不少试点企业中已经取得重大技术成果和经济效益，目前，我国不少省市中已有不同行业的６０多家企业在开展ＣＩＭＳ应用工程实施。

同样，ＣＩＭＳ也将是天津工业企业未来的现代化生产模式，所以研究“面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ的集成开发平台”不仅能促进我国及我市机械制造行业推广和应用ＣＡＰＰ系统，而且也将促进我市开展ＣＩＭＳ方面的基础应用研究，为今后我市工业企业实施推广ＣＩＭＳ的工作打下基础。

同时，开发平台策略对其它应用软件的研制也同样有指
导意义。

①在开发不断深入发展的同时，对于近期相继开发的不少ＣＡＰＰ系
统，仍存在以下问题：
·研制周期长、质量差：传统ＣＡＰＰ的开发从基本功能模块出发，起点低、软件研制中存在大量的重复劳动。

·开放性差：传统ＣＡＰＰ系统大多是封闭式系统，它不支持一般用户对系统功能扩充和修改，很难再开发难以达到实用化。

·柔性差：传统ＣＡＰＰ系统难以适应频繁变化的加工对象和制造环境。

②国内外推出的ＣＡＰＰ工具型系统大多是半创成式的，即有一个基
本的决策框架，对于比较容易形成独立工具的功能，如工艺文档的输出、知识和数据的输入等提供一个开发环境，而对于工艺决策等推理则可由人工干涉。

目前国内开发的ＣＡＰＰ工具，如我国浙江大学的Ｚ－ＥＳＰＰ，西安交通大学的ＭＰＰＥＳＴ系统，上海交通大学的ＣＡＰＰ－ＳＩＰ工具化系统，中国纺织大学的“非回转零件ＣＡＰＰ开发工具”，以及天津纺织工学院的“回转类零件ＣＡＰＰ开发工具”等，这些工具虽然具有一定的实用性，但仍有待进一步改进，如：
·功能不够完善：目前工具系统能简化二次开发，但是对用户二次开发过程中提供支持还是不够方便。

●集成性差：目前工具系统仅为ＣＡＰＰ开发提供工具，不能提供一
个集成化的支撑环境，所以在支撑快速原型法时就不够方便。

·开放性差：以往的工具系统注重研究ＣＡＰＰ系统功能可扩性，对系统硬件和软件开放性方面尚缺少研究，不能实现信息处理的分布性。

●不能面向ＣＩＭＳ环境：基于现有工具开发的ＣＡＰＰ应用系统中，
由于主要信息模型缺乏全面考虑ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ的要求和特点，所以系统不能适应更广泛的应用。

③目前国内开发平台型ＣＡＰＰ系统还正在研究之中，由于没有相应
的ＣＡＰＰ系统设计理论提供支持，特别是在功能的抽象方法、功能的动态组织方法和软件系统的组织结构上还不成熟。

我们通过对“面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台”的研究，帮助我们朝着更高水平的ＣＡＰＰ软件系统开发迈出关键一步，从而最大限度地提高软件开发效率和质量，它标志着ＣＡＰＰ软件研制的新模式。

第二章面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台
２．１面向ｃＩ惦／ｃＡＰＰ集成开发平台的概念及开发策略
平台，是以综合软件环境和工具全面支持系统开发过程的ＣＡＳＥ方法，它提供信息集成和应用集成的软件框架环境，面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ的集成开发平台是一个支持ＣＡＰＰ应用开发、应用集成和系统运行的软件平台。

其中，信息集成是ＣＡＯ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ集成的关键与难点，而零件特征建模、产品数据的全局定义是目前解决信息集成的基础。

我们针对传统ＣＡＰＰ系统开发和应用中存在的问题，考虑ＣＩＭＳ环境下ＣＡＰＰ的地位和特点，在软件工程方法指导下提出研制面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台的策略：
①抽象ＣＡＰＰ系统实现机制，基于可重用构件技术，开发能体现ＣＡＰＰ
基本功能模块的原型样板及原始构件，构造通用化ＣＡＰＰ参考框架。

②抽取影响ＣＡＰＰ灵活性的部分，构造数据库和知识库的框架，设
计友好的人机界面，按ＣＡＰＰ通用化规范化的要求，让用户装入基础数据及完成工艺决策知识的描述及管理，采用数据驱动方法，解决系统适应性问题。

③构造～组工具，实现零件信息模型的重构、制造环境与加工方
法间关系的重构，以适应用户对零件种类及制造环境变化的要求。

④以微机及其网络技术为基础，不片面追求高水平或全盘自动
化，允许适当的人工干预。

⑤研究工具间集成、工具之间调用及管理和维护问题，建立平台
内部的全局数据模型。

研究ＣＡＰＰ系统在ＣＩＭＳ中功能模型、信息模型，构造集工具、方法和管理技术为一体的ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台。

基于快速原型法，快速完成ＣＡＰＰ应用系统开发。

２．２面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台的功能特点
在对制造业工艺设计过程进行研究的基础上，建立面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台，此平台不仅仅提供一个具有遁用性的基本开发模型，
而且是一个开放性的系统框架，它把ＣＡＰＰ系统的功能分解成一个个相对独立的“功能元”（完成某项任务的构造工具），用户可以针对不同的应用环境，通过对不同功能元的重新组合即可适应新的要求，从而在开发平台上构造符合用户需要的实用ＣＡＰＰ系统，也可以将开发平台提供给用户，使用户可以进行ＣＡＰＰ系统的二次开发。

图２．１示意了ＣＡＰＰ集成开发平台系统的功能原理。

其功能元主要包括零件信息输入工具（输入）、工艺决策工具、工艺文档输出工具、知识和数据的输入及管理工具、用户界面构造工具等。

图ｚ．２ＣＡＰＰ的功能模型图
集成给传统的ＣＡＰＰ提出了挑战，它要求面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ应具有一些新的特点。

①它应作为集成设计辅助工具来工作，即自动地从工程（产品设计）方面获得输入数据，并且产生一整套工艺文件，供生产部门、供应部门、技术管理部门、劳资人事部门、财务部门等使用。

②ＣＡＰＰ产生的信息具有技术和管理双重意义的信息。

ＣＡＰＰ产生的信息主要是指导零件的加工，属于技术信息的范畴，但它也为生产计划调度、材料发放、成本核算等提供基本数据，这属于管理信息的范畴。

③丽向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ应是一个闭环系统，它能充分利用计算机的潜
力进行交互式在线处理，在工艺设计过程中，能根据各种反馈信息，
如资源变动情况、加工现场出现的质量问题等，实现动态设计，以保证工艺设计的及时调整，实现设计优化。

④应具有便利的用户界面，并能为操作人员提供指南。

⑤面向ＣｌＭＳ／ＣＡＰＰ应是一个具有开放性和柔性的系统，能根据不
同的生产环境构造适应不同企业的ＣＡＰＰ系统。

不同工厂的制造环境往往是不一样的，工艺习惯也有所差别，即使在同～工厂内，也会由于加工对象的不同和工艺性质的不同而导致工艺设计的内容不～样，这就要求ＣＡＰＰ系统必须具有开放性，具有一个比较通用的框架结构，且便于扩充，以满足ＣＩＭＳ环境下不同产品、不同场合对ＣＡＰＰ的不同需求。

⑥面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ应是一个可供集成的系统。

它不仅要具备工艺
规划的能力，还应提供良好的接口，以实现与ＣＡＤ、ＣＡＭ、ＭＩＳ、ＱＩＳ、ＰＡ等子系统的集成。

⑦面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ应具有创成能力，至少是刨成、变异及人机交
互等多工作模式并存的系统。

从动态和优化设计考虑，ＣＡＰＰ系统应是创成的，但考虑到企业在较长时期内还存在相当数量的相似零件加工，变异式ＣＡＰＰ系统还有其存在的合理性。

面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ系统根据零件信息模型，按照预定的规则进行工序和工步的组合和排序，选择机床和刀、夹、量具，确定切削用量，计算每个工序的机动和辅助时间，最后生成所需的技术文件和数据。

输出的信息以表格和文件表示，分别有工艺路线表、工艺装备汇总表、
外包零件表、工艺规程、材料定额表、工时定额表等表格及工艺实施方案、设备需求计划、工装申请计划等文件。

ＣＡＰＰ以表格和文件中的数据信息通过网络传给ＣＩＭＳ中其它予系统所需求的信息。

２．３面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ系统的信息模型
ＣＩＭＳ环境下，信息集成是一个关键的任务。

从本质上说，ＣＩＭＳ是利用计算机对企业的功能活动的信息进行集成和控制，信息的及时性、共享性、准确性和唯一性是ＣＩＭＳ追求的目标，同时也是衡量ＣＩＭＳ是否成功的标志。

ＣＩＭＳ环境中的信息活动主要集中在工程设计、经营管理、质量控制和加工制造等方面，其中ＣＡＰＰ是将产品设计信息转换为各种加工、管理信息的关键环节，是传递和处理各种制造信息的中枢。

图２．３表示了ＣＡＰＰ与ＣＩＭＳ中其它系统的信息流向。

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·ＣＡＰＰ接受来自ＣＡＤ的工程设计信息，包括产品几何、结构、材料信息以及精度、粗糙度等工艺信息，作为ＣＡＰＰ的原始输入，同时能向ＣＡＤ反馈产品的结构工艺性评价。

在并行设计环境下，当ＣＡＰＰ接受ＣＡＤ信息后，首先经过ＣＡＰＰ的工艺评价模块，判别设计的零件（或特征）的可制造性和经济性，再把ＣＡＰＰ的约束信息反馈给ＣＡＤ系统以便ＣＡＤ系统得出最佳的设计。

●ＣＡＰＰ向ＣＡＭ提供Ｎｃ编程接口文件，涉及零件的加工所需的设备、
工装、切削参数、装夹参数以及反映零件切削过程的刀具轨迹文件，包括工步号、工序名称、刀具号、刀具直径、走刀次数、主轴转速进给速度、切削深度、加工的刀具起始点和终止点坐标、
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刀具补偿信息等。

在接口文件中按一定的顺序排列这些信息。

同时接收ＣＡＭ反馈的工艺修改意见。

●ＣＡＰＰ向工装ＣＡＤ提供工艺规程文件和工装设计任务书。

●ＣＡＰＰ向ＭＩＳ（管理信息系统）提供工艺路线、设备、工装、工时、
材料定额等信息，并接受ＭＩｓ发出的技术准备计划、原材料库存、刀夹量具状况、设备变更等信息。

·ＱＩＳ（质量信息系统）是一个全面负责整个产品的质量管理、质量计划和质量检测与分析的集成系统。

ＣＡＰＰ向ＱＩＳ输入零件质量要求信息，主要有重要工序检验卡和零件检验卡，ＱＩｓ系统根据ＣＡＰＰ提出的工序要求、检测设备、检测工具等数据，生成质量控制计划和检测规程。

另一方面，ＱＩＳ向ＣＡＰＰ输出质量反馈信息，主要有工序超差通知单、改进加工工序建议书。

ＣＡＰＰ接到这些信息，据之修改工艺规程，实现工艺设计的优化，保证产品质量。

·ＰＡ（生产自动化系统）能实现生产过程的管理与控制，具有月旬日的生产计划制定、物料和刀具需求计划的制定、库存管理、采购计划制定、生产过程控制、动态调度、生产状况统计及信息反馈等功能。

ＣＡＰＰ向ＰＡ查询生产资源信息和更改信息，同时为ＰＡ的生产准备提供生产作业计划制定、库存管理等信息。

ＣＡＤ与ＣＡＰＰ之间的信息传送方式主要有３种。

①利用数据交换接口实现ＣＡＤ与ＣＡＰＰ之间的信息传送。

目前的数据交换接口主要有两种，一是适合本系统的专用数据交换接口：二是通过标准数据交换接口连接，标准数据交换接口可以实现广泛的数据共享，如ＩＧＥＳ、ＰＤＥＳ标准。

１９８８年国际标准化组织公布了ＳＴＥＰｌ．０版本，ＰＤＥＳ／ＳＴＥＰ标准提供了几何及拓扑、公差、特征、管理等广泛的产品定义数据，但离实际应用还有一定距离。

②数据模型问的数据存取。

它可以直接从ＣＡＤ的数据模型中进行数据存取，但必须建立基于特征的零件定义模型，并开发基于零件定义模型的ＣＡＤ系统，才能满足要求。

③建立全局数据模型，实现产品数据的统一管理（ＰＤＭ）。

这是～种可以充分利用原有研究成果的较有前途的方法，对此研究目前还正在探索中。

对于面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成平台的开发，我们为在ＣＡＰＰ与ＣＡＤ之间建立一条专用的通道做了一些前期准备，即建立了零件的特征模型，规范了零件信息的表达。

综上所述，ＣＡＰＰ对于保证ＣＩＭＳ中信息流的畅通，从而实现真正
９
意义上的集成是至关重要的。

可阻说，没有一个完善、可靠的ＣＡＰＰ系统，就不可能有一个成功的ＣＩＭＳ。

２．４面向ｃＩＭＳ／ｃＡＰＰ集成开发平台的结构
功能需求决定了结构形态，此集成开发平台从功能角度由以下八个基本部分构成。

①集成开发平台的总控机构：集成开发平台的总体设计框架，它协
调与控制此集成平台中各种资源及功能构件。

②全局数据模型管理：管理数据词典、关联信息等。

③一组开发工具：屏幕设计工具、报表设计工具、数据模型设计工
具等及工具之间的协调。

④一组构造工具：研究对开发ＣＡＰＰ系统的一组构造工具的描述、
设计、管理及驱动，主要有零件信息输入工具、工艺决策构造工具、数据管理工具等。

⑤构件管理器：对可重用构件、数据及原型样板的统一管理，可以
进行补充、删除、查寻、修改等操作。

⑥集成环境管理器：管理可重用构件及基本构件等的选用及使用权
限等。

图２．４面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ系统集成开发平台结构图
１０
⑦应用驱动器：由一组驱动程序构成，用于测试或运行应用系统、
子系统或原型等。

⑧资源管理信息库：研究对生成的ＣＡＰＰ应用系统中所有文件、任
务书等项目资源进行统一管理，包括程序修改、变更及版本管理。

整个集成开发平台按照层次结构进行划分，具体由六大子平台构成，即装配子平台、构件应用及管理子平台、知识库管理子平台、制造资源管理子平台、帮助和全局信息。

图２．４反映了面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ的总体结构。

通信服务ＣＳ处于平台的最底层，为其它层次提供基本应用服务。

全局信息系统建立在通信服务之上，维护面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ系统与其它分系统共享信息的完整性和一致性。

一组应用开发工具，
即各子平台是整个平台的核心部分，提供ＣＡＰＰ系统开发中各子系统信息及知识的获取、组织和功能模块集成的基本框架。

通过平台运行管理系统可对各子平台的运行进行控制和协调，对系统中重要资源进行共享管理。

利用平台中的各工具，用户可以快速构造ＣＡＰＰ原型系统，经过反复的测试、修改和用户评价的迭代过程，最终生成适合不同企业的实用ＣＡＰＰ系统。

以下是对面向ＣＩＭＳ／ＣＡＰＰ集成开发平台中各子平台简介。

２．４．１ＣＡＰＰ系统装配子平台
①设计文档预处理模块：
ＣＡＰＰ集成开发平台系统其中“设计文档预处理模块”是装配子平台的重要部分。

文档是软件的生命线，在ＣＡＰＰ开发各阶段中的文档涉及：项目开发计划、软件需求说明书、企业工艺规则和约定、初步设计说明书、ＣＡＰＰ系统功能模型和信息模型编码、工艺数据库和知识库设计说明书等。

广义的软件重用部件除了可重用程序模块外，还应包括领域知识、领域模型、软件设计文档等，为此，我们在ＦＯＸＰＲＯＦＯＲＷＩＮＤＯＷ９５环境下，开发了与ＷＯＲＤ９７应用集成接口。

②应用系统生成：
根据开发任务书内容及在系统功能描述库中选定内容，通过构件库管理系统调用机制，能按功能、按层次由基本构件集成为功能构件，
由功能构件集成为子系统各功能模块，最终迅速装配成新的ＣＡＰＰ原型系统，并可以直接在集成平台环境下运行与仿真，用户可以刈其进行评价及调试，经不断修改，直至满意为止。

③ＣＡＰＰ应用系统的维护与项目管理工具：
系统提供对各类功能项或知识库内容的管理，用户根据产品特点及应用系统的需求，在完成功能需求分析后，通过人机交互方式可从此构件中选择功能项或快速查找新应用系统的菜单构造所需内容，同时可完成对系统的备份和对系统各类文件目录进行增加、修改、删除等操作。

④人员及密码管理工具：
用户在登录进入本系统后，可根据自己的操作权限及密码进行不同的操作，比如对于已经生成的工艺卡片，在已审核完后，只有工艺处处长或设计者可以再次审核或修改。

此工具对使用者的相关情况进行严密的管理和维护。

２。

４．２ＣＡＰＰ系统信息资源管理子平台
①设计ＣＡＰＰ系统工艺数据集中管理工具：
对制造环境资源、工艺装备、工程基础数据、可重用程序以及数据间的关联情况等全部库文件提供具有统一数据操作的界面及一致性的维护功能，能实现数据和程序的录入、修改、查询、删除、浏览、初始化、备份等功能，便于用户自己参与ＣＡＰＰ前期开发工作和后期维护工作。

②研究网络环境下ＣＡＰＰ系统数据库设计及数据共享问题：
ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ作为后台数据服务器，支持服务器与客户机之『ｆ；ｌｊ的分布式数据通讯，使得远程数据的提取以及各应用程序之间的数据共享变得方便，为ＣＩＭＳ进一步集成提供了理论依据。

２．４．３ＣＡＰＰ系统全局数据管理子平台
提供全局数据字典设计与管理工具，保ｉ正ＣＡＰＰ集成开发平台系统设计过程中数据定义的一致性，统一管理全局数据从产生到消亡的全过程。

２．４．４ＣＡＰＰ系统构件应用及管理子平台
①提供能覆盖回转类和非回转类零件ＣＡＰＰ应用开发的一组构造
工具，其主要内容包括：。