CAPP未来之路初探(一)

CAPP未来之路初探（一）

计算机辅助工艺规划上与计算机辅助设计(CAD-computer aided design)相接，下与计算机辅助制造（CAM-computeraided manufacturing）相连，是连

接设计与制造之间的桥梁，设计信息只能通过工艺设计才能生成制造信息，设计只能通过工艺设计才能与制造实现功能和信息的集成。由此可见CAPP在实现企业生产智能化与自动化中的重要地位。

CAPP的目标一直是开发可代替工艺人员的自动化系统，而不是辅助系统，

即强调工艺设计的自动化和智能化。但由于工艺设计领域的个性化与复杂性，以及工艺设计理论多是一些指导性原则、经验和技巧，因此想让计算机完全替代工艺人员进行工艺设计还是有一定困难的，现只能够做到部分替代应用，且至多是

一些针对特定行业、特定企业甚至是特定零件的专用CAPP系统，还未能大规模推广真正通用的智能CAPP系统。

因此，CAPP本质上是一种将工艺人员从许多工艺设计工作中解脱出来的工具，自动化不是CAPP唯一的目标，实现CAPP系统的以人为本的宜人化操作、具有高效的工艺编制手段、工艺信息自动统计汇总、支持与CAD/PLM/ERP/MES/系统的信息集成、具有良好的开放性与集成性才是工具化的CAPP系统开发及应用的主要目标。借助于工具化的CAPP系统，很多企业实现了工艺设计效率的提升，促进了工艺标准化建设，实现了与企业其它应用系统CAD/PLM/ERP/MES

等的集成，有力地推动了企业数字化建设。

受计算机水平、先进理念发展情况、智能技术研发等因素的影响，我国CAPP研究明显晚于先进西方国家。20世纪80年代初期，在国家的支持与推动下，我国的CAPP技术开始萌芽。1982年，同济大学开发出我国第一个CAPP

系统，但也仅仅是处于学习和初步研究阶段。随后，我国其他的一些优秀院校如西北工业大学、北京航天航空大学、华中理工大学积极改进落后观念，提高科技

创新进步的先进意识，积极努力地投入到了CAPP系统的开发中，并且开发出了具有一定水准的CAPP系统，至此中国CAPP系统开始进入快速发展期。90年

代后，随着计算机辅助生产国际学术会议的召开和中华人民共和国机械行业标准计算机辅助工艺设计导则的颁布，我国CAPP的技术水平开启了更进一步的发展并与国际接轨。

02 目前CAPP存在的问题和发展方向

2.1 存在的问题

(1)CAPP系统通常针对特定零件，不能够适应复杂多样的工艺产品，通用性差，不具备普遍性。

(2)CAPP系统运作时应实现人和计算机能够很容易进行交流，获取信息时间短、准确、简单、快速，效率应明显高于单纯人工设计，可目前并未实现

(3)CAPP系统需要的工艺知识量巨大，存储量巨大，需要耗费大量的人力物力准备。

(4)CAD、CAPP、CAM等计算机辅助系统没形成一系列的系统工程，设计、工艺和制造都是单一的设计，单一的系统开发，单一的生产应用，它们之间无任何联系，因此就出现了1+1小于2的情况，这不能显示生产系统的集成的优势。

(5)多数CAPP系统只有设计者知道其内部的知识的存储方式，应用推理方式，选

择方案的优化方式，用户根本无法知道也无处知道，因此用户无法根据实际需要更改系统的一些既定规则，以适应自己的需要，这样的系统不能适应客户，客户也不会欢迎的。

2.2 CAPP研究方向

CAPP的研究主要针对高效性、通用性、并行性等方向进行发展。

(1)高效性——CAPP系统运作时应很容易实现人和计算机的交流，获取信息准确、简单、快速，效率应明显高于单纯人工设计。

(2)智能性——能够处理复杂多样的产品，更智能。

(3)系统性——形成一系列的CAD、CAPP、CAM等计算机辅助系统工程，设计、

工艺和制造不再是单一的设计，单一的系统开发，单一的生产应用，它们之间有密切的联系，显示生产系统的集成的优势。

(4)透明性——设计者应该让用户知道其CAPP系统的内部知识的存储方式，应用

推理方式，选择方案的优化方式，用户可根据实际需要更改系统的一些既定规则，以适应自己的需要，这样的系统客户才会欢迎。

(5)网络协同化——可通过联网，多家企业联合开发，共同利用，节省人力物力。

03 CAPP支撑理论与技术的发展状况

3.1 人工智能

人工智能AI（Artificial Intellegence）是美国的几位学者在20世纪中期最

先提出的。它是多学科的交叉学科，包括计算机科学、哲学、数学、心理学、生物学、控制理论等。其基本目标就是使机器表现出人类的头脑和思想，使机器代替人类思考和工作。人工智能应用极具广泛性，在语言语音识别，机器学习、逻辑分析以及专家等系统方面都取得了许多引人瞩目的成就。近年来，人工智能中较突出的成就是专家系统。

3.2 专家系统

专家系统是一种在特定领域内具有专家水平解决问题能力的程序系统，属

于人工智能的一个发展分支。该系统具有大量专业知识，同时也具备人类专家经验，可根据人类专家求解问题的思维过程针对问题进行求解，从而获得最优解。因其具备专家的知识和思维，所以知识全面，求解问题快速、优化，应用范围广泛，可有效提升企业生产效率和经济效益。

目前，人们对专家系统已进行了深入的研究与开发：知识库和推理机由

单一发展为多样，使其更符合专家的特质，同时人们还对专家系统的开发工具进行研究，使其可根据需要应用于各个领域，具有广泛性、便利性和通用性。当然，

专家系统也还有不少问题亟待解决：比如知识的获取与学习等。此类问题还有待进一步的研究。

04 结语

科学技术的迅猛迭代、市场经济的快速发展，都在推动着CAPP的不断变革，CAPP发展到今天，作为工具软件已经不能完全满足企业的需要，对此，很多厂商提出了结构化工艺和三维工艺，的确在一定程度上推进了CAPP的发展进

程，但还远远不够，仍然存在着诸多问题：比如知识库知识的更新和完备，推理机制的优化和优先，系统的自我学习和完善，网络化协同设计等。随着科技的发

展和人们对制造业的日益重视，已有越来越多的科技工作者投入于面向CAPP技术的研究，未来CAPP将会朝智能化、服务化、并行化等方向发展。