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1、-浅析计算机辅助工艺设计-第 13 页浅析计算机辅助工艺设计摘要：计算机辅助工艺设计(CAPP)是提高设计效率和工业生产率的理想工具，是联系CAD与(AM的纽带，也是实现计算机集成制造的关键因素之一。应用CAPP技术，可以使工艺人员从繁琐重复的事务中解放出来，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生命周期。其全面系统的介绍了计算机辅助系统CAPP的发展历程、工作原理、CAPP系统的分类及其在研究开发中存在的问题与分析 ，在详细分析当前CAPP在焊接领域的应用现状的基础上，提出CAPP向集成化、智能化、网络化、通用化发展的趋势。关键词: CAPP;
2、发展;原理;分类;应用;趋势中图分类号: TH1162 文献标志码：A Simple analysis of aided process planning technologyAbstract：Abstract Computer-aided process programming (CAPP)is an ideal tool to reduce design time and to increase pro-ductivity. It is the link between CAD and CAM,and is an essential key for achieving CIM (Compu
3、ter Integrated Manu-facture).Application of CAPP technology,can make theprocess ofstaffliberated from thetedious repetitiveaffairs，improving the quality of products,andshorten theproductlife cycle.It systematically introduced the development process 、working principle of CAPP and the problems and an
4、alysis existing in the research development, as well as theclassification of its system. Having analyzed the present application in welding it put forward the development trend of CAPP forits integratization, intelligentization and networkization.Key words：CAPP; development ; principle; classificati
5、on; analysis; development trends前言 实现工业生产和管理计算机化，目前已经成为国内外工厂企业的重要任务和目标，成为提高工业生产率及产品质量，降低产品制造成本的巨大推动力，同时也成为决定企业能否在日益激烈的竞争中立于不败之地的关键因素之一。在工业生产中，新产品的开发和投产分为三个阶段:产品设计、产品工艺规划和产品制造。目前，这三个阶段都在不同程度上实现计算机化，相应地产生了计算机辅助设计(CAD、计算机辅助工艺设计(CAPP)和计算机辅助制造(CAM）1。在计算机集成制造(CIM)环境中，计算机辅助工艺设计是CAD和CAM之间必不可少的联接2。在机械制造行业中，随
6、着产品的不断更新换代，便有大量的工艺过程编制工作。传统的工艺过程编制是一种纯粹的手工劳动，不仅劳动量大、工作繁琐，而且编程质量完全取决于技术人员的经验和知识水平，不同的人对同一零件所编制的工艺过程往往会大不相同，从而形成生产工艺的多样化，将给组织生产造成许多不便和生产费用的浪费。况且一个工艺师要经过长期的生产实践，才能具备加工设备、刀具、夹具、技术测量等方面的广泛知识，从而编制符合生产实际条件的工艺过程文件。 计算机辅助工艺过程编制(CAPP)系统的应用，不仅可以提高工艺规程的生成速度，短生产准备周期，使广大工艺人员从繁琐和重复的劳动中解放出来，而且可以降低编制人员技能水平，即经验较少的工艺人
7、员也可借助于CAPP系统设计出高质量的工艺规程，促进了工艺过程的规范化和标准化3。为此，自20世纪60年代以来，很多国家争相进行了CAPP的研究，开发了许多实用的系统，取得了诸多理论成果。1 国内外 CAPP 研究综述与分析 CAPP 系统的研究和发展经历了较为漫长曲折的过程。自从 1965 年 Niebel 首次提出CAPP 思想，迄今 30 多年，CAPP 领域的研究得到了极大的发展，期间经历了检索式、派生式、创成式、混合式、专家系统、开发工具等不同的发展阶段，并涌现了一大批 CAPP 原型系统和商品化的 CAPP 系统。 早期的 CAPP 系统为检索式（Retrieval）系统。它事先将
8、设计好的零件加工工艺规程存储在计算机中，在编制零件工艺规程时，根据零件图号或名称等检索出存有的工艺规程，获得工艺设计内容。这类 CAPP 系统自动决策能力差，但最易建立，简单实用，对于现行工艺规程比较稳定的企业比较实用。检索式 CAPP 系统主要用于已经标准化的工艺过程设计。 随着成组技术（GT）的推广应用，变异式或派生式 CAPP（Variant CAPP）系统得到了开发和应用。派生式 CAPP 系统以成组技术为基础，按零件结构和工艺的相似性，将零件划分为零件族，并给每一族的零件制定优化的加工方案和典型工艺过程。挪威早期推出的AUTOPROS系统， 美国麦克唐纳. 道格拉斯自动化公司与 CA
9、M-I 开发的CAPP-CAM-I 系统，英国曼彻斯特大学开发的 AutoCAP 系统等都是典型的派生式 CAPP 系统。派生式 CAPP 系统实质上是根据零件编码检索出标准工艺，并在此基础上进行编辑修改，系统构建容易，有利于实现工艺设计的标准化和规格化，而且有较为成熟的理论基础（如成组技术等） ，故开发、 维护方便。 变异设计的思想与实际手工工艺设计的思路比较接近， 故此类系统比较实用，发展较快，取得了一定的经济效益。 70 年代中后期， 美国普渡大学的 Wysk 博士在其博士论文中首次提出了基于工艺决策逻辑与算法的创成式 CAPP（Generative CAPP）的概念，并开发出第一个创成
10、式 CAPP 系统原型APPAS（Automated Process Planning And Selection）系统，CAPP 的研究进入了一个新的阶段。创成式 CAPP 系统能根据输入的零件信息，通过逻辑推理、公式和算法等，作出工艺决策而自动地生成零件的工艺规程。 创成式 CAPP 系统是较为理想的系统模型， 但由于制造过程的离散性、产品的多样性、复杂性、制造环境的差异性、系统状态的模糊性、工艺设计本身的经验性等因素， 使得工艺过程的设计成为相当复杂的决策过程， 实现有一定适应面的、 工艺完全自动生成的创成式 CAPP 系统具有相当的难度， 已有的系统多是针对特定的零件类型（以回转体为主
11、） 、特定的制造环境的专用系统。 鉴于创成式 CAPP 系统设计开发中的困难，随后研究人员提出了混合式 CAPP（Hybrid CAPP）系统，它融合了派生式和创成式两类 CAPP 系统的特点。混合式 CAPP 系统常采用派生的方法首先生成零件的典型加工顺序， 然后再根据零件信息， 采用逻辑推理决策的方法生成零件的工序内容， 最后再人机交互式地编辑修改工艺规程。 目前混合式的 CAPP 系统应用较为广泛。 进入 80 年代，研究人员探讨将人工智能（AI）技术、专家系统技术应用于 CAPP 系统中，促进了以知识基（knowledge-based）和智能化为特征的 CAPP 专家系统的研制。专家系
12、统 CAPP 与创成式 CAPP 系统主要区别在于工艺设计过程的决策方式不同：创成式 CAPP是基于“逻辑算法+决策表”进行决策，专家系统 CAPP 则以“逻辑推理+知识”为核心，更强调工艺设计系统中工艺知识的表达、处理机制以及决策过程的自动化。1981 年法国的Descotte 等人开发的 GARI 系统是第一个利用人工智能技术开发的 CAPP 系统原型，该系统采用产生式规则来存储加工知识并可完成加工方法选择和工序排序工作。 目前已有数百套专家系统 CAPP 问世，其中较为著名的是日本东京大学开发的 TOM 系统，英国 UMIST 大学开发的 XCUT 系统以及扩充后的 XPLAN 系统等。
13、 80 年代中后期，随着 CIM 概念的提出和 CIMS 在制造领域的推广应用，面向新的制造环境的集成化、 智能化以及功能更完备的 CAPP 系统成为新的研究热点， 涌现出了集成化的CAPP 系统，如德国阿亨工业大学 Eversheim 教授等开发的 AUTOTAP 系统；美国普渡大学的 H.P.Wang 与 Wysk 在 CADCAM 和 APPAS 系统的基础上，经扩充推出的 TIPPS(Totally Integrated Process Planning System)系统以及清华大学开发的 THCAPP 系统等都是早期集成化 CAPP 系统的典范。 进入 90 年代，随着产品设计方式
14、的改进、企业生产环境的变化以及计算机技术的进步与发展，CAPP 系统体系结构、功能、领域适应性、扩充维护性、实用性等方面成为新的研究热点。例如基于并行环境的 CAPP、可重构式 CAPP 系统、CAPP 系统开发工具、面向对象的CAPP系统、 CAPP与PPS集成均成为CAPP体系结构研究的热点。 人工神经网络 （ANN）技术、 模糊综合评判方法、 基因算法等理论和方法也已应用于 CAPP 的知识表达和工艺决策中。与此同时，CAPP 系统的研究对象也从传统的回转体、箱体类零件扩大到焊接、铸造、冲压等领域中，极大地丰富了 CAPP 的研究内涵。 我国对 CAPP 的理论研究和系统开发虽然起步较晚
15、， 但发展很快， 出现了大量的学术性和实用性的各类 CAPP 系统。国内高校例如同济、清华、北航、南航、华中科大、西安交大、 上海交大、 西北工大等在 CAPP 的研究和开发方面起步较早， 取得了卓有成效的成果，对我国 CAPP 的研究、 普及和推广应用起到了很好的推动作用。 比较有代表性的 CAPP 系统有 TOJICAPP、THCAPP、BHCAPP、BITCAPP、NHCAPP、XJDCAPP、HUST_RCAP 等。 在 90 年代中后期，国内几家从事制造业软件开发与系统集成服务的公司在消化吸收CAPP 研究成果的基础上，并结合我国企业的实际需求，陆续推出了不少商品化的 CAPP 系统
16、，其中具有代表性的有开目 CAPP、天河 CAPP、思普 CAPP、金叶 CAPP、大天 CAPP、艾克斯特CAPP、天喻 CAPP 等，并分别在不同企业中得到了不同程度的应用。据不完全统计，目前我国自行研制开发的不同类型的 CAPP 系统已达 100 余套。 国内 CAPP 研究的深入程度、 覆盖面和发展水平如果保留地说还没有超过国外，则至少也已处于并驾齐驱的阶段4。2 CAPP的原理 CAPP的基本原理是:首先，将产品设计信息输入计算机，并建立起产品信息的数据库;其次，把工艺人员编制工艺的经验、工艺知识和逻辑思想以工艺决策规则的形式输入计算机，建立起工艺决策库(工艺知识库);再次，把制造资
17、源和工艺参数以适当的形式输入计算机，建立制造资源和工艺参数库;最后，通过程序设计充分利用计算机的计算、逻辑分析判断、储以及查询等功能来生成工艺规程。由此，不难看出，一般的CAPP系统通常由三个基本组成部分:产品信息输入部分、工艺决策部分和产品工艺信息输出部分。产品信息输入是指将产品设计信息输入计算机，并转化为CAPP系统能“读”懂的信息。目前信息输入方法主要有两种:一是以人机交互的方式输入设计信息;另一种是直接从CAD系统中读取产品设计信息。工艺决策是CAPP系统进行工艺设计的关键，其基本原理是根据产品设计信息，利用CAPP系统中决策机制，根据具体生产环境条件确定产品的工艺过程。产品工艺信息输
18、出是指最终的产品工艺过程信息要以工艺卡片的形式表示，在集成环境下，CAPP需要通过数据库存储产品工艺过程信息，以实现信息共享5。3 CAPP 系统的体系结构归纳起来，迄今为止所研究的 CAPP 系统可分为如图 1 所示的体系结构。 其中 CAPP按其工作原理可分为检索式、派生式(V ari-ant)和创成式(Generative ) 。 在检索式CAPP系统中，设计好的零件标准工艺被编号，并存储在计算机中;在制定零件的生产工艺时，可根据输入的零件信息进行搜索，查找合适的标准工艺。可见，检索式CAPP系统简单实用，但是由于标准工艺为数有限，大量的零件不能被覆盖，所以应用范围有限6。 在派生式LA
19、PP系统中，根据成组技术(GroupTechnology)原理将零件划分到不同的零件组，按零件组编制出标准工艺，并将其存储到计算机中;在为新零件设计工艺时，输入该零件的成组技术代码，检索到相应零件组的工艺，而后根据该零件的特点，由计算机自动进行工艺参数的修改，从而产生新的工艺7。可见，派生式CAPP系统也不能适用于所有的零件，而且由派生法产生的工艺往往需要进一步修改。在创成式CAPP中，不存入任何工艺，而是通过数学模型决策、逻辑推理决策或智能决策等方式结合制造资源库自动生成零件的工艺。在输入零件加工信息后，运行过程一般不需要人工干预。创成式CAPP系统具有较高的柔性，适应范围较广，而且便于与C
20、AD和CAM集成。但是，由于工艺设计过程的复杂性，目前尚难开发出自动化程度很高、功能完全的创成式系统。目前的创成式系统实际上只能说基本上是创成式的。4 CAPP 研究开发中存在的问题与分析 自从 1965 年 Niebel 首次提出 CAPP 思想，迄今 30 多年，CAPP 领域的研究得到了极大的发展，涌现了一大批 CAPP 原型系统和商品化的 CAPP 系统。纵观 CAPP 发展的历程，可以看到 CAPP 的研究开发始终围绕着两方面的需要而展开： 一是不断完善自身在发展中出现的不足，二是不断满足新的制造技术、制造模式对其提出的新的要求。国内外高等院校和研究机构发表了数以千计的研究论文，取得
21、了不少研究成果，大大地推动了 CAPP 的发展，部分研究成果已经应用于具体实际，取得了较好的社会效益和经济效益。但不可否认的是，从总体上看，CAPP 的应用和工程化的问题，至今并没有得到很好的解决，这与层出不穷的新技术、新方法、新概念很不相称。CAPP 的研究仍然面临着许多问题，其应用的广度和深度与企业的实际需求还相差较远。 工艺设计受诸多因素的影响和制约，个性很强，不同的生产类型、制造资源环境等，都影响工艺设计的结果。 在一个企业行之有效的工艺计划到另一个企业可能根本就不适用。 就一个企业而言，随着新材料的出现、设备的更新，工艺也会跟着发生变化。因此很难有一个通用的 CAPP 系统可以满足所
22、有企业的所有需求。 传统的 CAPP 系统及其构造方法，存在着以下主要的不足： CAPP 系统的体系结构缺乏柔性、适应性 传统的 CAPP 系统绝大多数是针对特定产品零件和特定制造环境进行开发的。 当零件的种类和制造环境发生变化时，系统需要重新设计和构造。 开放性差 大多是封闭系统，不支持用户的修改和二次开发。 系统可重用性差，存在大量低水平的重复工作 传统的 CAPP 系统绝大多数采用结构化程序分析方法和结构化设计方法，使得 CAPP系统的可维护性差、可重用性、继承性差。大多数的 CAPP 系统的开发完全从零开始，功能模块存在大量的低水平的重复工作，起点低，系统研制周期长，效率低。 对 CA
23、PP 的实用性、产业化重视不够，忽略对 CAPP 中的人机工程技术的研究 由于忽略了从客户使用的角度验证 CAPP 的功能实用性、完备性，使得大多数的 CAPP系统为实验室产品或原型产品，无法真正在企业中用起来。 随着网络、数据库的技术的应用，原有单机模式的 CAPP 已不能满足实际需求 CAPP应用系统的关键问题之一是有效分析工艺设计的资源信息和实践经验8，针对工艺设计个性很强的特点以及上述传统 CAPP 系统的不足， 研究和开发 CAPP 工具系统是解决问题，迎接挑战的一条有效的途径。工艺设计虽然“因厂而异” ，但也遵循一些公共的规范，有规律可循。将工艺设计中的共性提取出来，创建系统总体结
24、构框架和设计模型；针对工艺设计中的个性问题，开发可重用、可维护的功能组件对象，通过功能组件对象的实例重用、继承重用、多态性重用，提高系统的开放性和灵活性；通过不同功能组件的拼装、升级、重用，避免不必要的、低水平的重复开发，实现 CAPP 系统开发和维护的高效。实践证明这是开发 CAPP 系统的一种很有效的方法4。5 不断发展的 CAPP 内涵 随着科学技术的进步特别是计算机技术的发展以及知识经济的来临， 制造业正经历着巨大的变革。知识经济使得制造活动和销售经营分散化、网络化、全球化，形成了全球性的大市场。 每个企业都面临着持续多变和不可完全预测的全球化市场经济竞争。 为了提高企业的竞争力，制造
25、企业必须解决其新产品的 T、Q、C、S、E 难题，即以最快的上市速度（T-Time to Market） ，最好的质量（QQuality） ，最低的成本（CCost） ，最优的服务（S-Service）及最清洁的环境（E-Environment）来满足不同顾客对产品的需求和企业可持续发展的要求。 为了适应制造领域发展的上述变革， 各种新的制造技术、 产品设计制造模式以及生产组织形式相继提出并得到不同程度的应用实施。例如计算机集成制造系统 CIMS（Computer Integrated Manufacturing System） 、 并行工程 CE （Concurrent Engineerin
26、g） 、 精益生产 LP （Lean Production） 、准时制 JIT（Just in Time） 、智能制造 IM（Intelligent Manufacturing） 、敏捷制造 AM（Agile Manufacturing） 、先进制造技术 AMT（Advanced Manufacturing Technology）等。 无论什么样的制造技术、制造模式以及生产组织形式，CAPP 作为产品设计和制造的中间桥梁、信息枢纽的地位和作用不会改变。新的制造技术、制造模式以及生产组织形式的成功有赖于其包含的各个单元技术，CAPP 作为核心的制造信息处理单元，无疑对其的成功实施具有重要的意义。
27、与此同时，新的制造技术、制造模式以及生产组织形式对 CAPP 提出了更高的要求，赋予了它新的内涵，其意义和作用更大。 随着研究的深入以及新技术、新需求的提出，CAPP 的内涵也在不断的丰富。就像 CAD有狭义的 CAD 和广义的 CAD 一样， CAPP 也有狭义和广义之分。 从狭义的观点来看， CAPP是针对零件的机械加工工艺过程设计（以切削为主） ，输出工艺规程。但从广义的观点来看，CAPP 包括工艺设计和工艺设计过程和活动的管理。工艺设计的过程不仅仅产生零件的工艺规程，还为基于并行工程的产品设计提供制造可行性、加工成本分析、可装配性等信息和数据；为 MIS/ERP 系统提供工时定额、材料
28、定额、工装一览表、工艺路线表等基础的制造数据；为计算机辅助质量检验系统提供加工精度、粗糙度、形位公差等质量检验项目内容和要求， 由计算机辅助质量检验系统自动生成零件的工序质量检验规划。 根据企业的实际需求知道，实际的工艺设计是由不同性质的子任务组成，工艺设计分多个步骤完成，如工艺调研、分析和审查产品结构工艺性、 设计工艺方案、 设计工艺路线、 设计工艺规程、 设计工艺装备、制定材料定额、工时定额、工艺设计结果需经过校对、审核、批准等。这些子任务会涉及到多个部门如计划处、生产处、工艺处、设备处、劳资科、标准化室等，所以工艺设计是一个多任务和多用户并发的过程，需要有一套权限、用户管理协调机制。CA
29、PP 应用的目的之一是提高工艺设计的效率，工艺设计效率的提高不仅仅依赖于单个零件的工艺决策过程的提高，期间涉及到工艺过程和工艺子任务的分解和协调。随着并行工程、产品数据管理技术（PDM） 、CIMS 技术等的应用和推广，需要在 CAPP 里实现有效的人、技术的集成，实现工艺设计过程和设计信息的管理，从系统、整体上提高工艺设计的效率和质量。 6 CAPP的应用（焊接） 作为工业生产中最重要的材料成型方法之一，焊接的应用遍及了航天、造船、化工、电力、建筑、汽车、微电子等领域，其质量和可靠性直接关系到最终产品的性能与安全，其成本也在较大程度上影响到产品的最终成本。 焊接工艺的设计是很复杂的，对于不同
30、的焊件和焊接要求必须编制相应的焊接工艺。生产中对焊接工艺的要求是十分严格的，特别是在锅炉、造船等行业。但是很长一段时间以来，焊接工艺的编制与管理主要靠传统的手工方式完成。因而，在管理、检索、编制和保存焊接工艺等工作上，不但造成了大量的重复性劳动，浪费了焊接工艺人员的精力，而且时常造成不必要的人为失误，影响了生产质量和制造成本。因此，焊接工作者早在20世纪80年代后期就在焊接工艺设计与管理中引进了CAPP技术。 1990年前后，可以认为是国内焊接领域CAPP发展的起步时期。从1988年开始，太原重机厂在长城GW系统机上自行开发了人机交互式计算机辅助焊接工艺规程设计软件系统TZ-WCAPP。该系统
31、以成组技术为基础，以专家系统思想为指导，采用检索法与创成法相结合，可以认为是一种综合式CAPP系统。该系统还应用集成概念，实现了CAD/WCAPP/MRP一体化。唐山锅炉厂于 1990年开始研究计算机辅助工艺过程设计，并采用汉字DBASE开发了一套适合该厂的CAPP系统，可以完成工艺文件的建立、修改、打印等功能。同期，金州重型机器厂等单位也进行了类似的研究。这一时期的系统一般用DBASE,FOXBASE或BASIC开发，运行在DOS平台上。 1994年左右，为数众多的企业开始研究焊接工艺CAPP系统。清华大学与大连起重机器厂合作开发了CSCAMP系统;哈尔滨工业大学开发了焊接工艺设计专家系统；
32、伙第一重型机械集团公司开发了基于网络的WTPMIS系统；叱哈尔滨工业大学与哈尔滨锅炉厂合作开发了P Q RDBM S系统。此外，南京化学工业集团公司、天津大学、兰州石油化工机械厂等单位也进行了焊接工艺CAPP系统的研发。这一时期的系统一般使用BASIC或VB, FOXPRO开发，运行在Windows上。少数系统具备一定的工艺设计自动化功能，绝大多数系统主要进行焊接工艺的管理，但是提供的功能比以前的系统要强很多，界面也更加友好。 近年来，已有的CAPP系统得到了进一步发展，升级后的系统功能得到了加强，有的系统还实现了网络化。比如，哈尔滨工业大学开发的焊接工艺评定管理系统，除了能完成新建、保存、检
33、索、打印工艺文件等一般操作外，还允许局域网中的各个终端通过网络共享工艺文件，并为用户提供了完善的权限管理。CAPP的通用化与专业化结合也进一步得到了重视。清华大学等研究机构对此作了一定的研究，但是可应用的通用化与专业化结合的CAPP系统还未见报道9。7 CAPP的研究方向7.1 智能化 20世纪80年代以来，以专家系统技术为代表的人工智能技术在CAPP系统中得到了一定的应用，提高了系统的适应性和通用性。但由于专家系统技术存在一些缺陷，比如知识获取的“瓶颈”问题，推理方法单调及其产生的“匹配冲突”、“组合爆炸”与“无穷递归”问题10等，不能充分地满足实现CAPP智能化的需要。目前，广泛研究的神经
34、元网络、模糊理论和遗传算法为CAPP系统的进一步智能化提供了理论基础11。但是，要实现真正的智能化系统还需要大量的人力、物力和时间的投入。7.2 集成化 随着CAD ,CAP P及CAM系统的应用不断增多，企业迫切需要将这些孤立的系统整合成一个整体，以提供对产品生命周期中包括产品设计、工艺设计、产品仿真、产品制造、产品测试等各个阶段的全面支持。由于CAPP是联系CAD与CAM的纽带，因而CAPP的集成化研究得到了广泛重视1。CAPP系统集成的关键是信息的交换与共享。根据信息交换方式和共享程度的不同，CAPP的集成可选取多种方案。 最简单的方案是采用专用数据接口实现集成。比如，采用自定义数据格式
35、文件的方法，但是这样做不利于与其他人员开发的系统进行集成。为此，美国、法国及德国等国家开发了自己的数据交换标准，如IGES ,PDES ,SET , VDAFS等。为了实现国际范围的标准化工作，在PDES接口技术的基础上，1984年11月国际标准化委员会下设的组织ISP/ TC184/ SC4在法兰克福召开的会议上确定了STEP (Standard for the Ex-change of Product Model Data)，为CAD/ CAPP/ CAM的集成提供了国际标准6。 较好的方案是基于产品数据管理(PDM)实现3C集成。PDM技术是以产品数据的管理为核心，通过计算机网络和数据库
36、技术，把企业生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成管理的技术。与产品相关的信息包括开发计划、产品模型、工程图样、技术规范、工艺文件，与产品相关的过程包括设计、仿真、加工制造、计划调度、装配、检测等过程。在这种集成方案中，CAD , CAP P ,CAM分别与底层的PDM通信，从而输出或获取相应的信息，这就在更大程度上实现企业内部信息共享6。7.3 通用化 随着CAD ,CAM在企业中的广泛应用，发展相对滞后的CAPP日益成为企业应用计算机的瓶颈。因而许多单位尤其是商业软件公司研究并开发了通用化的CAPP系统。自20世纪90年代以来逐渐兴起的CAPP框架系统是实现CAPP通用化的一种方式。所谓
37、的CAPP框架系统实际上是一种CAPP开发工具，可以由用户自己定义适合特定系统的CAPPo CAPP框架系统技术目前尚处在理论研究和开发实验阶段，清华大学等研究机构对此作了较多的研究。但是很少有满足用户实际需要的商品软件发行12。通用CAPP系统注重的是工艺文件的编制与管理，一般不具有自动设计工艺的功能。目前，国内已开发出许多这样的系统，如西北工业大学的CAPP Framework，武汉开目公司的KMCAPP以及清华天河的THCAPP等。7.4 并行工程CAPP 1988年美国国家防御分析研究所完整地提出了并行工程(CE)的概念12。并行工程倡导了一种新的企业生产模式。并行工程的核心是，基于分
38、布式并行处理的协同求解以及在其支持之下，面向产品整个生命周期寻求最优决策。并行工程方法力图使开发人员从设计一开始就考虑到产品生命周期(从概念形成到报废)中的各种因素，包括质量、成本、进度及用户需求，尽早暴露并修正产品开发全过程中存在的问题，从而达到提高质量、降低成本和缩短工期的目的13。 并行工程主要是针对原来的串行产品生产模式提出的，它采用上、下游同时决策的方式，在计算机上进行产品整个生命周期各个阶段的设计。在并行CAPP系统中，要求CAPP系统在设计过程中高效动态地生成工艺规程，并随时向CAD系统提供产品可制造性的评价信息。同时，可以根据加工过程仿真系统的反馈信息找到当前工艺规程中存在的问
39、题并加以调整14。并行工程自提出以来，得到了高度的重视和广泛的发展，在波音公司等一些企业获得了成功的应用，成为现代制造技术的重要研究内容之一。7.5 分布式网络化 信息传输是企业实现CIMS的先决条件。通过网络可以将企业内部相互分离的各个部门集成为一个统一的整体，从而实现生产信息与资源的统一管理与调度。作为CIMS中重要组成部分之一的CAPP系统也必须实现网络化。CAPP系统的网络化的原因之一是实现工艺文件共享的需要，也就是分布在车间等子部门的网络终端可以以不同权限访问工艺部门的工艺数据文件。原因之二是CAPP系统本身实现工艺设计这一复杂功能的需要。具体地说，CAPP系统的工作具有明显的层次性
40、，不同层次的子系统、功能模块、相关的工程数据库及工艺知识库可组成分布式系统。在这种系统中，各级计算机系统是通过网络互连的，工艺设计过程是动态的，可以提供反馈功能，系统结构具有柔性;另外，在实际生产环境中，不同类别的零件所适用的CAPP设计方法也是不同的，可以采用一种由检索式、派生式、创成式等各种子系统组成的分布式CAPP系统，并通过测定零件类别，选择最合适的设计方法，各子系统可以通过公用数据库相互联系，共同完成设计任务。8 结 论理想的 CAPP 系统应具有良好的开放性、柔性、可重构性、集成性、实用性。CAPP 的研究将始终围绕着两个主要的目标来进行：一是研究如何构建一个相对稳定的、开放的、可
41、重构的、可集成的 CAPP 工具系统体系结构、理论与方法；二是基于研究的 CAPP 理论和方法，结合工程实际的需求，开发 CAPP 工具系统，并应用于实践，服务于企业。这两个目标相辅相成，CAPP 工具系统的理论与方法是 CAPP 实际开发和应用的基础，具体企业的应用实践可以验证、指导所形成的 CAPP 理论.在制造业企业信息化建设如火如荼的今天，CAPP 的重要性和意义已得到企业界的认可。CAD 下一步深化应用的重点就是在工艺部门普及应用 CAPP，国家经贸委提出的实施企业信息化的战略部署， 表明 CAPP 的应用推广具有广阔的前景和市场。 面临工艺个性各异的巨大的市场， 很难设想采用传统的
42、定做开发的方式逐一满足企业的需求， 研究和开发集成的、开放的的 CAPP 工具系统是有效的途径。CAPP 工具系统的重构性、开放性、柔性、集成性、实用性使其可以快速开发和实施，因而具有广阔的应用前景。参考文献：1 张崇柯，朱志明，陈丙森.CAPP的发展现状和焊接结构件CAPP的开发方法.第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集.上海，2000:56一602 Utpal Bose.A cooperative problem solving framework for com-puter一aided process planning. Proceedings of the 32nd Hawaii
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