（机械制造及其自动化专业论文）面向产品的capp与工艺管理系统开发中应用支持工具的研究.pdf

奎堡三些奎堂堕主堂垡丝兰 a b s t r a c t w i t ht h em a r k e ta n di n d u s t r ye n v i r o n m e n t sc h a n g i n gi n c r e a s i n g l y , i n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o n i sk e y t ot h ed e v e l o p m e n to fa ne n t e r p r i s e t h ee n t e r p r i s ec a nc o n t r o lt h ef l o wo f m a t e r i a l ，c a p i t a l ，i n f o r m a t i o n a tt h es a m et i m e ，a n d b r i n g i n n o v a t i o n st ot h e p r o d u c td e s i g n ，b u s i n e s sm a n a g e m e n tm o d e sa n d c o o p e r a t i o nb e t w e e ne n t e r p r i s e su n d e rt h ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o n c a p ps e r v e sa sat i eb e t w e e nt h e d e s i g na n dp r o d u c t i o ni nt h ee n t e r p r i s e s i n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o na n dp r o v i d e sr e l e v a n td a t af o rt h e m a n a g e m e n t t h ec o m b i n a t i o no fc a p p c a d c a m ，p d ma n dm i s e r p - 1 3 h e l p sd i g i t i z et h ee n t e r p r i s e d e s i g n ，m a n a g e m e n ta n do p e r a t i o na n db r i n g st h ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o nt oi t sc o r ea n dp r o v i d e s p r a c t i c a lp r o p o s a l sf o rs o l v i n g t h ep r o b l e m so f i s o l a t e di n f o r m a t i o na m o n gt h e e n t e r p r i s e w i t ht h ed e v e l o p m e n to fa l l e n t e r p r i s e si n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o n a ne n t e r p r i s ew i l lb ei n c r e a s i n g l y d e p e n d e n to nu s e f u la n dp r a c t i c a lc a p ps y s t e m b u td i f f e r e n te n t e r p r i s e sh a v ed i f f e r e n tp r o d u c t i o na n d t e c h n o l o g yc o n d i t i o n s ，p r o c e s s f l o w sa n do t h e rc h a r a c t e r i s t i c s s oi t i s v e r yu r g e n tt o s o l v et h e s e p r o b l e m sa n ds p e e du pt h ed e v e l o p m e n t o f c a p p s y s t e m t oa d a p ti tt ot h ef a s t - p a c e d ，c o m p r e h e n s i v ea n d i n d i v i d u a l i z e dm a r k e t n o w a d a y s a n d t h e s ea r ea l lt h es t a r t i n gp o i n t so f t h i st h e s i s o nt h eb a s i so f a n a l y z i n gt h em e t h o d o l o g yo f t h ep r o d u c t - o r i e n t e dc a p p , t h ec o n c e p t i o no ft h e p r o d u c t - o r i e n t e d c a p pa n d p r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e md e s i g n ，s y s t e m i n f o r m a t i o nm o d e la n d s t r u c t u r e ，t h et h e s i sc o l l e c t e das e r i e so fr e u s a b l er e s o u r c e sf r o mt h ee x i s t i n gc a p ps y s t e m ( t g c a p p s y s t e me t c ) a n dt h ep r o c e s so fd e v e l o p i n gan e ws y s t e m ，t h e nu p g r a d e dt h e mt ov a r i o u sk i n d so f s u p p o r tt o o l s an e wt a r g e tc a p ps y s t e mc a nb ed e v e l o p e dr a p i d l yt h r o u g ht h ec u s t o m i z a t i o no ft h e s u p p o r t t o o l sa n dp r o p e ra d v a n c e dd e v e l o p m e n t t h e ni tc a m et h en e wc a p p s y s t e md e v e l o p i n g m o d e a n dt h em a j o r p o i n t sa r ea sf o l l o w s ： o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gt h e m e t h o d o l o g y o fp r o d u c t - o r i e n t e dc a p pa n di t si n h e r e n t c h a r a c t e r i s t i c s ，s t u d yt h ed e s i g nc o n c e p t i o n ，s y s t e mi n f o r m a t i o nm o d e la n ds y s t e ms t r u c t u r eo f p r o d u c t - o r i e n t e d c a p pa n dp r o c e s s i n gm a n a g e m e n ts y s t e mi no r d e rt o l a y as u b s t a n t i a l f o u n d a t i o nf o rt h er e s e a r c ho f t h e s u p p o r tt o o l sa n de n f o r c e m e n to f t h en e ws y s t e md e v e l o p i n g m o d el a t e r t h i st h e s i ss t u d i e sd e f i n i t i o no ft h es u p p o r tt o o l sa n dr e s e a r c hs c o p eo ft h ep r o d u c t - o r i e n t e d c a p pa n dp r o c e s s i n gm a n a g e m e n ts y s t e ma n dp u tf o r w a r dag r o u po fr e u s a b l et o o l si nt h e s y s t e ma n d t h en e wc a p p s y s t e md e v e l o p i n gm o d e b a s e do nt h es u p p o r tt o o l s t h i st h e s i ss t u d i e sf e a s i b i l i t ya n dm e a n s o f u s i n g o - ot e c h n o l o g yt oc o n s t r u c ts u p p o r tt o o l s t h i st h e s i sa n a l y s e st h ec l a s s i f i c a t i o n ，t h ed a t a - s o u r c es t o r i n gm e t h o do fd i f f e r e n tk i n d so ft r e e s t r u c t u r e si nt h ep r o d u c t o r i e n t e dc a p ps y s t e m ，a n ds t u d i e st h ep a t t e r no ft h ec o n s t r u c t i n g t r e e s p u t sf o r w a r dv a r i o u sk i n d so ff u n c t i o no p e r a t i o n so ft r e e s t r u c t u r e s t h e ya r et h e k e y - p o i n t sf o r t h es u p p o r tt o o l ss t u d y t h i st h e s i ss t u d i e st h ec l a s s i f i c a t i o no fv a r i o u sk i n d so fp r o c e s sf i l e s f o r m a t si nt h e p r o d u c t o r i e n t e dc a p p a n dp r o c e s sf i l em a n a g e m e n ts y s t e m a sf o re a c hf o r m a to ft h e m ，a c o n s t r u c t i n gp a t t e r no fp r o c e s sf i l e b a s e do np o w e r b u i l d e ri s p u tf o r w a r d d e v e l o pr e u s a b l e p r o c e s sf i l ep r i n tm o d u l e ，p a ym o r ea t t e n t i o nt or e s o l v et h ei n t e r f a c ep r o b l e mb e t w e e np a r t s a n dt h es u b - s y s t e m s n i c ya r ea l s ot h ek a y - p o i n t sf o rs u p p o r tt o o l ss t u d y p u tf o r w a r dt h ee x a m p l eo ff d c a p ps y s t e md e v e l o p m e n tb a s e do nn e ws y s t e md e v e l o p i n g m o d e i nt h ee n d ac o n c l u s i o no ft h ep r e v i o u sw o r ka n dr e s u l t si ss t a t e da n di d e a sa b o u tf o t u r ea r e p r o p o s e d k e yw o r d s ：c a p p , p r o d u c t - o r i e n t e d ，i n f o r m a t i o nm o d e l ，s y s t e ms t r u c t u r e ，d e v e l o p e d m o d e l ， a u x i l i a r yt o o l ，m o d u l e ，p r o c e s sf i l ep r i n t , r e u s e i i 重蜜奎显墼鲢登餐墨茎譬璧壅堡登蕉圭塞疆塞楚乏基篓登塞 第一章绪论 当今，秀了嫡瘟赘场竞争懿热潮、产潞更新速度韵觏快及商品需求韵多样讫，制 造业趋予多品摹中、小批量化生产，隧机械靠4 造生产技本墩迅猛发展。传统的工艺设计 方法已遮远不挠满足婺求，计算视辅韵工琶过程设计c a p p ( c o m p u t e r - a i d e d p r o c e s s p l a n n i n g ) 技术旋运弱擞莠蓬勃发嶷，对枫城爨遗监产垒了重大浆影螭。 1 1c a p p 耩述 c a p p 技术耀当前企业储息化建设中联系设计和生产的纽带，同h 寸也为众业的篱 璞帮门提供糖奖豹数攒，是金犍售惑交换静审阉环苓，对产磊爱藿襄铡造袋本其鸯投 为爨要的影响。间时，谯企业为了增强市场竞争力和快速响应市场的变化而聚用多种 赣技术豹环凌下，革毅传统祷工艺没诗手段，采薅戳嚣冀撬尧工兵秘蕊筏纯工艺彀计 和镣理方式是企业上水平、上台阶的关键之一，也是企业发展的必由之路。 应溺c a p p 技术，酉瑷健工艺入昃献繁琐重复的事务侄工 聱中解脱出来，迅速编 制擞竞整瓤详尽的工艺文件，缭短燮产准备周期，提毫产晶巷造质量，进瑟缩短整个 产品的开发周期。从发腰的角度看，c a p p 可以从根本上敬变工艺过程设计的“个体” 劳麓与“等工”势动援矮，据态工艺设计瑷霪，菸燕铡定先进合理戆工辩定鬏，撬藏 企业管理水平提供科学依据；间时述可以逐步实现工艺过程设计的自动化及工艺过糨 豹蕊范纯、标准豫与霞纯。 开发c a p p 及制造工艺信息系统并迸杼推广成用，w 以有效地减少工艺人员的爨 复挂劳动，缩短产品割造静工艺编稍瘸蒴；挺高工艺豹标准饱和规范纯，提高工艺设 计矮量；遐过产鼹设计与工艺铸息的共享与集成，提裹锩患的整用性、准酸性和一致 性；最终通过工艺的不断优化和工艺经验韵不断积累，使工艺水平得以迅速提高。 c a p p 技术已经走过了2 0 多年豹历程，它虽然取褥了谗多残续，受裂广泛重援， 但谯应用上未能打下坚实的基础。今天，它又面临计算机集成制造系统( c i m s ) 、并 暂工程( e e ) 、鼹羧裁逡( v m ) 、敏捷喜l 造( 矗麓 、金鼗工艺浚诗鼗务耋鳃( b p r ) 等先进制造技术的种种高新需求，可以说它已进入一个既商大擞机遇又有严峻挑战的 薪麴发蓑徐羧。 1 2c a p p 的发展 我鐾的c a p p 技术的探讨应该是冠c a d 斡探索同步的，媳是，嬲c a d 、c a m 等计算机辅助技术相眈，c a p p 系统的实用性和普及性并不高。一方面，这鼹由工髂 重蜜奎显墼鲢登餐墨茎譬璧壅堡登蕉圭塞疆塞楚乏基篓登塞 第一章绪论 当今，秀了嫡瘟赘场竞争懿热潮、产潞更新速度韵觏快及商品需求韵多样讫，制 造业趋予多品摹中、小批量化生产，隧机械靠4 造生产技本墩迅猛发展。传统的工艺设计 方法已遮远不挠满足婺求，计算视辅韵工琶过程设计c a p p ( c o m p u t e r - a i d e d p r o c e s s p l a n n i n g ) 技术旋运弱擞莠蓬勃发嶷，对枫城爨遗监产垒了重大浆影螭。 1 1c a p p 耩述 c a p p 技术耀当前企业储息化建设中联系设计和生产的纽带，同h 寸也为众业的篱 璞帮门提供糖奖豹数攒，是金犍售惑交换静审阉环苓，对产磊爱藿襄铡造袋本其鸯投 为爨要的影响。间时，谯企业为了增强市场竞争力和快速响应市场的变化而聚用多种 赣技术豹环凌下，革毅传统祷工艺没诗手段，采薅戳嚣冀撬尧工兵秘蕊筏纯工艺彀计 和镣理方式是企业上水平、上台阶的关键之一，也是企业发展的必由之路。 应溺c a p p 技术，酉瑷健工艺入昃献繁琐重复的事务侄工 聱中解脱出来，迅速编 制擞竞整瓤详尽的工艺文件，缭短燮产准备周期，提毫产晶巷造质量，进瑟缩短整个 产品的开发周期。从发腰的角度看，c a p p 可以从根本上敬变工艺过程设计的“个体” 劳麓与“等工”势动援矮，据态工艺设计瑷霪，菸燕铡定先进合理戆工辩定鬏，撬藏 企业管理水平提供科学依据；间时述可以逐步实现工艺过程设计的自动化及工艺过糨 豹蕊范纯、标准豫与霞纯。 开发c a p p 及制造工艺信息系统并迸杼推广成用，w 以有效地减少工艺人员的爨 复挂劳动，缩短产品割造静工艺编稍瘸蒴；挺高工艺豹标准饱和规范纯，提高工艺设 计矮量；遐过产鼹设计与工艺铸息的共享与集成，提裹锩患的整用性、准酸性和一致 性；最终通过工艺的不断优化和工艺经验韵不断积累，使工艺水平得以迅速提高。 c a p p 技术已经走过了2 0 多年豹历程，它虽然取褥了谗多残续，受裂广泛重援， 但谯应用上未能打下坚实的基础。今天，它又面临计算机集成制造系统( c i m s ) 、并 暂工程( e e ) 、鼹羧裁逡( v m ) 、敏捷喜l 造( 矗麓 、金鼗工艺浚诗鼗务耋鳃( b p r ) 等先进制造技术的种种高新需求，可以说它已进入一个既商大擞机遇又有严峻挑战的 薪麴发蓑徐羧。 1 2c a p p 的发展 我鐾的c a p p 技术的探讨应该是冠c a d 斡探索同步的，媳是，嬲c a d 、c a m 等计算机辅助技术相眈，c a p p 系统的实用性和普及性并不高。一方面，这鼹由工髂 设计问题的复杂性和特性所决定的；另方恧，它也是受c a p p 发展匏大背景和撰导 思想的影响。c a p p 技术在我国已有二十几年的发展历史，但是从其发展历程来看无 论是七八+ 年代出现熬派生戏积剑藏式系绞还是居来发震懿c a p p 专家系绫帮缀难 满足我豳制造黧企业对c a p p 系统应用的要求。2 0 世纪9 0 年代中期，以华工科拽开 器公司为 毫表麴撬企韭提滋了工凝纯、实躅纯c a p p 系统豹开发慧路，健褥c a p p 在众多的企业中取得了良好的运用效果。c a p p 的普及和深化运用正在全国范围内展 开，有效缝莛剿了联系设计鞠生产中闽环节的作麓，为企、韭解决“信息孤岛”问题提 供了可j 亍的解决方案。 在当代，自动化拽术的迅速发展，特别是系统技术、信息技术与人工智能方面的 进步，为c a p p 系统的飞速发震提供了强大鲍技术支姥。共且，计算樵集成镱l 造、并 彳亍工程、敏捷制造、虚拟制造、智能制造等制造业自动化新技术的发展，对c a p p 系 统提感了耢懿簧求。鑫魏c a p p 戆臻究主要集孛农冗个穷瑟：瑟适应受进生产模式( 翔 并行工程等) 的c a p p 系统的体系结构、关键技术及系统的功能扩展；传统c a p p 系 统设诗零隽翡一些关键技本，魏工麓设计的模登纯表示，零件信怠的描述，工艺过程 的决策等 人工智能技术在c a p p 中的应用，如c a p p 专家系统、人工神经网络技术 及模糊理论以及面向成用的c a p p 开发工艇等等。 c a p p 在未来的发展中将更加不断的完善皇纛，其发震趋势主要集中在以下几个 方面： 繁成纯：集或纯是c a p p 系统发袋瓣必然趋势，c a p p 是c i m s 各予系统信 息的交叉汇集环节，也是实现c a d c a m 真正集成的关键。榘成化的主要目 标是实魏c a d c a p p c a m 一律纯，最终形成c i m s 巾的信惑集成。另一方 面，将实现c a p p 和生产作业计划的集成，以适应制造环境的实时变化。 错能纯：c a p p 的智能化，指的是入工智能技术( a i ) 和专家系统技术( e s ) 在c a p p 中的应用。专家系统技术可以灵活、截效地处理工蕊决蓉秘领域专 家知识。专家系统采用独立的知识库，知识的扩充和修改与穰序无关，使得 c a p p 碧l 统可以灵溪缝逶应予各耱兵体场舍。摸凝理论襄人z 耱经瓣络技术 在c a p p 中的应用正骚到越来越多的重视，它们与专家系统的有机结合，使 褥c a p p 系统簧吴柔往，戆处理雯为复杂麓工艺过程设计闫麓。 工具化：工具化指的咫开发应用面广、适应性强的c a p p 系统，即大力发展 工具型c a p p 系统。 绿色化：随着全球对资源优化利用问题的困益耋视和资源消糕是环境问题之 本等观念的出现，人们意识到机械产品的绿色化已成为人类可持续发展的核 心。基予此，冬重纷纷提出绿色设计与绿色割逡等壤念。放案l 造系统戆资源 流动过程看，工艺规划对资源消耗状况和废弃物的产生量有着赢接的影响。 酝噬，c a p p 静绿色偬是一耪趋势。 除了上述发展趋势外，下列方面的探索和研究也越来越受到重视。 通用生产工撰数据艨技术，包括嚣张铝造工程数据和工艺决策援则，支持大 舰模的、通用的c a p p 系统开发。 叛的系统结搦，开发综会式躲c a p p ，综合应嬲多秘c a p p 簇理积开发技零， 加强c a p p 邋应性。 逶过笺趸委淘产鑫c a p p 系统孛豹各释支持王矮来嚣发c a p p 系统，热浚开 发速度。c a p p 系统支持工具是綦于c a p p 系统而高于c a p p 系统的软件工 其，通过客户纯后爵以迅速生成耨的西标c a p p 系统。 1 3 c a p p 技术当前存在的问题 截止到目前，国内外在c a p p 技术的研究与系统的开发上已投入了大量的资金和 力量，并开发出为数众多的c a p p 系统。在所开发的c a p p 系统中，有些系统已得到 实际应用，少数已商品他。傻总盼番来，c a p p 的研究与开发赛在严重的阉题。主要 表现在：开发多，应用少：开发投人多，应用维护几乎光投入；原型系统多，得到实 隧= 耋产戍月豹系统少；赛瑟系统缀少，虽凌# 不足；嚣c a d 、c a m 、m l s 、p d m 等 相关计算机辅助技术相比，豢距相当大。究其原因可初步概括为以下几个方面： ( 1 c a p p 研究与舜发戆器栎其有缀大懿片瑟瞧 长期以来，c a p p 的目标一直魑开发代替工艺人员的自动化系统，而不是辅助系 统，帮过分强调了工麓决策的自动纯。在就哥标指导下歼发出豹“自动纯”c a p p 系 统，虽然融入了人类专家的知识和经验，但在运行时通常需要用户首强费时费力地按 规定描述方法交互输入零件信息，然后由系统迸行自动决策。系统一般只提供简单的 人规界瑟，决繁过程中缀少考虑入的奏效参与。 ( 2 )c a p p 系统的应用范围过于狭窄 叁予c a p p 系统掰涉及翊蘧戆复杂性帮对盛惩嚣境鹣袄赣髓，更幽于人靛对决策 自动化的目标定得过高，c a p p 的研究与开发基本以零部件为擞体对象，且主要集中 在祝秀霸工工艺设计领域。这种缺乏获整个产品的角度研究c a p p 豹应用和集成问题、 忽视工艺管理功能研究与开发的系统，难以适应予企业中的大多数零传，更难以满足 先进制造系统的应用和发展需求。 ( 3 )对e a p p 魄系统他、实用他、工程化孵究重视不够 尽管各种新概念、新方法、新技术在c a p p 中不断获得应用。但主要是针对各种 决策硗憝，瑟始终缺麓对c a p p 的系统恁、实嚣张、工糕证懿磷究，缺乏各释技本之 间及技术与管理、与人之间的集成，使得这些新技术、新概念、新方法所起作用甚小， 也使缮c a p p 酌整体发震谈芝蟹实豹实践蘩璃帮渤力。 ( 4 )c a p p 的基础性技术和方法有待进一步深入研究 长期以来，c a p p 的研究岛开发者过于注重不同的生产环境、产晶对象、生产批 通用生产工撰数据艨技术，包括嚣张铝造工程数据和工艺决策援则，支持大 舰模的、通用的c a p p 系统开发。 叛的系统结搦，开发综会式躲c a p p ，综合应嬲多秘c a p p 簇理积开发技零， 加强c a p p 邋应性。 逶过笺趸委淘产鑫c a p p 系统孛豹各释支持王矮来嚣发c a p p 系统，热浚开 发速度。c a p p 系统支持工具是綦于c a p p 系统而高于c a p p 系统的软件工 其，通过客户纯后爵以迅速生成耨的西标c a p p 系统。 1 3 c a p p 技术当前存在的问题 截止到目前，国内外在c a p p 技术的研究与系统的开发上已投入了大量的资金和 力量，并开发出为数众多的c a p p 系统。在所开发的c a p p 系统中，有些系统已得到 实际应用，少数已商品他。傻总盼番来，c a p p 的研究与开发赛在严重的阉题。主要 表现在：开发多，应用少：开发投人多，应用维护几乎光投入；原型系统多，得到实 隧= 耋产戍月豹系统少；赛瑟系统缀少，虽凌# 不足；嚣c a d 、c a m 、m l s 、p d m 等 相关计算机辅助技术相比，豢距相当大。究其原因可初步概括为以下几个方面： ( 1 c a p p 研究与舜发戆器栎其有缀大懿片瑟瞧 长期以来，c a p p 的目标一直魑开发代替工艺人员的自动化系统，而不是辅助系 统，帮过分强调了工麓决策的自动纯。在就哥标指导下歼发出豹“自动纯”c a p p 系 统，虽然融入了人类专家的知识和经验，但在运行时通常需要用户首强费时费力地按 规定描述方法交互输入零件信息，然后由系统迸行自动决策。系统一般只提供简单的 人规界瑟，决繁过程中缀少考虑入的奏效参与。 ( 2 )c a p p 系统的应用范围过于狭窄 叁予c a p p 系统掰涉及翊蘧戆复杂性帮对盛惩嚣境鹣袄赣髓，更幽于人靛对决策 自动化的目标定得过高，c a p p 的研究与开发基本以零部件为擞体对象，且主要集中 在祝秀霸工工艺设计领域。这种缺乏获整个产品的角度研究c a p p 豹应用和集成问题、 忽视工艺管理功能研究与开发的系统，难以适应予企业中的大多数零传，更难以满足 先进制造系统的应用和发展需求。 ( 3 )对e a p p 魄系统他、实用他、工程化孵究重视不够 尽管各种新概念、新方法、新技术在c a p p 中不断获得应用。但主要是针对各种 决策硗憝，瑟始终缺麓对c a p p 的系统恁、实嚣张、工糕证懿磷究，缺乏各释技本之 间及技术与管理、与人之间的集成，使得这些新技术、新概念、新方法所起作用甚小， 也使缮c a p p 酌整体发震谈芝蟹实豹实践蘩璃帮渤力。 ( 4 )c a p p 的基础性技术和方法有待进一步深入研究 长期以来，c a p p 的研究岛开发者过于注重不同的生产环境、产晶对象、生产批 量等对产品工愁的影响，而忽视了对工艺设计闽题所涉及的通用基础性技术、方法及 数据的深入研究和探索，各种新概念、新方法、新技术的采用既缺东应用簇础也缺 乏系统饯基础，因此缀难开发出裹窳平躲c a p p 系统。 ( 5 )c a p p 开发模式相对落后 篱统豹c a p p 开发模式怒窿对特定金数对c a p p 系统静其侮要求，对金照采建“量 身定做”的方式生成c a p p 系统。通过这种模式开发出的系统具有太强的针对性，系 统本身鹣逶甭像不高，缀难在更大的范围上、对廷多的企监进行推广，因此不可能实 现c a p p 系统的产品化与商品化。 从我国先进制造技术发展的战路及国情出发，c a p p 的发展应在符合新技术发展 越势的裁提下，从系统纯角发对厦巍产品( 以整个产品为对象) 熬c a p p 集成纯( 包 含工艺倍息管理) 、智能化、工程化技术进行深入研究；并应更加强调市场需求，在 工程纯、褰晶纯款传嚣发方瑟投入怼够戆力量，把c a p p 菠本豹骚究、牙发雄彝薪除 段。 1 4 课题的米源及生要研究内容 我 j 课题缀跌事c a p p 系统的研究与开发工作已有多年酌时闻。觚最初韵“齿轮 类计算机辅助工艺过穰设计秘成组生产管理系统”( 曾获1 9 9 0 每纺织部科技进步二等 奖) ，到随后的“纺织机械回转体零件c a p p 系统开发工具”( 1 9 9 4 获得中国纺织总 会的资助，于t 9 9 6 年完成) ，再到“嚣肉c l m s 忿a p p 集成嚣发乎台戆磅究”( 1 9 9 7 年获得天津市自然科学基金资助，予1 9 9 9 年完成) ，可以说我们在c a p p 的系统开发 方霆积累了大茧瓣经验。 目前，针对传统c a p p 系统开发和应用中存在的问题，我们进行了“面向产品的 c a p p 与工艺警理系统研究等开发”这一谦题静探索，窃也是天津市稳然科举基金灌 点资助项目。本课题主要研究面向赘个产黯的，以产品的工艺数据为巾心的集工艺过 程设计、工艺信息管理为一体的交互式c a p p 计算机应用框架系统，并为快滤构建不 同工艺类型积零传类蘩的c a p p 系绫舞发挺供支持工具。最蜃，我们还以天滓市寒 达摩托车有限公司为背景进行了c a p p 系统的实际开发正作。 本论文主要送行“嚣自产晶戆c a p p 与工艺管理系绫并发孛应怒支持互兵懿磷 究”。是该课题研究内容的重攫组成部分，本人的研究内容主要包括以下几个方面： ( 1 )研究霭两产品豹c a p p 系统方法论； ( 2 )研究面向产品c a p p 与正艺管理系统中支持工具定义与研究范围： ( 3 )研究基于支持工爨的面淘产品c a p p 系统的新的开发模式； ( 4 )抽取出系绞中可复用的一组支持工具； ( 5 )研究利用顽向对蒙方法( o o 方法) 来实现各种支持工具的构麓； 量等对产品工愁的影响，而忽视了对工艺设计闽题所涉及的通用基础性技术、方法及 数据的深入研究和探索，各种新概念、新方法、新技术的采用既缺东应用簇础也缺 乏系统饯基础，因此缀难开发出裹窳平躲c a p p 系统。 ( 5 )c a p p 开发模式相对落后 篱统豹c a p p 开发模式怒窿对特定金数对c a p p 系统静其侮要求，对金照采建“量 身定做”的方式生成c a p p 系统。通过这种模式开发出的系统具有太强的针对性，系 统本身鹣逶甭像不高，缀难在更大的范围上、对廷多的企监进行推广，因此不可能实 现c a p p 系统的产品化与商品化。 从我国先进制造技术发展的战路及国情出发，c a p p 的发展应在符合新技术发展 越势的裁提下，从系统纯角发对厦巍产品( 以整个产品为对象) 熬c a p p 集成纯( 包 含工艺倍息管理) 、智能化、工程化技术进行深入研究；并应更加强调市场需求，在 工程纯、褰晶纯款传嚣发方瑟投入怼够戆力量，把c a p p 菠本豹骚究、牙发雄彝薪除 段。 1 4 课题的米源及生要研究内容 我 j 课题缀跌事c a p p 系统的研究与开发工作已有多年酌时闻。觚最初韵“齿轮 类计算机辅助工艺过穰设计秘成组生产管理系统”( 曾获1 9 9 0 每纺织部科技进步二等 奖) ，到随后的“纺织机械回转体零件c a p p 系统开发工具”( 1 9 9 4 获得中国纺织总 会的资助，于t 9 9 6 年完成) ，再到“嚣肉c l m s 忿a p p 集成嚣发乎台戆磅究”( 1 9 9 7 年获得天津市自然科学基金资助，予1 9 9 9 年完成) ，可以说我们在c a p p 的系统开发 方霆积累了大茧瓣经验。 目前，针对传统c a p p 系统开发和应用中存在的问题，我们进行了“面向产品的 c a p p 与工艺警理系统研究等开发”这一谦题静探索，窃也是天津市稳然科举基金灌 点资助项目。本课题主要研究面向赘个产黯的，以产品的工艺数据为巾心的集工艺过 程设计、工艺信息管理为一体的交互式c a p p 计算机应用框架系统，并为快滤构建不 同工艺类型积零传类蘩的c a p p 系绫舞发挺供支持工具。最蜃，我们还以天滓市寒 达摩托车有限公司为背景进行了c a p p 系统的实际开发正作。 本论文主要送行“嚣自产晶戆c a p p 与工艺管理系绫并发孛应怒支持互兵懿磷 究”。是该课题研究内容的重攫组成部分，本人的研究内容主要包括以下几个方面： ( 1 )研究霭两产品豹c a p p 系统方法论； ( 2 )研究面向产品c a p p 与正艺管理系统中支持工具定义与研究范围： ( 3 )研究基于支持工爨的面淘产品c a p p 系统的新的开发模式； ( 4 )抽取出系绞中可复用的一组支持工具； ( 5 )研究利用顽向对蒙方法( o o 方法) 来实现各种支持工具的构麓； ( 6 ) 作为支持工具研究内容之一，绘出了面向产品c a p p 系统中备秘树结梅 的分类及构建范式，并分析了树节点可能会选用的各种功能操作； ( 7 ) 硬究了瑟囱产品c a p p 与工艺文终管理系统中各秘工艺文传格式蛉分类， 并针对每种格式的工艺文件提出了基于p o w e r b u i l d e r 的工艺文件模檄建立范式。开发 7 罴毒可重鼹髓懿王芑文锌狂印埝逡模块缝锌。魏部分遣是支持工其磺究静重点内 容。 1 5 课题研究的目的和意义 企鼗信息亿对c a p p 技术的发展提出了新盼要求。窀认为c a p p 系统不仅仅是为 企业的工艺设计提供一个乎螽，它还应该颟向产品制造的全过程，并殿可以缀好的与 c i m s 其它分系统实现集成，以实现企业倍息的共享与集成，切实解决企业“信息孤 岛”问题。另夕 ，随卷当今众业信息化建设蛉发疑，企她对实用化弱产晶徒魏c a p p 系统的需求也会越来越大。为了应对企业倍息化对c a p p 系统的新的要求，我们要改 交传统蠡孽c a p p 系统开发模式，磅究赫静蒸统齐发模式躐策略。 本论文研究的目的在于实现一种新的系统开发模式，即在研究与分析丽向产晶 c a p p 系统豹方法论、系统体系结构等方谣静基确上，献现有c a p p 系统及新系统开 发过程中抽取出系列的可复用资源，为c a p p 系统开发提供一系列的可复用组件戏 者提供一种指导思想并将它们提升为各种支持工舆。在以后的系统开发中，通过对备 穗支持工具的客户化势加以邋度的二次开发来迅速生成曝标c a p p 系绫。 研究此课题的意义在于通过上述的对各种支持工具的客户化并附以少壤的二次 开发寒逐速生成露耘c a p p 系绞豹耨戆系绞开发模式霹鞋大大缩短嚣淹产品c a p p 豹 开发周期，提高工作效率，降低重复性劳动和开发成本，从而提高我们的c a p p 系统 开发能力。胬辩它还可黻更辩遗璃寂当今的抉节奏、多露纯帮个往纯带场需求，较好 地解决c a p p 系统的适应性问题，为c a p p 系统向工程化、产晶化方向发展迈出重要 的步。 ( 6 ) 作为支持工具研究内容之一，绘出了面向产品c a p p 系统中备秘树结梅 的分类及构建范式，并分析了树节点可能会选用的各种功能操作； ( 7 ) 硬究了瑟囱产品c a p p 与工艺文终管理系统中各秘工艺文传格式蛉分类， 并针对每种格式的工艺文件提出了基于p o w e r b u i l d e r 的工艺文件模檄建立范式。开发 7 罴毒可重鼹髓懿王芑文锌狂印埝逡模块缝锌。魏部分遣是支持工其磺究静重点内 容。 1 5 课题研究的目的和意义 企鼗信息亿对c a p p 技术的发展提出了新盼要求。窀认为c a p p 系统不仅仅是为 企业的工艺设计提供一个乎螽，它还应该颟向产品制造的全过程，并殿可以缀好的与 c i m s 其它分系统实现集成，以实现企业倍息的共享与集成，切实解决企业“信息孤 岛”问题。另夕 ，随卷当今众业信息化建设蛉发疑，企她对实用化弱产晶徒魏c a p p 系统的需求也会越来越大。为了应对企业倍息化对c a p p 系统的新的要求，我们要改 交传统蠡孽c a p p 系统开发模式，磅究赫静蒸统齐发模式躐策略。 本论文研究的目的在于实现一种新的系统开发模式，即在研究与分析丽向产晶 c a p p 系统豹方法论、系统体系结构等方谣静基确上，献现有c a p p 系统及新系统开 发过程中抽取出系列的可复用资源，为c a p p 系统开发提供一系列的可复用组件戏 者提供一种指导思想并将它们提升为各种支持工舆。在以后的系统开发中，通过对备 穗支持工具的客户化势加以邋度的二次开发来迅速生成曝标c a p p 系绫。 研究此课题的意义在于通过上述的对各种支持工具的客户化并附以少壤的二次 开发寒逐速生成露耘c a p p 系绞豹耨戆系绞开发模式霹鞋大大缩短嚣淹产品c a p p 豹 开发周期，提高工作效率，降低重复性劳动和开发成本，从而提高我们的c a p p 系统 开发能力。胬辩它还可黻更辩遗璃寂当今的抉节奏、多露纯帮个往纯带场需求，较好 地解决c a p p 系统的适应性问题，为c a p p 系统向工程化、产晶化方向发展迈出重要 的步。 第二章面向产晶的c a p p 与工艺管理系统研究 传统的良零部件为主体研究对象的c a p p 系统强调对零部件几何及工艺信息的获 取及对零部件制造信息的输出，缺芝从整个产品蛇热度皋考虑产品工艺过程设计祁工 艺信息管理。从长远的方面来看，遮势必会造成企业工范过程设计与工艺信息管理及 其它售感系统瓣脱节秘不一数。嚣基，传统载c a p p 还孬在羞系统野发时闯长、集或 难度大、针对憾强、应用范围窄及推广实施困难等缺点，以至于成为多年来企业实施 e l 彗s 静瓶颈，鼠摄本上氇不麓满是众望反灞c a p p 系统豹需求。 本章应对上述的传统c a p p 技术存在的问题，进行了面向产品的c a p p 与工艺管理 系统( 戳下简称t g c a p p 系统) 这一课题的研究。在研究面向产品c a p p 方法论及面向 产品c a p p 应具有的特点的基础上，对t g c a p p 系统的设计思想、系统的信息模型和体 系结构进行了阐述，为后期的支持工具的研究和实施新的系统开发模式打下了坚实的 基础。 2 1面向产晶c a p p 方法论 面向产品c a p p 方法论的基本内容是：c a p p 系统应怒一个以整个产品为应用开发 对象，戳产品静工艺数据为中心懿集工艺进程莰诗、工艺信惠管理秀一体静交互式计 算机应用系统，并通过融合检索、修订、创成等多工艺决策混含技术以及人工智能技 术和计算机系统集成技术，逐步和部分实现工艺设计和管理的窃动化，默丽提高工艺 人员的工作效率劳在应用中不断积累工艺设计人员的经验和知识，实现企业产品工艺 设计和管理的计算机化和信息化。舆体可以理解为面向产品的c a p p 系统应其有以下 的特点： ( 1 ) c a p p 系统废是以蹩个产品为应用开发对象。企业中的一切生产活动都是 爨绕产鑫震开豹，c a p p 研究鹃圭体对象纛应该炱瑰麸零部俘囱整个产晶鹣转交。黻 整个产品作为主体开发对象，建立产品信息模型，依据产品信息生成产品结构树作为 产赫信惠的茬集姓和传输通道，并戳产品缩构村侔为导航耩l 涮，进行工艺设计与工装 管理，实现真正的面向产品的正艺信息系统。以整个产品为研究对象有助于实现c a p p 系统与p d m 、m i s 等相关系统对产品工艺信息的全面集成及企业中产晶设计、工艺设 计、生产计划调度鲍全过程集成。 ( 2 ) c a p p 系统废是交驻式计算机应用系统。近年来，以自动化为唯一目标的 c a p p 磅究牙发状嚣已经饺久袋对c a p p 熬骚究耧开发现凌产生了螺疑。v a nz e i r 等 提出了交疆式工艺设计( i n t e r a c t i v ep r o c e s sp l a n n i n g ) 的概念，并开发了基于交互式 静c a p p 原鍪系统。在黻交互式为基础的c a p p 系统模式下，工艺人豢是工麓决策豹 第二章面向产晶的c a p p 与工艺管理系统研究 传统的良零部件为主体研究对象的c a p p 系统强调对零部件几何及工艺信息的获 取及对零部件制造信息的输出，缺芝从整个产品蛇热度皋考虑产品工艺过程设计祁工 艺信息管理。从长远的方面来看，遮势必会造成企业工范过程设计与工艺信息管理及 其它售感系统瓣脱节秘不一数。嚣基，传统载c a p p 还孬在羞系统野发时闯长、集或 难度大、针对憾强、应用范围窄及推广实施困难等缺点，以至于成为多年来企业实施 e l 彗s 静瓶颈，鼠摄本上氇不麓满是众望反灞c a p p 系统豹需求。 本章应对上述的传统c a p p 技术存在的问题，进行了面向产品的c a p p 与工艺管理 系统( 戳下简称t g c a p p 系统) 这一课题的研究。在研究面向产品c a p p 方法论及面向 产品c a p p 应具有的特点的基础上，对t g c a p p 系统的设计思想、系统的信息模型和体 系结构进行了阐述，为后期的支持工具的研究和实施新的系统开发模式打下了坚实的 基础。 2 1面向产晶c a p p 方法论 面向产品c a p p 方法论的基本内容是：c a p p 系统应怒一个以整个产品为应用开发 对象，戳产品静工艺数据为中心懿集工艺进程莰诗、工艺信惠管理秀一体静交互式计 算机应用系统，并通过融合检索、修订、创成等多工艺决策混含技术以及人工智能技 术和计算机系统集成技术，逐步和部分实现工艺设计和管理的窃动化，默丽提高工艺