先进制造技术论文集

第一节 CAPP 的概念 CAPP 的开发 研制是从 60 年代末开始的 在制造自动化领域 CAPP 的发展是最迟的部 分 世界上最早研究 CAPP 的国家是挪威 始于 1969 年 并于 1969 年正式推出世界上第 一个 CAPP 系统 AUTOPROS 1973 年正式推出商品化的 AUTOPROS 系统 在 CAPP 发 展史上具有里程碑意义的是 CAM I 于 1976 年推出的 CAM I S Automated Process Planning 系统 取其字首的第一个字母 称为 CAPP 系统 目前对 CAPP 这个缩写法虽然还有不同 的解释 但把 CAPP 称为计算机辅助工艺过程设计已经成为公认的释义 CAPP computer aided process planning 计算机辅助工艺过程设计 的作用是利用计算机来 进行零件加工工艺过程的制订 把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件 它是通过向计算 机输入被加工零件的几何信息 形状 尺寸等 和工艺信息 材料 热处理 批量等 由 计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程 计算机辅助工艺过程设计也常被译为计算机辅助工艺规划 国际生产工程研究会 CIRP 提出了计算机辅助规划 CAP computer aided planning 计算机自动工艺过程设计 CAPP computer automated process planning 等名称 CAPP 一词强调了工艺过程自动设计 实际上国外常用的一些 如制造规划 manufacturing planning 材料处理 material processing 工艺工程 process engineering 以及加工路线安排 machine routing 等在很大程度上都是指工 艺过程设计 计算机辅助工艺规划属于工程分析与设计范畴 是重要的生产准备工作之一 由于计算机集成制造系统 CIMS computer integrated manufacturing system 的出现 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 computer aided 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 在实现生产自动化中的重要地位 第二节 CAPP 发展的背景 工艺设计是优化配置工艺资源 合理编排工艺过程的一门艺术 它是生产准备工作的第一 步 也是连接产品设计与产品制造的桥梁 以文件形式确定下来的工艺规程是进行工装制 造和零件加工的主要依据 它对组织生产 保证产品质量 提高生产率 降低成本 缩短 生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响 因此是生产中的关键性工作 工艺设计的主 要任务是为被加工零件选择合理的加工方法和加工顺序 以便能按设计要求生产出合格的 成品零件 工艺设计正处于产品设计和加工制造的接口处 必须分析和处理大量信息 既要考虑产 品设计图样上有关零件结构形状 尺寸公差 材料及批量等方面的信息 又要了解加工制 造中有关加工方法 加工设备 生产条件 加工成本及时间定额 工时定额 甚至传统习 惯等方面的信息 由于各种信息之间的关系极为复杂 进行工艺设计时必须全面而周密地 对这些信息加以分析和处理 企业工艺文件的形式多种多样 繁简程度也有很大区别 主要决定于生产类型 以机械加 工为例 在单件小批量生产中一般只编制综合工艺过程卡 供生产管理和调度用 至于每 一工序具体应如何加工 则由工人自己决定 对关键或复杂零件才制订较为详细的工艺规 程 在成批生产中多采用机械加工工艺卡片 大批量生产中则要求完整和详细的文件 除 工艺过程卡外 对各工作地点要制订工序卡片或分得更细的操作卡 调整卡以及检验卡等 各企业采用的工艺文件并无统一格式 工艺设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法和加工顺序 以便能按设计要求 生产出合格的成品零件 工艺设计的主要内容有 根据产品图纸 分析产品零件的结构特点以及技术要求 了解产品生产的纲领及批量 按企业的实际情况 具体确定机床设备 切削用量 工艺装备以及工时定额 选择加工方法及采用的机床 刀具 夹具和其他工装设备等 安排合理的加工顺序 选择基准 确定加工余量和毛坯 计算工序尺寸和公差 选用合理的切削用量 计算工时定额和加工成本 编制包含上述所有资料的工艺文件 工艺设计包含的内容和基本流程为 产品由设计部门产生设计图纸后 首先要转到工艺部 门进行工艺审查 工艺审查的目的是了解设计图上有关结构形状 尺寸公差 材料及热处 理方法等方面的信息 对其进行工艺性 指所设计的产品在能满足使用要求的前提下 加 工制造和维修的可行性和经济性 分析和审查 经过工艺审查后 工艺部门提出修改意见 返回设计部门进行设计图的修改 此时产生的工艺文件是 工艺审查记录单 在设计部门进行产品图纸修改时 工艺部门同时要做的是工艺总方案的设计及编写 此时 的工艺文件是 工艺总方案 修改后的设计图纸转到工艺部门后 工艺要进行工艺路线的编制及工艺规程的编制 基于 工艺规程 工艺人员要完成如 设备汇总 工装汇总 等工作 对需要进行工艺装备设计的 提出工装申请 进行工装的设计 在此之后 制造部门及物资供应部门将以此为依据 进 行物资供应及生产的组织 调度 在生产过程中 部分工艺规程的内容会有所调整和修改 相应的工艺汇总文件必须修改相关的内容 所有的工艺文件还要经过设计 校对 批准 标准化 会签等工作流程 产品经试制 修改到最后定型 定型后的产品其图纸 工艺都要随之定型 定型后的工艺 要进行分类归档 定型后的工艺是不能随意改动的 需修改时 除同设计部门一样需填写 工艺更改通知单 外 还要经过非常严格的审批 通常 产品都要经过如上的工艺设计过程 对于不同的企业 因其规模 企业性质等的不 同 工艺设计的具体过程可能有所不同 但内容大同小异 在工艺设计过程中产生的许多 重要的工艺文件对指导企业制造系统和物料供应系统的调度有着直接的影响 传统上 工艺设计应由具有丰富生产经验的工程师负责 作为一个好的工艺设计工程师必 须具备如下条件 1 丰富的生产经验 2 熟知企业的各种设备的使用情况 3 熟知企业内各种生产工艺方法 4 熟知企业内各种与生产加工有关的规范 5 熟知与生产管理有关的各种规章制度 6 能与有关各方保持友好协作 具有丰富经验的工艺工程师 在发达国家常常感到人数不足 在美国 工艺设计人员一般 年龄在 40 岁以上 并有丰富的生产车间工作经验 在英国 工艺工程师平均年龄为 55 岁 通过对年龄数据的统计 反映了工艺设计要求工艺工程师有多年的生产实践经验 传统的工艺设计方式已经严重地阻碍了设计生产效率的提高 主要表现在下列各方面 1 对工艺设计人员要求高 传统的工艺设计是由工艺人员手工进行设计的 工艺文件的 合理性 可操作性以及编制时间的长短主要取决于工艺人员的经验和熟练程度 这样就不 可避免的会导致工艺文件的设计周期和质量不易保证 因此 传统的工艺设计要求工艺人 员具有丰富的生产经验 2 传统的工艺设计是人工编制的 劳动强度大 效率低 是一项繁琐重复性的工作 3 难以保证数据的准确性 工艺设计需要处理大量的图形信息 数据信息 并通过工艺 设计产生大量的工艺文件和工艺数据 传统的设计方式需要人工处理图形及数据信息 由 于数据繁多且很分散 因此 处理起来繁琐 易出错 4 工艺设计最优化 标准化较差 工艺设计经验的继承性亦较困难 设计效率低下 存 在大量的重复劳动 由于每个工艺规程都要靠手工编写 光是花费在书写工艺表格上的时 间就占 30 左右 而工艺设计质量完全取决于工艺人员的技术水平和经验 当产品更换时 原有的工艺规程就不再使用 必须重新设计一套产品的工艺规程 既使新产品中某些零件 与过去生产的零件相同 也必须重新设计 5 无法利用 CAD 的图形 数据 随着国家科委 甩图板工程 的实施 二维 CAD 技术在 企业中的应用已很普及 各部门之间通过电子图档进行交流 然而由于工艺设计部门仍采 用人工方式进行设计 这样就无法有效利用 CAD 的图形及数据 6 不便于计算机对工艺技术文件进行统一的管理和维护 7 信息不能共享 随着企业计算机应用的深入 各部门所产生的数据可以通过计算机进 行数据交流和共享 如果工艺部门仍采用手工方式 其他部门的数据就只能通过手工查询 工作效率低且易出错 所产生的工艺数据也无法方便地与其他部门进行交流和共享 8 不便于将工艺专家的经验和知识集中起来加以充分地利用 9 当代制造领域中 多品种小批量生产的企业大量增加 制造系统正逐渐从刚性 高效 率的大批量生产模式 向柔性 高效率多品种小批量生产模式 转变 这要求将计算机贯 穿于产品策划 设计 工艺规化 制造与管理的全过程 显然 传统的手工设计方式已不 能满足上述要求 10 工艺设计工作贯穿于企业的整个生产活动中 在各个方面都充满着 个性 工艺设计 所涉及的因素不仅是大量的 而且是极其错综复杂的 如企业的生产类型 产品结构 工 艺准备 生产技术发展等的影响 甚至受到管理体制的制约 上述因素中的任何变化 均 可能导致工艺设计方案的变化 因此说工艺是企业生产活动中最活跃的因素 工艺设计对 使用环境的极大依赖性就必然导致工艺设计的动态性 而传统的手工方式显然不能满足要 求 计算机辅助工艺过程设计的基本原理正是基于人工设计的过程及需要解决的问题而提出的 随着机械制造生产技术的发展及多品种小批量生产的要求 特别是 CAD CAM 系统向集 成化 智能化方向发展 传统的工艺设计的方法 已远远不能满足要求 计算机辅助工艺 过程设计 CAPP 也就应运而生的 用 CAPP 代替传统的工艺设计克服了上述的缺点 它对 于机械制造业具有重要意义 其主要表现如下 1 可以将工艺设计人员从大量繁重的 重复性的手工劳动中解放出来 使他们能从事新 产品的开发 工艺装备的改进及新工艺的研究等等创造性的工作 2 可以大大地缩短工艺设计周期 保证工艺设计的质量 提高产品在市场上的竞争能力 3 能继承有经验的工艺设计人员的经验 提高企业工艺的继承性 特别是在当前国内外 机械制造企业有经验的工艺设计人员日益短缺的情况下 它具有特殊意义 4 可以提高企业工艺设计的标准化 并有利于工艺设计的最优化工作 5 为适应当前日趋自动化的现代制造环节的需要和实现计算机集成制造系统 CIMS Computer Integrated Manufacturing System 创造必要的技术基础 6 工艺人员的工艺经验 工艺知识能够得到充分的利用和共享 7 制造资源 工艺参数等以适当的形式建立制造资源和工艺参数库 8 能充分利用标准 典型 工艺生成新的工艺文件 正因为 CAPP 在机械制造业有如此 重要意义 从 60 年代就开始对其进行研究 30 多年来已取得了重大的发展 在理论体系 及生产过程实际应用方面都取得了重大的成果 但是到目前为止 仍有许多问题有待进一 步深入研究 尤其是 CAD CAM 向集成化 智能化方面发展 追求并行工程模式 这些都 对 CAPP 技术提出新的要求 也赋予它新的涵义 CAPP 从狭义的观点来看 它是完成工 艺过程设计 输出工艺规程 但是为满足 CAD CAM 集成系统及 CIMS 发展的需要 对 CAPP 认识应进一步扩展 PP 不再单纯理解为 Process Planning 而含有 Production Planning 的涵义 此时 CAPP 所包含的内容是在原有的基础上 向两端发展 向上扩展 为生产规划最佳化及作业计划最佳化 作为 MRPII 的一个重要组成部分 并为 MRPII 提 供所需的技术资料 向下扩展为形成 NC 控制指令 广义的 CAPP 概念就是在这种形势下应 运而生的 也给 CAPP 的理论与实践提出了新的要求 第三节 CAPP 软件的基本功能 应用 CAPP 的目的是克服传统手工进行工艺设计的缺点 提高工艺编制的效率 推进工艺 设计的优化 标准化 智能化 促进企业信息化建设 CAPP 的体系结构 对照前面手工工艺设计过程及相应内容 计算机辅助工艺规划的内容主要应包括 1 产品零件信息输入 2 毛坯选择及毛坯图生成 3 定位夹紧方案选择 4 加工方法选择 5 加工顺序安排 6 加工设备和工艺装备确定 7 工艺参 数计算 8 工艺信息 文件 输出 CAPP 系统的结构 视其工作原理 产品对象 规模大小不同而有较大的差异 如下是根 据 CAD CAPP CAM 集成要求而拟定的一个例子 其基本的模块如下 1 控制模块 其主要任务是协调各模块的运行 是人机交互窗口 实现人机之间的信息 交流 控制零件信息获取方式 2 零件信息输入模块 当零件信息不能从 CAD 系统直接获取时 用此模块实现零件信息 的输入 3 工艺过程设计模块 进行加工工艺流程的决策 产生工艺过程卡 供加工及生产管理 部门使用 4 工序决策模块 其主要任务是生成工序卡 对工序间尺寸进行计算 生成工序图 5 工步决策模块 对工步内容进行设计 确定切削用量 提供形成 NC 加工控制指令所 需的刀位文件 6 NC 加工指令生成模块 依据工步决策模块所提供的刀位文件 调用 NC 代码库中适应 于具体机床的 NC 指令系统代码 产生 NC 加工控制指令 7 输出模块 可输出工艺流程卡 工序卡 工步卡 工序图及其它文档 输出亦可从现 有工艺文件库中调出各类工艺文件 利用编辑工具对现有工艺文件进行修改而得到所需的 工艺文件 8 加工过程动态仿真 对所产生的加工过程进行模拟 检查工艺的正确性 CAPP 系统功能 为了适应极其错综复杂的制造环境 企业工艺设计对 CAPP 系统提出以下要求 1 基于产品结构 在企业中 一切生产活动都是围绕产品而展开的 产品的生产过程 也就是产品属性的生成过程 工艺文件作为产品的属性 应在工艺设计计划指导下 围绕 产品结构 基于装配关系的产品零 部件明细表 展开 基于产品结构进行工艺设计 可 以直观 方便 快捷的查找和管理工艺文件 2 工艺管理 在工艺工作中 工艺管理是非常重要的一部分 它包括产品级的工艺路 线设计 材料定额汇总等 对于工艺设计和成本核算起着指导性的作用 3 工艺设计 这是工艺工作的核心工作 CAPP 应高效率 高质量的保证工艺设计的 完成 主要包括工艺过程卡和工序卡的编制 工序图的绘制 4 资源的利用 在工艺设计的过程中 常常需要用到资源 所谓资源就是工艺设计需 要支配工艺资源数据 设备 工装物料和人力等 需要应用工艺技术支撑数据 工艺规范 国家 企业技术标准 需要参考工艺技术基础数据 工艺样板 工艺档案 各个企业的 资源是不同的 并且使用资源的方式也是不同的 CAPP 系统应广泛而灵活地提供资源内 容和资源使用方式 5 工艺汇总 是工艺工作的一部分 工艺汇总卡片中的数据基于工艺规程 工艺规程 中的工艺数据修改后 必须修改汇总卡片中的相关内容 6 工艺设计管理 诸如 工艺设计目录 工艺设计文件封面 工夹具申请单 等的填 写对于规范工艺文件管理有着极为重要的意义 7 流程 工艺设计要经过设计 审核 批准 会签的工作流程 CAPP 系统应能实现 这种工艺工作中流程作业 8 工艺设计的后处理 对定型产品的工艺进行分类归档 以及归档后对工艺文件的有 效利用 9 标准工艺 CAPP 系统中应有标准 或称典型工艺 的存储 在工艺设计中根据相 似零件具有相似工艺的原理 标准工艺常常作为以后进行类似工艺设计的参考或模板 手 工设计时 称其为 哑工艺 企业各个专业工艺设计的基本要求是大同小异的 作为一个实用的 CAPP 系统必须能够适 应以上这些基本功能的要求 甚至还要包括一些更智能的功能 如 实现工艺设计所需信 息的描述和代码化 特征信息标识和工艺知识 将工艺设计所需信息的数据结构型式合理 制定等等 工艺数据 工艺数据指在工艺设计过程中所使用 产生的数据 从数据性质来看 它包括静态和动态两种类型 静态工艺数据主要涉及到支持工艺规划的 相关信息 其可对应于工艺设计手册和已规范化的工艺规程等 静态工艺数据一般由加工 材料数据 加工数据 机床数据 刀具数据 量夹具数据 标准工艺规程数据 成组分类 特征数据等组成 且常采用表格 线圈 公式 图形及格式化文本等形式表示 动态工艺 数据则主要指在工艺规划过程中产生的相关信息 其由大量的中间过程数据 零件图形数 据 工序图形数据 最终工艺规程 NC 代码等组成 从工艺规划的方式来看 工艺数据 又可划分成支持检索式 派生式 创式 CAPP 的工艺数据 但不管是用于何种形式的 CAPP 系统 相应的工艺数据不外乎是上述静态与动态数据的不同组合 工艺数据的特点 工艺数据作为工程数据的一种形式 具有许多独特的特点 1 数据类型复杂 从数据形式 化表达的一般格式看 任何数据皆能表示为三元组 实体 属性 属性值 及其关联集 对 于传统的商用数据 用基本数据类型 如字符型 整型 浮点型等及其它们的组合就能构 造出三元组中的数据类型 与商用数据不同 工艺数据不仅包含了传统数据中的数据类型 而且还涉及到它们中所没有的变长数据 非结构化的长字串 具有复杂关联关系的图形数 据 过程类数据等 因此 工艺数据是由复杂的数据类型所构成的 2 动态的数据模式 除静态工艺数据外 动态工艺数据是在工艺设计过程中由各个问题求解行为所产生的中间 及最终设计结果 虽然中间结果数据在问题求解完成后要被删除 但在问题求解过程中 必须具备动态数据模式来支持对上述数据的处理 这完全不同于传统商用数据的处理模式 3 数据结构复杂 工艺数据的复杂数据类型及动态数据模式的特点 又导致了其数据结 构的复杂与实现上的困难 虽然局部工艺数据可采用常用的线性表 数结构 链表结构等 来实现 但一般认为 全局工艺数据涉及到一复杂的网状结构 工艺数据结构 在 CAPP 软件开发中 要使用到各种工艺数据结构来支持工艺规划操作 通常 工艺数据 结构指工艺数据之间的组织形式 其由逻辑结构和物理结构两方面构成 工艺数据的逻辑 结构仅考虑工艺数据元素之间的关系 它独立于数据的存储介质 工艺数据的物理结构则 指工艺数据在计算机存储设备中的表示及配置 即工艺数据的存储结构 通常所指的工艺 数据结构一般是指工艺数据的逻辑结构 工艺数据的逻辑结构是在用户面前呈现的形式 是用户对数据的表示和存取方式 系统通 过特定的软件把数据元素写入存储器 构成了数据的物理结构 这一过程称为映象 一般 而言 同一逻辑结构可映象出多个物理结构 数据逻辑结构的物理实现通常采用顺序法和 链接表法两种模式实现 顺序法实现必须首先预定义一块连续的存储空间 然后在该空间 范围内执行相关特定数据结构的操作 而链接表法则动态地设置可分隔的存储空间 通过指 针构成相应的数据结构模式 因此 顺序法有静态存储空间的含义 链接表法有动态存储 空间的性质 第四节 CAPP 技术分析 CAPP 作为企业信息化建设的关键和核心技术之一 原有的 过时的软件开发技术已不能 适应企业信息化对 CAPP 系统提出的要求 下面对 CAPP 开发技术进行分析 1 4 1 当前 CAPP 软件的应用和开发技术现状 CAPP 软件在广义的 CAD 领域中是研究和发展较早的软件技术之一 但与同类的 CAD CAM 的软件技术相比 CAPP 软件的发展却大大落后于 CAD CAM 软件 于是在 许多企业里 加工部门早已用上了 CAM 软件 产品的设计部门早已甩掉了图板 甚至用 上了三维的设计和分析软件 而工艺设计部门却迟迟扔不了钢笔 仍然重复着几十年来的 工作习惯和方法 个别企业为了追求计算机应用的普及 使用一些通用的办公软件 或者 二维 CAD 软件来代替 CAPP 工作 90 年代中后期 制造业的企业信息集成成为大家关注 的热门话题 在一些企业实施了企业级的 PDM 或 MRPII 甚至 ERP 软件后 才发现 CAPP 成为阻碍企业信息化建设的瓶颈 同时一些比较敏感的专家在 90 年代中后期重新衡量了 CAPP 软件在企业内应发挥的作用 逐步抛弃了传统的 CAPP 的研究方法 开发重点从注重工艺过程的自动生成 转向为工艺 设计人员提供软件工具 同时为企业的信息化建设提供服务 CAPP 产品的研发在中国开 始活跃起来 CAPP 软件技术得到了迅速的发展 90 年代末 各种实用化的 CAPP 开始走向市场 其开发方法和重点也各不相同 有的 CAPP 系统在 CAD 图形平台的基础上开发 然后将生成的工艺数据传送到其它的数据库系 统中 有的 CAPP 系统在某种特定的数据库系统上生成工艺数据 然后在 CAD 平台上生 成工艺卡片 甚至也有 CAPP 系统是纯粹的工艺卡片的填写工具 其生成的工艺卡片是某 种特定的文件 这些 CAPP 软件都能为工艺人员提供一定的服务和帮助 以上的三种 CAPP 系统都很难满足企业工艺设计的全过程要求 也不能满足现代企业对信 息化建设的需求 现代 CAPP 即面向企业全面信息化建设的网络化集成工艺设计平台成 为目前和今后 CAPP 研究开发的重点 1 4 2 现代 CAPP 软件应具备的技术特点 1 工艺数据的格式化是现代 CAPP 要重点解决的问题之一 工艺卡片是工艺设计人员日常工作的主要对象 CAPP 软件很容易定位为工艺卡片的生成 工具 然而企业真正关心的是工艺卡片上反映的工艺数据 工艺卡片只是工艺设计人员要 表达的工艺数据的格式化载体 或称表现形式 工艺数据的格式化是现代 CAPP 要重点解 决的问题之一 一个工艺设计中涉及的工艺数据多种多样 有反映产品属性的数据 有反映工艺技术条件 和装备的数据 有反映加工的工艺路线 过程和步骤的数据 也有反映工艺简图的图形数 据 同时各种工艺数据有一定的联系 对所有这些数据进行归纳和总结 并进一步抽象 得到一个能对所有的工艺数据进行格式化处理的软件模型是现代平台化的 CAPP 首先要考 虑的问题 工艺格式的概念从而产生 根据上述的设计思想 CAPP 系统的数据库结构中至少有三类基础的数据表 即工艺格式 类 工艺卡片类 和工艺数据类数据表 这种 CAPP 软件的设计方法为 CAPP 软件的平台 化奠定了坚实的基础 其好处有三点 1 企业的信息化建设提供了完备的 统一的工艺数据库接口 保证不同专业的工艺设计 结果存放在相同结构的数据库中 保证了整个企业中的工艺数据能被其他信息系统 PDM MRPII 等 方便和准确地查询 2 工艺卡片中所填写的任何工艺数据都能明确地表达具体的含义 卡片中的数据不是无 序的分散的文字或图形 因此 CAPP 系统能够为工艺人员在工艺设计工作中提供智能化的 在线工艺资源数据辅助 标准化的单元工艺复用 以及典型工艺的生成和利用 同时也为 各种 CAPP 专家系统提供了数据结构基础 3 卡片和工艺数据从根本上得到了分离 保证了企业的工艺数据在企业的工艺标准更新 后仍能有效的利用 从软件本身保证了工艺设计工作的连续性和继承性 2 现代 CAPP 系统要求构建在一种标准的对象模型的基础上 现代 CAPP 系统是一种工 艺设计的工作平台 它需要用一种通用的对象模型来抽象 CAPP 的数据结构 并且这种模 型能提供一种简单的方式用于软件模块之间互操作 以此来提供方便软件功能的扩充 软 件功能修改以及二次开发手段 国际上提供此类模型的标准有许多 例如 OMG 提供的 CORBA Apple 支持的 OpenDoc 和 IBM 所支持 SOM System Object Model 但基于 Windows 平台中 Microsoft 提供的 COM Component Objecty Model 已经成为事实上的 工业标准 到目前为止 世界上大约 有 200 000 000 个基于 COM 的计算机软件系统在运行 1999 年 基于 COM 的第三方软件 部件的需求总价值达到 4 1 亿美元 目前 COM 不仅支持 Windows 平台 而且支持 Macintosh 和部分 Unix 系统 COM 实质上是一种协议 它建立了一个软件模块和另一个软件模块之间的连接 然后按 照一定的规则将其描述出来 当这种连接建立起来后 两个模块之间就可以通过称作 接口 的机制来通讯 使用 COM 的优势在于 CAPP 软件系统的各模块能根据需求的不同来选择不同的最合适的 计算机语言开发 而各模块能通过 COM 来无缝的集成 如果软件进行升级 则只需要对 发生改变的部件进行升级即可 使用 COM 的另外一个理由是程序的复用 以及有大量的 第三方软件部件可以利用 大大降低了软件的开发风险和软件开发后期的维护工作量 同 时 COM 也是一个不断发展和完善的系统 DCOM Distributed COM 为分布式的网络应用提 供了基础 COM 又为优化 COM 的应用提供了兼容的 易于升级的新标准 3 现代 CAPP 软件应是一个完整的分布式网络应用系统 工艺设计工作的实际需求是协同工作 知识积累 快速复用 企业的信息化建设要求 CAPP 系统能集中的安全的数据维护 及时地 动态地提供最新的工艺设计结果 也要求 CAPP 系统能与 PDM 系统方便 紧密的集成 网络化的 CAPP 软件较为容易的定位成一种 标准的 Client Server 的网络应用系统 即提供一个共享的网络数据库 所有的客户端程序 都对网络数据库获得一个可靠的连接 标准的 Client Server 应用结构提供了数据共享 减 少了数据的复制和维护工作量 简化了完整数据汇总的工作 但也存在以下的缺点 1 完整的客户端程序升级维护比较困难 一旦程序升级或系统设置改变 要求对所有的 客户端程序同时改变 如果客户端的程序存在版本的不一致则可能造成数据库中的数据通 过多个不同的数据逻辑操作 可能造成数据完整性的破坏 2 系统的伸缩性比较差 客户端的数量受到网络数据库允许的数据库连接的限制 3 网络性能比较低 客户端和服务端的通讯次数和通讯量都比较大 网络性能大大降低 4 与 PDM MRPII 系统的集成工作量比较大 分布式的网络应用在继承标准的客户机 服务器应用程序优点的同时 克服了以上的缺点 成为现代网络应用的主流 分布式 CAPP 系统具有如下几个优点 1 户端程序不再直接访问数据库 而通过公用的中间业务逻辑层访问数据库 业务逻 辑一旦发生变化 只需要更换中间的相关部件 所有的客户端应用立即发生改变 2 客户的数量不再受到网络数据库所允许的数据库连接的限制 客户数量的增加 不 会明显的对系统性能造成影响 3 网络中的数据通讯次数大大减少 网络传输的中间数据大大减少 如果数据访问部 件对经常查询的资源数据作缓存还可以大大提高整个网络系统的执行效率 如果将业务逻 辑层中的部件分别部署在不同的计算机上 还可以有利于服务器的负载平衡 4 基于 COM 的分布式网络 CAPP 应用系统自然地为 PDM MRPII 以及 ERP 系统 提供了集成接口 PDM 等系统可以从不同层次访问 CAPP 数据库 可以与 CAPP 系统在较 高层次上交换信息 4 CAPP 系统应是一个表格处理 文字处理 图形处理 数据库访问综合技术应用的 复杂系统 CAPP 系统不能满足工艺设计人员的工作习惯一直阻碍着 CAPP 系统的推广 所以 CAPP 软件必须是人性化的 完全所见即所得的 符合软件通用操作规则的交互界面 首先 CAPP 系统必须能根据企业的不同要求来定制实施 这种定制实施可以是由软件供 应商来完成 更重要的是也能让企业自己来完成这种定制 因为企业的工艺技术条件 和 企业工艺资源数据是在不断变化的 企业的工艺标准也可能变化 轻松的定制是现代 CAPP 系统的重要特征 CAPP 系统中有大量的表格 CAPP 中表格的处理技术是关系到 CAPP 易用性的关键技术 CAPP 表格的定制和修改要求能实现 所见即所得 的操作习惯 表格的填写要求能自动的 换行 自动续卡 自动编号 表格中既能填写文字又能填写工艺符号 工艺符号要能参加 到自动换行 续卡的运算中 并能支持复制 粘贴 在位编辑等标准的文字处理软件的工 作习 现有的文字处理软件 表格处理软件甚至 CAD 图形软件均不能满足 100 所见即所得的 卡片填写方式的要求 只有基于在操作系统平台上利用 GDI Graphics Device Interface 开发 的专业系统才能满足要求 另外 CAPP 生成的图形格式要求最好是能被大多数的软件系统识别 这样便于在其它 集成信息系统 如 PDM 系统 中进行浏览和打印 也有 CAPP 系统通过 OLE Object Linking and Embedding 的方式在其它系统中浏览和打印 CAPP 的表格 这样就要求 CAPP 软件必须与其它系统安装在同一台计算机上 计算机的资源因此比较浪费 也有制作专用 浏览和打印的控件 然后集成到其它系统中来完成该功能的 但是一旦图形格式发生变化 非通用的图形格式容易发生改变 就必须升级所有系统中的相应控件 用 WMF Windows formated MetaFiles 或 EMF Enhanced formated MateFiles 的图形格 式来存储 CAPP 的表格图形是比较好的办法 因为 WMF 和 EMF 几乎是所有系统支持的图 形格式 它与具体的图形设备没有关系 能直接向各种打印设备输出 另外 OLE 所生成的 图像就是 WMF 格式 使用 WMF 格式能保证 CAPP 表格中使用的 OLE 对象能自然的得到 支持 现代的 CAPP 系统中可能要用到多种 CAD 系统绘制的工艺简图 利用 OLE 技术 可以支持这一特征 并且绘制的工艺简图能重复的利用 唯一的缺点是必须安装 CAD 系 统 并且可能要在多个应用系统中来回切换 系统的资源比较浪费 值得注意的是 VISIO 公司推出的 IntelliCAD 借助 OpenDwg 组织的技术 实现了与 DWG2000 14 13 12 格 式的完全兼容 该 CAD 系统能支持 AutoCAD 所不支持的 OLE 在位编辑 并且系统非常 紧凑 用它来绘制工艺简图可避免多个应用的切换和资源的浪费 5 现代 CAPP 系统需要独立的 可定制的 有编程接口的 开放的安全系统 无论 企业有没有 PDM 系统 作为网络数据库的应用程序 现代 CAPP 都需要有较为完备的安 全系统 不能因为企业有了 PDM 系统 就将 CAPP 数据的安全交给 PDM 系统管理 因为 PDM 系统和 CAPP 系统所关心和处理的数据重点不一样 CAPP 也应该能脱离 PDM 系统 正常运行 PDM 的安全系统是在 CAPP 系统之上的 通过 PDM 访问 CAPP 数据 既要通 过 PDM 的安全系统和工作流程验证 也要通过 CAPP 系统的安全性确认 CAPP 的安全系统要能满足各企业根据不同情况进行定制的需求 首先 CAPP 系统必须对 可能的权限进行抽象 这种抽象不仅仅是针对具体的 CAPP 的软件功能 也应该针对 CAPP 数据库的访问能力 然后制定规则 提供工具