CAPP论文(CAPP企业信息化制造)

1、capp在企业信息化制造中的作用与发展前景capp(计算机辅助工艺过程设计)是利用计算机技术辅 助工艺人员设计零件从毛坯到成品的制造方法，是将企业产 品设计数据转换为产品制造数据的一种技术，它是连接设计 与制造的桥梁，是计算机集成制造系统(cims)的重要组成部 分。随着计算机在制造型企业中应用，通过计算机进行工艺 的辅助设计已成为可能，capp的应用将为提高工艺文件的质 量，缩短生产准备周期，并为广大工艺人员从繁琐、重复的 劳动中解放出来提供一条切实可行的途径。应用计算机辅助 工艺设计的必要性已被越来越多的企业所认识，选取一个适 合本企业生产及管理环境的capp系统不但能充分发挥计算 机辅助

2、工艺世纪的优越性，更能为企业数据信息的集成及管 理打下良好基础。随着机械制造生产技术的发展和当今市场 对多品种、小批量生产的要求，特别是cad/cam系统向集成 化、智能化、网络化、可视化方向发展，计算机辅助工艺设 计也就日益为人们所重视。一、capp在信息化中的应用自20世纪80年代以来,capp技术一直是先进制造技术 领域的研究热点和难点，国内外对capp技术进行了大量的探 讨与研究。近10年来,capp无论是在技术水平还是应用程度 上都取得了很大的发展。capp是设计信息生成制造信息的桥 梁，是连接产品设计与生产管理的纽带。企业在建立了集成 的capp系统以后，将有效地提高企业设计和生产

3、制造的效率, 实现企业的信息化建设。capp的功能主要从以下几个方面得 到体现。(1) 与cad的信息交换。capp来自cad的产品的几何、 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,同时向cad反馈产品的结构工艺性评价。(2) 与cam的信息交换。capp向cam提供零件加工所 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,并接收cam反馈的工艺修改信息。(3) capp向工装cad提供工艺规程文件和工装设计任 务书。(4) 与mis(管理信息系统)的信息交换。capp向mis 提供工艺路线、设备、工装、工时、材料法额等信息，并接 受mis

4、发出的技术准备计划、原材料库存、刀夹量具的状况、 设备变更等信息。(5) 与mas (制造自动化系统)的信息交换ocapp向mas 提供各种工艺规程文件和夹具、刀具等信息，并接受由mas 反馈的刀具使用报告和工艺修改意见。(6) 与caq (质量保证系统)的信息交换。capp向caq 提供工序、设备、工装等工艺数据，以生成质量控制计划和 质量检测规程，同时接收caq反馈的控制数据,用以修改工艺规程。(7)向mrpii、erp提供工艺数据或这些系统直接从capp的工艺数据库中提取所需数据。二、capp在信息化中应用研究现状我国自20世纪80年代开始对capp的应用研究。90年 代中后期，capp

5、的实用化问题引起研究者和企业技术工作者 的重视，使得capp的开发从注重工艺过程的自动生成，转 向为工艺设计人员提供辅助工具，同时为企业的信息化建设 提供服务，capp技术得到了迅速的发展。经过这些年的研究 和实践,capp系统内部各类功能的实现思路已基本达成共识: 工艺规划内的选择决策功能较宜采用知识基系统(即专家系 统)实现;加工参数的设定、优化和控制则宜采用基于技术和 限制的算法实现;对大搜索空间的工艺生成树的优化宜采用 基因算法；定量地处理面向相互冲突的多个不精确目标的工 艺计划优化选择问题，则采用模糊集理论较好；安装和装夹 的配置可望通过公差配置技术的进一步研究获得更好的解 决。在应

6、用方面，也取得了许多成果，尤其在回转体零件的工 艺规划方面，有不少的系统已得到实际应用，一些系统的功 能正逐步扩大，系统的自动化程度也不断提高。但是，目前大 多数capp系统的功能和应用范围很窄，尤其突出的是capp 系统的工厂应用情况不容乐观。美国机械制造业的数控率较 高，但它只有不到10%的企业使用capp,而且成功率不大。在我国，真正形成商品化的capp系统还不多，被企业正式应用的系统只是少数。原因在于：(1)工艺的“制造环境”特定性很强而且影响因素很多。派生式capp系只能在一定范应用。一些工具化capp系统，未提供与企业常用软件集成运行的支撑环境，仅提供 一个用计算机代替手工工作的工

7、具。企业应用前期的cad、capp技术的基础数据不能实现集成化和信息重用，致使信息的重复录入不一致，成为企业信息化建设的障碍。过分强调 工艺决策自动化的capp系统，其开发难度大、周期长、费用 高，且系统的通用性差、适应性差，难以推广应用。大多数 capp系统面向设定的制造资源环境，没有考虑生产部门实时 资源的动态变化和反馈，设计出的工艺规程不能实时变化， 影响预定规划的顺利执行。(2)当前的capp系统无法与cad、cam、pdm实现无缝 集成，产品信息难以实现共享,不支持ce的产品开发模式，不 具备dfm功能等。特别是目前的集成技术多是通过数据交换 方式或通过构建统一的产品信息模型和数据库

8、系统，这两种 方法都是面向数据库。由于关系型数据库存在面向记录，不 支持ce以及缺乏协调机制等不足，导致它们在处理非结构化 数据(如图形、文档等)时显得力不从心，系统工作量大，系 统实施与扩展也较困难。面对产品需求多样化、更新快速化 的趋势，作为cims的工程分系统的capp必须具有统一的数 据管理和过程管理环境。而pdm是在系统工程思想的指导下, 采用面向对象技术，以产品为核心，实现对产品相关的数据、 过程、资源进行一体化管理。它是产品在并行环境下的关键 性能技术。在我国，以pdm为集成框架的capp正在研究之中。三、capp系统管理方面存在的问题一是缺乏对工艺资源的管理。企业的工艺资源包括

9、企业 的加工设备、工艺装备、工艺手段、典型工艺等任何可供共 享和重复使用的工艺数据、工艺知识，企业的工艺资源是编 制工艺文件的基础。工艺设计就是优化配置工艺资源、合理 安排工艺过程的一门艺术，但是目前大部分企业对工艺资源 缺乏管理，使得数据信息无法共享，不能实现工艺资源的有 效合理利用。二是缺乏权限管理。由于工艺设计是由许多不同性质的 子任务组成，它涉及到多个部门和人员，这就需要工艺软件 提供一种角色和权限机制，提供产品级的工艺编制功能和零 件级的工艺编制功能。三是对capp系统化、实用化、工程化研究不足，缺乏 对capp系统实用化、工程化的研究，缺乏各种技术之间、 技术与组织管理之间、人与技

10、术之间的集成与协调，使得各 种新概念、新方法、新技术在capp系统的研究与开发中所 起的作用不明显。同时，作为开发capp系统基础的工艺设 计基本原理和方法的研究没有受到足够的重视，使得capp 缺乏良好的理论和坚实的科学基础，难以开发出高水平的 capp系统。四、capp发展前景未来的制造是基于集成化和智能化的敏捷制造和全球 化、网络化制造;未来的产品是基于信息和知识的产品。(1) 通用化和实用化即从工艺基本数据结构及基本设计功能的普遍性、通用 性出发，研究出能适应大多数企业的、可在其上进行二次开 发应用的工具化capp。新一代capp工具系统应是“一个以 整个产品为应用对象，以产品工艺数据

11、为中心的集工艺过程 设计、工艺信息管理为一体的交互式计算机应用系统和开发 平台，通过融合检索、修订、创成等技术，逐步实现工艺设计 和管理的自动化、信息化。”(2) 智能化人工神经网络技术、模糊理论、几何推理等方法的发展, 将为capp专家系统提供决策工具。采用多种技术相结合来 构造智能化capp系统，使其具有从实例数据自动产生规则和 知识框架的可能，且可以并行地进行知识推理，从而增加 capp获取、表达、处理知识的有效性和灵活性。(3) 集成化、网络化和开放性通过分布式网络和数据库,capp应能充分利用计算机潜 力交互式在线处理系统,提供完备的工艺文件，为cims各部 门提供信息服务。五、结束语capp作为企业信息化建设的关键和核心技术之一，其在 企业的作用还远远没有发挥出来，对企业capp应用现状及 开发思路的分析研究，将为开发适合企