CAPP系统关键技术研究

论文导读：PP的应用水平仍然比较滞后。总结国内大中小企业的CAPP应用现状，大多数企业CAPP的应用还存在一些不足和问题：(1)大多数企业CAPP的应用仅仅是对纸质工艺卡片的电子化管理，以及实现对工艺信息的电脑自动统计汇总和权限的管理与控制方面，这种程度仅仅是实现对传统工艺管理的电脑化管理。(2)大多数企业CAPP的应用还不
摘要：主要介绍了CAPP系统的发展现状和应用中存在的不足和问题，探讨了CAPP系统实现的关键技术：零件的分类编码方法、工艺设计技术、数据管理技术等。
关键词：CAPP工艺设计关键技术
1007-9416(2012)08-0093-01

1、CAPP系统的发展现状

CAPP(Computer Aided Process Planning，又称计算机辅助工艺设计)是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等功能来制定零件的机械加工工艺过程。工艺设计是产品开发的重要环节，工艺设计的好坏直接决定零件的生产质量和生产效率以及成本。CAPP系统的实施就是为了缩短工艺编制的时间，优化工艺并实现工艺编制的自动化，减轻工艺编制人员的劳动强度；CAPP系统的应用还可以使企业的工艺文件实现标准化，实现企业内部数据的高度统一，标准化的工艺文件更加适合企业现代化的生产与管理环境，方便企业应用PDM，ERP等系统。
自从1965年Niebel首次提出CAPP思想以来，各应用软件公司和研究所以及高校对CAPP领域的研究得到了极大的发展，主要经历了检索式、派生式、创成式、混合式、专家系统和工具系统等不同的发展阶段，并涌现出了一大批商品化的CAPP系统。但是相对于其它信息管理系统的发展，CAPP的应用水平仍然比较滞后。
总结国内大中小企业的CAPP应用现状，大多数企业CAPP的应用还存在一些不足和问题：
(1)大多数企业CAPP的应用仅仅是对纸质工艺卡片的电子化管理，以及实现对工艺信息的电脑自动统计汇总和权限的管理与控制方面，这种程度仅仅是实现对传统工艺管理的电脑化管理。
(2)大多数企业CAPP的应用还不能有效地完整地总结本企业（甚至是行业）的工艺设计经验和设计知识，因为没有标准化的有效的工艺知识库，造成企业的工艺编制仍然主要依靠有经验的工艺师，CAPP系统的的智能化程度仍然很低。
(3)目前大多数企业的CAPP系统的绘图环境可以与CAXA软件集成，而与CAD软件还不能完全集成，而大部分企业设计部门所采用的绘图软件都是使用的CAD绘图软件，这样就造成了在CAPP系统里面进行工艺附图的设计和更改时比较费时费力。
(4)现阶段，CAPP系统的绘图环境局限于二维绘图，能够实现三维绘图的很少。随着三维制图软件的发展的推广应用，三维制图在不远的将来肯定会成为我国制造企业产品设计的主要趋势。因此，CAPP系统的绘图环境还有待进一步提高和完善。

2、CAPP系统实现的关键技术

针对当前CAPP系统所存在的问题，如CAPP系统在智能性、实用性、通用性、集成性和柔性等方面的不足之处，必须对以下关键技术进一步研究，以提高CAPP的应用水平和效果：

2.1 零件的分类编码方法

实现CAPP系统的关键技术之一就是建立完善的零件分类编码系统，建立零件分类编码系统时，首先要提取每个零件的设计特征和制造特征，然后将零件的这些特征通过编码来识别。一般情况下，零件的特征越多，描述这些特征的编码也越复杂。目前常用的零件分类编码系统可以分为三种类型：以零件设计特征为基础的编码系统；以零件制造特征为基础的编码系统；以零件的设计和制造特征为基础的编码系统。

2.2 工艺设计相关技术

目前常用的工艺设计技术有：相似工艺自动检索技术、参数化工艺设计技术、模块化/单元化工艺设计技术等。
采用相似工艺检索技术，可以大大提高企业对成熟工艺的有效利用，提高企业工艺编制的效率和质量，同时也可以减少工艺编制人员的重复性工作，减少人力成本。
参数化工艺设计技术是一种快捷有效的工艺设计模式。首先需要建立完善的典型工艺数据库，每种零件对应一种典型工艺，只需要将对应的典型工艺数据库里面的参数进行修改，就可以自动形成高质量的工艺文件。
模块化工艺设计技术的核心思想是将制造工艺过程分解为一系列规范化的操作和规则，这些规范化的操作和规则组成不同的模块，每个模块里面的操作参数可以针对不同产品进行设计更改，针对特定零件的制造工艺可以利用参数化设计技术、专家系统技术实现不同模块化的组合。

2.3 集成环境下的工艺数据管理技术

传统的CAPP系统工艺数据管理技术一般采用文件形式对工艺数据进行保存，对工艺数据的管理要求不高。但是，随着大量制造企业信息化水平的不断提高，大部分CAPP系统实在网络化源于：论文资料网www.7ctime.com
环境下实施应用的，因此，大量的工艺数据是在网络环境下处理和共享以及存储的，传统的基于文件保存工艺数据的方式已经不适应网络化和集成化的环境，这就需要深入研究网络化集成环境下的工艺数据管理技术。总之，CAPP系统中的工艺数据管理的目的是要保证工艺数控的一致性、有效性和完整性。实现CAPP与CIMS其它子系统的信息集成和信息的充分共享。

2.4 工艺知识库的建立技术

工艺知识库的建立和有效管理是CAPP系统成功运行的重要环节。建立工艺知识库时应解决以下几个关键问题：共享性、完善性、柔性和安全性。在建立知识库前，首先要做大量的调研和分析，在此基础上，再从零散的资料中找出规律，建立起标准统一的知识库，使之能应用于各种生产条件下的各种类型零件，并不断地对知识库进行完善，以适应用户不断变化的需求。在知识库管理过程中，将那些可以不断被修改和扩充的知识与程序分离存储，称为外部知识库；将那些用户不能随意修改和扩充的知识固化在程序中，称为内部知识库。内部知识库和外部知识库的具体界定则是需要进一步研究的内容。
参考文献
谢胜利，黄强，林兰芳等.基于实例的智能工艺设计系统[J].计算机应用研究，2002(9)：97-103.
才影,孙玉涛,李海涛等.CAPP在选煤设备生产过程中的应用.煤矿机械,2009(12):215-217.
[3] 郭温.网络化CAPP系统的体系结构研究.液压气动与密封,2010(4):51-53.
[4] 刘保华,乔爱科.CAPP系统类型及关键技术研究.机械设计与制造,2009(8)论文导读：:62-64.姜玉珍.论CAPP应用现状与发展趋势.广西轻工业,2009(11):74-75.李险峰.从CAPP到MPM，数字化制造与管理系统应用思考与实践.制造技术与机床,2011(9):21-25.上一页12
:62-64.
[5] 姜玉珍.论CAPP应用现状与发展趋势.广西轻工业,2009(11):74-75.
[6] 李险峰.从CAPP到MPM，数字化制造与管理系统应用思考与实践.制造技术与机床,2011(9):21-25.