CAPP软件深化应用与发展趋势的研究

　　一、 CAPP在制造业的应用

　　十六大把信息化建设提到了前所未有的高度，而制造业信息化是提高我国制造业的核心竞争力，使我国由制造大国转变为制造强国的必经之途。CAPP在现代制造业中，具有重要的理论意义和广泛迫切的实际需求。因为CAPP系统的应用，不仅可以提高工艺规程设计效率和设计质量，缩短技术准备周期，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，使工艺人员可以更多地投入工艺试验和工艺攻关;更重要的是工艺设计提供的数据是指导企业物资采购、生产计划调度、组织生产、资源平衡、成本核算等的重要依据，CAPP系统的应用将为企业信息化打下坚实的基础。

　　从1965年Niebel首次提出CAPP思想，至今已经有40多年了，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、混合式等不同的发展阶段。我国的CAPP研究和应用起源于二十世纪八十年代，经过了二十多年的发展，涌现了一大批CAPP原型系统和商品化的CAPP系统：

　　第一代产品：1982-1995/基于智能化专家系统思想开发的CAPP系统

　　作为学术研究是可以尝试的，但想开发、推广这种产品是注定要失败的，因为软件开发商将开发CAPP的目标定位于代替工艺人员的自动化系统，而不是辅助系统，即过分强调工艺决策、编制的自动化，则忽视了工艺工作的复杂性和个性化

　　第二代产品：1995-2000/基于低端数据库(FoxPro等)开发的CAPP系统

　　重视了工艺是以数据为主要管理对象，但限于开发技术和开发工具，软件实用性差，做不到“所见即所得”的编写工艺，并且与基于大型数据库的企业管理系统集成困难、数据难以利用。技术人员不喜欢用，管理人员也不愿意用。

　　第三代产品：1996-目前/基于AutoCAD或自主图形平台开发的CAPP系统

　　CAD是以图形为研究、管理对象的，在CAD环境中开发CAPP系统显然是错误的，仅仅能够完成工艺卡片的编制工作，大量的工艺数据很难提取、处理和共享，对企业其它部门效率的提高没有贡献，不关心企业信息化建设的小企业用用还是可以的

　　第四代产品：2000-目前/基于数据库开发、注重数据的管理与集成的综合式平台类CAPP系统

　　综合了前三代产品的优点和长处，代表了现代CAPP技术的主流发展方向。

　　以往企业在选择商品化CAPP软件时，往往存在这样的误区：

　　(1) 分追求自动化

　　首先，工艺设计是一个典型的复杂问题，所涉及的因素是大量的，而且是错综复杂的，它涉及到零件信息、制造资源、工艺专家知识等众多信息(数据)的组织和管理，它不仅涉及到单纯的数值运算，也要处理图象、字符、表格等复杂的数据，因此，CAPP系统的核心和难点都是数据的处理。其次，由于工艺设计对使用环境有着极大的依赖性，且工艺设计中许多工艺知识不具备精确的定义和严密的数学模型，许多问题是非确定性的，至今工艺设计仍处于经验决策阶段，这就导致工艺设计的动态性和经验性。目前自动化的CAPP能够部分得到应用的至多是针对特定行业、特定企业甚至是特定零件的专用CAPP系统。CAPP的理论研究目标一直是开发代替工艺人员的自动化系统，这种愿望是美好的，但却无法真正实现和普及应用。

　　(2) 仅仅强调工具化

　　CAPP系统不应当仅仅是解决工艺卡片填写、实现工艺文件电子化的工具化软件。CAPP系统的核心是围绕工艺数据来解决企业的工艺设计问题。CAPP系统中产生的大量工艺数据要提供给设备部门、劳资部门、生产部门、财务部门等等。由这些管理部门依据工艺数据来安排和组织生产，因此在CAPP系统中工艺数据是致关重要的。而作为工艺数据表现形式的工艺卡片应该是可以改变，可有、可无的。

　　经过这么多年CAPP技术的发展和一些优秀的商品化软件的推广及在企业的广泛应用，大家基本上对CAPP系统有了较深刻和统一的认识：作为企业信息化建设中的一部分，CAPP系统应从设计、管理、集成等多方面来解决企业的工艺设计问题;CAPP系统应当更加注重工艺数据的管理和利用。因此选择比较成熟的基于数据库的，具有良好系统开放性的平台类第四代CAPP产品已经成为企业的共识。

　　二、 深化应用的新特点

　　随着计算软、硬件技术的不断提高，信息化在企业中的应用也越来越广泛和深入，并且企业也在这个信息化的浪潮中慢慢的发生变化。CAM、CAPP、CRM、OA、HR、PDM、ERP等等系统带给企业的不仅仅是软件产品，更多的是对企业管理模式的影响或改变，并且企业的人员对信息化的认识和对计算机技术的掌握也有了很多的提高。随着信息化深化应用，对CAPP系统的要求也出现了一些新的特点：

　　(1) 专业化、个性化

　　应用了很多信息化软件，企业人员对企业自身的认识和对应用软件的认识都有了很大程度的提高，并且在这些应用实践中，人员的计算机应用水平也大幅度提高。在解决了基本工作的数字化和标准化之后，提供更加符合企业自身特点的专业化、个性化系统被企业越来越多的提出;

　　(2) 集成化、协同工作

　　在工作模式方面：网络化的办公环境已经是企业的基本配置，因此企业中的人员已经越来越习惯和适应基于网络的办公环境，工作模式也从单机的工作模式，逐渐的向符合网络办公环境的模式发生改变：支持系统内的“协同工作”、各部门的“协同工作”、支持任务流程、网络化办公和审签，都是对提供技术服务的应用软件提出的新的要求。

　　在数据方面：应用了很多系统之后，各个系统之间的数据集成和利用，不能形成信息孤岛，已经被企业越来越重视。

　　三、 CAPP深化应用中存在的问题

　　CAPP应用平台系统使用以后，随着企业信息化不断深入而出现的新特点，深化CAPP应用还存在一些问题：

　　(1) 应用水平偏浅的问题

　　目前绝大部分企业CAPP的应用停留在工艺卡片的编辑、工艺信息的统计汇总、工艺流程和权限的管理与控制方面，有效地提高了工艺设计的效率和标准化水平，这是CAPP应用的基础。但CAPP应用的深度还不够，还不能有效地结合企业的工艺制造环境总结工艺的“设计经验”和“设计知识”，来形成企业的“参数化”“自动化”CAPP系统。如何在已有平台的基础上，结合企业实际情况，提高CAPP系统的知识水平，实现CAPP的有限智能，是CAPP在企业深化应用的一个方面。

　　(2) CAPP系统与其它应用系统的集成问题

　　工艺是设计和制造的桥梁，工艺的数据是产品全生命周期中最重要的数据之一，工艺数据同时是企业编排生产计划、制定采购计划、生产调度的重要基础数据，在企业的整个产品开发及生产中起着重要的作用。CAPP需要与企业的各种应用系统进行集成，包括CAD/PDM/ERP/MES等等。由于不少企业CAD、CAPP、ERP的应用是分阶段、不同时期应用的，目前还存在着信息的孤岛，工艺数据的价值还没有得到有效的发挥和利用。

　　四、 针对信息化发展，深化CAPP应用的解决方案

　　面对出现的新问题，纵观CAPP发展的历程，可以看到深化CAPP应用将有以下发展趋势：

　　(1) 面向产品全生命周期的CAPP系统

　　由于在企业中，产品设计完全原创的项目很少，产品之间存在多种相关的联系，包括继承、派生、组合等等。CAPP的应用是对产品中零部件进行工艺设计服务，这与产品以及产品来源本身的工艺数据存在必然的联系。这种联系在日常的生产活动中往往体现在企业的生产制造管理、产品编码以及产品版本的设计发展所进行的产品生命延续过程中，是一种符合产品全生命周期规律的内在联系因素。

　　CAPP的数据是产品数据的重要组成部分，并且是诸多活动的交汇点，比如：依据产品设计提供产品信息，作工艺性评价;给采购部门提供外购件、外协件明细;给生产计划提供MBOM、工艺辅料等;依据车间制造提供的制造资源，向车间制造提供工艺路线、工艺方法;工艺提供的工时定额、材料定额等信息，成本管理制定成本目标;依据质量管理提供的质量标准，工艺提供检验方法;根据销售管理提供的客户订单工艺要求，工艺提供可选配置产品等等。因此支持产品全生命周期的CAPP系统将是重要的发展方向。

　　(2) 集成化CAPP系统

　　企业实施CAPP技术的目的是为企业的信息化建设准备准确的数据。计算机集成制造是现代制造业的发展趋势，作为集成系统中的一个单元技术，CAPP系统集成化是必然的。在并行工程思想的指导下实现各个系统的全面集成，进一步的发挥CAPP在整个生产活动中的信息中枢和功能调节作用，这包括：与产品设计实现双向的信息交换与传送;与生产计划调度系统实现有效集成;与质量控制系统建立内在联系等。

　　(3) 基于平台、可重构的CAPP系统

　　因为工艺设计的“不一致性”，通用型的CAPP系统可以满足大多数企业的大部分最基本的工艺设计要求，却不能满足企业特殊的需求，在信息化深化应用，企业个性化要求日渐突出之后，基于平台的可重构的CAPP系统是深化应用的另一个发展方向。为了能使CAPP系统在企业中更好的推广应用以及满足企业的个性化要求，CAPP系统应提供更好的开放性。在平台型CAPP系统的基础上，用户可以通过友好的用户界面根据本企业的情况输入数据和知识，针对不同的应用环境，形成面向特定的制造环境和工艺习惯的具体的CAPP系统。应该提供一套完整的二次开发手段，使用户可以进行CAPP系统的二次开发，对平台进行重构，在开发平台上构造符合用户需要的专业CAPP系统。从理论上讲，它可以适应各种应用环境，具有较好通用性和柔性;而且由于还具有二次开发能力，能适应企业内部发生的较大的变化。